Quais são os princípios básicos do design de engrenagem helicoidal?
O design da engrenagem helicoidal envolve uma engrenagem helicoidal, cujos dentes formam segmentos de uma hélice e outro componente que se assemelha a um parafuso. O componente em forma de parafuso é conhecido como verme e suas roscas normalmente formam uma hélice completa. Esse verme é normalmente usado para acionar a engrenagem, o que pode fornecer uma grande quantidade de torque. Na maioria dos casos, tentar usar a engrenagem para girar o verme resultará no travamento dos dentes. Esses dois princípios básicos do design de engrenagem helicoidal podem ser explorados nos botões de afinação de instrumentos de corda, que fornecem o torque necessário para puxar as cordas ensinadas e depois travar automaticamente no lugar para mantê-las dessa maneira.
As engrenagens helicoidais se assemelham às engrenagens retas, mas possuem dentes dispostos na diagonal. Devido à natureza curva das engrenagens, isso resulta em cada dente individual semelhante a um segmento cortado de uma hélice. Os conjuntos de hélices tradicionais usam duas marchas, embora o design da engrenagem helicoidal seja uma variante que não. Em vez disso, eles usam uma engrenagem helicoidal e um cilindro ou haste com uma rosca em forma de parafuso. Esse verme pode ter um único dente que envolve a circunferência apenas uma vez, dois dentes que se estendem por todo o comprimento como um parafuso normal ou qualquer outra coisa.
O principal benefício do projeto de engrenagem helicoidal é que uma grande quantidade de torque pode ser alcançada em comparação com outras engrenagens helicoidais. As relações de engrenagem para conjuntos helicoidais geralmente são limitadas a cerca de 10: 1, e os conjuntos de engrenagens helicoidais podem atingir uma proporção de 500: 1. Devido à natureza do design da engrenagem helicoidal, cada rotação completa do sem-fim move a engrenagem apenas um dente para frente, de modo que a redução da engrenagem é tecnicamente limitada apenas por quantos dentes a engrenagem acionada possui. Uma engrenagem acionada com 12 dentes resultaria em uma proporção de 12: 1, uma com 120 dentes teria uma proporção de 120: 1 e assim por diante.
Outro projeto básico de engrenagem helicoidal é a maneira como os aparelhos tendem a se autotravar. Muitos conjuntos de engrenagens helicoidais possuem dentes na engrenagem que têm um ângulo de avanço muito pequeno, o que significa que eles estão próximos de serem dentes paralelos de 90 graus, como os encontrados nas engrenagens normais, em vez dos dentes diagonais angulares usados pela engrenagens helicoidais. Se a engrenagem tiver um pequeno ângulo de avanço, ela tenderá a travar contra os dentes do verme em vez de girá-lo. Em alguns casos, esse é um resultado desejável que pode ser explorado em benefício de um dispositivo. Essa ação de travamento pode impedir movimentos indesejados do sistema devido a forças externas na engrenagem, como uma corda tensionada ou gravidade.