O jogo de engrenagens planetárias conhecido como
engrenagens epicíclica
é uma das invenções mais importantes da engenharia.
São ótimos mecanismos para variar velocidade
e são, muito usados em automóveis como parte vital
das transmissões automáticas.
Vamos explorar os segredos
das engrenagens neste vídeo!
O jogo de engrenagens tem 4 partes principais:
a engrenagem solar,
os pinhões planetários,
a engrenagem anelar,
e o braço.
Podemos ver que elas podem girar rapidamente,
ou mais de devagar,
até mesmo ao contrário.
Mas, como isso acontece?
Você poderá prever o movimento das engrenagens por completo,
se entender um fato simples.
Quando duas engrenagens estão se movendo, veja,
elas devem ter a mesma velocidade na junção.
Isso significa
que a velocidade da engrenagem A
deve ser a mesma que da engrenagem B,
no seu ponto de encontro.
A velocidade tem que ser a mesma, ou
os dentes irão encaixar um no outro desta forma.
Provocando uma condição impossível.
Usando este fator nas engrenagens planetárias,
você verá como a variação da velocidade ocorre.
Ao travar a engrenagem solar e a girar a engrenagem solar.
Pense no que acontece com pinhões!
No ponto A a engrenagem solar está a uma determinada velocidade
e no ponto B a velocidade deverá ser zero,
pois a engrenagem anelar está travada.
No entanto, como isso acontece com as duas ao mesmo tempo?
Só há uma explicação.
O pinhão deverá girar e rodar ao mesmo tempo!
O giro irá produzir velocidades em direções opostas
nos pontos de cima e de baixo,
enquanto, a rotação produz velocidades unidirecionais.
Em cima, as velocidades de giro e a rotação estão em direções opostas,
assim, a velocidade do ponto B é zero.
Em baixo elas se somam.
Resumindo,
os pinhões são forçadas a rodar
para compensar a velocidade existente.
Quando o braço é ligado aos pinhões
ele irá girar juntamente com eles.
Agora, vejamos o que acontece
quando a engrenagem solar está travada e a engrenagem anelar gira.
O exato oposto ao caso anterior.
No ponto interno a velocidade deve ser zero
e nos pontos externos a velocidade deve ser a mesma da anelar.
Neste caso,
a rotação dos pinhões será contrária para compensar as condições de velocidade.
Contudo, este caso tem uma diferença.
A velocidade no ponto B será maior que no ponto A da situaçao anterior.
É óbvio, pois, o raio da engrenagem anelar é maior.
Isso aumenta a velocidade de rotação e do giro dos pinhões.
Assim, o braço irá rodar mais rápido.
Veremos agora, o mecanismo de reversão das engrenagens planetárias.
Para isso teremos que prender o movimento do braço.
Isso significa que os pinhões não conseguirão rodar
somente girar.
O giro será oposto a rotação da engrenagem solar
Mas, o giro fará a engrenagem anelar rodar na mesma direção.
Resumindo, a direção da rotação de uma engrenagem será oposta a outra.
De forma que teremos a engrenagem reversa.
Note que aqui, para poder alcançar diferentes velocidades
o início deve ocorrer em partes diferentes do jogo de engrenagens.
O que é particularmente difícil no mecanismo atual.
Na transmissão automática para conseguir isso
três jogos são conectados em série com cabos de saída coaxiais.
Para entendermos como esse arranjo
transfere a rotação interna para diferentes partes da engrenagem,
assista nosso vídeo sobre transmissão automática.
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