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