Como as engrenagens de cremalheira transmitem força e movimento?
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- Horário Edição
- 2026/10/9
Como as engrenagens de cremalheira transmitem força e movimento?
Um acionamento de cremalheira e pinhão converte rotação em movimento linear pelo contato dos dentes. O torque do pinhão gera força tangencial e sua rotação determina a velocidade linear. Com a cremalheira fixa, o carro do pinhão pode se mover. A geometria primitiva define o movimento; resistência dos dentes, apoios, lubrificação e cargas de trabalho determinam a força admissível.
Siga o movimento na linha primitiva
O pinhão giratório engata sucessivos dentes da cremalheira. Para um par de dentes retos, o pinhão e a cremalheira precisam de módulo e ângulo de pressão compatíveis. As guias restringem a cremalheira ou carro para que a engrenamento permaneça na posição.
Na linha primitiva, a velocidade linear é v = ωr, com velocidade angular ω em radianos por segundo e raio primitivo r em metros. Uma revolução do pinhão fornece deslocamento πd. Use o diâmetro primitivo d, e não o diâmetro externo nas pontas dos dentes.
Converta o torque do pinhão em força de cremalheira
Ignorando as perdas, força de cremalheira F = T/r = 2T/d. T é o torque no eixo do pinhão em N·m e d está em metros. Para um diâmetro primitivo de 40 mm e 10 N·m no pinhão, a força tangencial ideal é 500 N.
A 60 rpm, esse pinhão avança a cremalheira cerca de 125,7 mm por revolução, ou 7,54 m/min. As perdas reduzem a força disponível; esta aritmética não estabelece uma carga dentária permitida. O torque do motor deve primeiro ser convertido através de qualquer redutor a montante.
Verifique o eixo linear completo
Uma carga horizontal de 100 kg não requer automaticamente 981 N de força na cremalheira. A força necessária depende da aceleração, do atrito da guia, da resistência do processo e de qualquer inclinação. Adicione os efeitos da inércia rotativa e da resistência inicial ao dimensionar o acionamento.
Verifique a flexão dos dentes e a capacidade superficial, a rigidez de montagem, a folga, a lubrificação e as forças que tendem a separar a engrenamento. O Guia de cremalheira e pinhão PairGears ilustra o mecanismo de direção; seus detalhes de aplicação não são uma classificação de carga para um eixo de máquina.
