Análise da resistência à flexão e ao crateramento de uma engrenagem cilíndrica de dentes retos e helicoidais: avaliação da eficácia da norma ANSI/AGMA 2101-D04 para cálculo à fadiga e mitigação de falhas de projeto.
Abstract
Um dos elementos de transmissão mais utilizados na Engenharia Mecânica, e que ainda permite a incorporação de novas tecnologias, é a engrenagem de aço cilíndrica de dentes retos ou helicoidais. Embora seja um componente amplamente empregado na indústria e extensivamente testado por pesquisadores, há uma escassez de informações atualizadas e disponíveis sobre seu equacionamento no Sistema Internacional de Unidades, especialmente em relação ao cálculo à fadiga, incluindo a análise de tensão ao contato e a avaliação da resistência ao crateramento na superfície dos dentes da engrenagem, bem como a análise de tensão à flexão e a avaliação da resistência à fratura na região do cordão raiz dos dentes. Nesse sentido, este estudo se baseia nos artigos mais relevantes dos últimos 8 anos na área de Engenharia Mecânica, que abordam a análise desse componente mecânico, e destaca a norma ANSI/AGMA 2101-D04 para unidades métricas. O presente trabalho descreve detalhadamente essa norma e complementa-a com informações consolidadas de Projeto de Máquinas, proporcionando à comunidade acadêmica e industrial um material adicional que pode auxiliar no projeto e na análise de engrenagens, com o objetivo de mitigar possíveis falhas causadas por erros de projeto. Para melhor compreensão da aplicabilidade da norma, foi realizado um estudo de caso que compara a norma AGMA com resultados obtidos no software de CAD Solid Edge, que utiliza a norma ISO 6336 para seus cálculos. O principal resultado deste trabalho é a constatação de que os valores obtidos por ambas as normas diferem significativamente, sendo que os valores do Solid Edge são mais conservadores. Além disso, este trabalho também compara a eficiência entre engrenagens cilíndricas de dentes retos e helicoidais, usando a norma ANSI/AGMA em ambos os estudos.
Palavras-chave: AGMA 2101-D04. Engrenagem cilíndrica reta, Engrenagem cilíndrica helicoidal. ISO 6336. Solid Edge.