Princípio, tipos e fatores de projeto do eixo de transmissão

Quatro eixos de diferentes formas e tamanhos dispostos sobre uma superfície

Como um profissional de máquinas, você entende que a transferência de potência é a marca registrada de tudo que gira no mundo mecânico. Esse conceito levou à inovação do eixo de transmissão – uma peça giratória que transfere movimento ou potência entre as peças. 

Na Boda, somos especializados na produção dessas peças com precisão, materiais duráveis ​​e profissionalismo incomparável. 

Este eixo é sinônimo da indústria automotiva, embora esteja presente em muitas outras aplicações, incluindo máquinas agrícolas. Praticamente todas as máquinas rotativas apresentam esta peça. 

Apesar dessa insubstituibilidade, você concordará que muitos usuários ainda não estão familiarizados com o design, aplicações e funcionamento do eixo. Como designers e fabricantes experientes, consideramos uma série de fatores, desde o tipo de material do eixo até a quantidade de torque que deve ser transmitida ao próximo componente.

Este guia abordará esses aspectos em detalhes e demonstrará por que a Boda é uma fornecedora confiável de soluções para eixos de transmissão.  

 

O que é o eixo de transmissão?

Dois eixos, cada um com várias saliências dentadas e rolamentos em cada extremidade 

Um sistema de transmissão de 6 velocidades

Um eixo de transmissão é uma parte rotativa de uma máquina que transmite torque entre duas partes de máquinas. Com anos de experiência e interação com clientes em todo o mundo, a empresa lidou com eixos tão simples quanto uma única haste, e maiores, muito mais complexos. 

Apesar das diferenças em tamanhos e formas, todos esses eixos têm mecanismos básicos. Eles trabalham junto com rolamentos, engrenagens, acoplamentos e polias para transmitir potência mecânica. 

Bearing – Apoiar o eixo e promover rotação suave

Acessorios – Transmitir potência e torque com outros eixos

Acoplamento – Acomoda desalinhamentos no eixo, pois transmite potência e torque 

Polia – Transmitir potência entre eixos

 

O princípio de funcionamento de um eixo de transmissão

A abordagem de fabricação da Boda Tech, apoiada pela orientação profissional de mais de 40 engenheiros experientes, reconhece a operação exclusiva do eixo de transmissão e considera seus diferentes aspectos na fabricação. 

A operação do eixo começa com a geração do torque e termina quando o torque de saída foi modificado adequadamente. 

Geração de Torque

No início, a fonte de energia gera o torque necessário. Essa fonte pode ser um motor de combustão interna ou um motor elétrico. O mecanismo coleta esse torque e o direciona ao eixo para transmissão. 

Transmissão de Torque

O eixo de transmissão recebe o torque e o transfere para a outra extremidade. Este eixo é feito de material forte para suportar torque incrível. 

Componentes de suporte

Relações de engrenagem e outros elementos podem ser adicionados ao eixo para manipular a velocidade do torque fornecido. Engrenagens especiais redirecionam o torque e aumentam/diminuem a velocidade de rotação. Rolamentos dão suporte ao eixo de transmissão e permitem que ele gire perfeitamente.  

Fornecimento de Energia 

Quando o torque atinge a outra extremidade do eixo, o trabalho está quase pronto. Os componentes de saída que funcionam com o eixo incluem conjuntos de rodas e engrenagens. O processo não está completo até que o torque seja adequadamente controlado e modificado. 

Modificação de saída

O mecanismo de controle e modificação é necessário para qualquer exigência de mudança de velocidade e torque. Para carros, um exemplo perfeito dessa modificação é o uso de uma embreagem.  

 

Principais partes de um eixo de transmissão

Quando um pedido de eixo de transmissão é feito, a equipe altamente experiente da Boda Tech entra em ação. A solução de fabricação sob medida para um eixo foca nos seguintes componentes:

O eixo principal 

O eixo principal é a longa parte cilíndrica que transfere o torque de uma extremidade para a outra. É tipicamente feito de aço ou outros materiais de alta resistência e processado por usinagem CNC. Você pode explorar operações e ferramentas de torneamento CNC e veja o quão relevantes eles são para a confiabilidade final deste componente. 

Splines 

Splines são dentes que correm longitudinalmente no eixo. Essas cristas formam as posições de montagem para o rotor e o eixo da engrenagem ou componente montado. Esses dentes são usinados em CNC diretamente para promover precisão e garantir a transferência máxima de torque. 

Rolamentos 

Uma imagem indicando um eixo com dois mancais

Um eixo com dois rolamentos

Os rolamentos oferecem suporte ao eixo e promovem rotação suave. Um projetista especialista posicionará esses componentes em locais específicos ao longo do comprimento do eixo para otimizar essas funções. 

Selos

O sistema de transmissão requer lubrificação adequada. As vedações impedem uma infiltração ou derramamento da lubrificação. Elas são geralmente instaladas em ambas as extremidades do eixo. 

