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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10313| Título: | Análise da relação entre tensões e variações geométricas em engrenagens cilíndricas de dentes retos utilizando método analítico e numérico |
| Autor(es): | Betim, Victor Taques |
| Orientador(es): | Silva, Ana Paula Carvalho da |
| Palavras-chave: | Engrenagens - Ensaio dos metais Mecânica analítica Geometria analítica Gearing - Assaying Mechanics, Analytic Geometry, Analytic |
| Data do documento: | 4-Fev-2015 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BETIM, Victor Taques. Análise da relação entre tensões e variações geométricas em engrenagens cilíndricas de dentes retos utilizando método analítico e numérico. 2015. 152 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015. |
| Resumo: | Novos materiais estão sendo utilizados na fabricação de engrenagens cilíndricas de dentes retos com a finalidade de obter a redução das tensões de contato presentes nesses elementos. Os resultados alcançados foram satisfatórios para esse modo falha. Porém, para o outro modo conhecido como tensões de flexão, os níveis obtidos foram altos, decorrente das propriedades mecânicas intrínsecas desses materiais. Este trabalho apresenta um estudo de como as tensões de flexão das engrenagens sofrem alterações conforme são aplicadas variações geométricas nos dentes. As variações impostas estão relacionadas às características geométricas padronizadas das engrenagens, como módulo, número de dentes e ângulo de pressão. As engrenagens são modeladas tridimensionalmente no programa Solidworks®, com a aplicação de recursos que aceleram a geração de várias peças. Para que os modelos reflitam a realidade de engrenagens fabricadas na prática, são apresentados conceitos teóricos referentes à construção das curvas presentes no perfil do dente das engrenagens. Parâmetros geométricos essenciais para o estudo de tensões de flexão. Alguns cálculos por métodos analíticos baseado em normas específicas para o dimensionamento de engrenagens são utilizados para a validação de um modelo numérico. Métodos analíticos quase sempre impõem simplificações na construção do seu modelo e por isso, nem sempre a maioria dos fenômenos envolvidos na análise são considerados. Assim, na intenção de aprimorar os resultados, análises numéricas pelo método de elementos finitos são desenvolvidas com a utilização do pacote comercial ABAQUS®. É apresentado todo o processo desenvolvido durante o estudo até a validação do método numérico. Em cada etapa há uma discussão a respeito das dificuldades encontradas e melhorias implantadas em ambos os métodos analítico e numérico. Ao final, os resultados gerados indicam um decaimento exponencial da tensão de flexão com o aumento do módulo, número de dentes e ângulo de pressão. Com esses resultados é possível avaliar qual é a configuração geométrica ideal de engrenagem cilíndrica de dentes retos, que pode ser especificada, a fim de evitar esforços excessivos de flexão. |
| Abstract: | New materials have been used on the manufacturing of spur gears with the objective of reduce the pitting. The results achieved were satisfactory to this failure mode. However, to the other failure mode knew as bending, the stress levels obtained were high, due the mechanical properties of these materials. This job show a study of how the bending stress of the gears is changed according geometry variations are applied on its teeth. The variations imposed are related with standard geometry features of the gears, how module, teeth number and pressure angle. The gears are tridimensional modeled on Solidworks®, applying features that accelerate the creation of several parts. To make the models similar to the gears really manufactured, it is presented theoretical concepts related the building of curves which the gear teeth profile has. They are essential geometric parameters on the study of bending stress. Some analysis developed by analytical methods based in specific standard to gear sizing are used to approve a numerical model. Analytical methods almost always impose simplifications in the building of their models, so it’s common that the entire phenomenon involved on the analysis are not considerate. So, to improve the results, numerical analysis by the finite element method are developed with the commercial pack ABAQUS®. It had showed the all process developed to during the study until the numeric method validation. In each step there is a discussion about the difficulties found and the improvements deployed to both methods analytical and numerical. In the end, the generated results indicating an exponential decay of the bending stress with the increasing of the module, teeth number and pressure angle. Therewith, it is possible to evaluate which is the best geometry configuration for spur gears, which can be specified, to avoid excessive strain of bending stress. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10313 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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