Um conjunto de anéis de vedação de tamanhos diferentes em um fundo branco

Anéis de vedação do eixo

Acoplamentos 

Os acoplamentos formam pontos de conexão para múltiplos eixos no sistema de transmissão. Às vezes, há potenciais desalinhamentos ou variações na rotação. Os acoplamentos acomodam isso e permitem distâncias de transmissão maiores. 

Juntas universais 

Dois eixos metálicos com orientações diferentes conectados por uma junta aparafusada e com marcas de graxa

Uma junta universal

As juntas são aplicáveis ​​no eixo de transmissão onde a fonte e o receptor do torque estão em eixos diferentes. Isso significa que o torque deve mudar de direção. Alguns chamam essas juntas de juntas U. 

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Diferentes tipos de eixos de transmissão

Os eixos têm papéis diferentes em máquinas, então há designs diferentes. Abaixo está um resumo dos principais tipos de eixos de transmissão:

Cabo principal

O eixo principal da máquina recebe energia do motor e a envia para outras partes do sistema de transmissão. Ele é de construção durável para suportar o torque significativo que vem do motor. Ele também precisa corresponder à longevidade do motor. 

Alguns recursos esperados no eixo principal são sulcos para estrias e engrenagens. Verifique as diferenças nos principais processos usados ​​para o eixo principal neste post intitulado Fresamento CNC vs Torneamento: Principais diferenças explicadas. 

Contraeixo

Dois eixos metálicos de tamanhos diferentes em posição vertical e engatados por engrenagens

Eixo principal e contraeixo

Também chamado de eixo intermediário, esse eixo geralmente é associado ao eixo principal para ajustar a saída do eixo principal. 

Eixo propulsor

O eixo propulsor é comum em sistemas de transmissão. Sua função é conectar o diferencial e a caixa de câmbio do motor de um carro. O diferencial transmite o torque para as rodas do carro. Como esse eixo deve ser forte e leve, ele é comumente feito de alumínio ou aço de alta resistência. 

Eixo tenso

Como o nome sugere, o eixo intermediário é inativo na transmissão de potência. Sua função primária é ajustar o espaço entre outros eixos ou alterar a direção. Máquinas complexas precisam desse eixo por causa das muitas engrenagens e estrias envolvidas. 

Eixo cardan

Uma imagem de um eixo cardan mostrando juntas universais em ambas as extremidades

Um eixo cardan

O eixo cardan é um tipo de eixo propulsor. Ele é projetado para transmitir torque entre dois eixos em eixos diferentes. 

Eixo flexível 

Um eixo flexível é aplicável onde a transferência de torque tem que acontecer contra obstáculos. Este tipo de eixo pode evitar obstáculos, algo que um eixo normal não pode fazer. 

Eixo intermediário 

Uma imagem de um eixo intermediário com uma conexão de flange e estrias na outra extremidade

Eixo intermediário

Este eixo é construído para transferir torque em diferentes direções ou para componentes parceiros que estão a uma distância. Você encontrará o eixo intermediário em máquinas complexas em que o torque tem que mudar de direção várias vezes. 

 

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Como um eixo de transmissão é fabricado?

Como um dos principais fabricantes de eixos de transmissão com anos comprovados de experiência, a Boda Tech segue etapas sistemáticas para fornecer produtos confiáveis ​​para usuários em todo o mundo. As principais técnicas de fabricação são usinagem CNC, tratamento térmico e serviços de acabamento superficial. 

Usinagem CNC

Torneamento CNC, fresamento, retificação e perfuração fazem parte do projeto e fabricação do eixo. Cada um desses processos de fabricação do eixo de transmissão tem um papel específico na obtenção do formato e forma final do eixo. Dependendo das especificações do produto, pesamos entre Torneamento Suíço vs Torneamento CNC. 

Uma retificadora cilíndrica CNC usinando roscas no diâmetro externo de um eixo

Máquina CNC retificando um eixo

Por exemplo, o torneamento CNC remove o excesso de material do estoque para criar o formato cilíndrico do eixo. O operador segue os detalhes do projeto para atingir os parâmetros de eixo necessários. 

Para saber mais sobre como os melhores provedores de serviços CNC garantem resultados de qualidade, confira estes Tipos de torneamento CNC, processo e dicas de design. 

Tratamento térmico

Eixos de metal sendo tratados termicamente e cortados

Tratamento térmico do eixo e corte sob medida

Uma vez que o eixo foi usinado de acordo com os detalhes do projeto, ele é levado para serviços de tratamento térmico. Aqui, o fabricante submete o item a aquecimento e resfriamento controlados para alterar as propriedades químicas e físicas – resistência à corrosão, resistência, ductilidade, etc. 

Qual é o melhor método de tratamento térmico? A resposta é baseada nas propriedades mecânicas previstas do eixo e no tipo de material. 

Acabamento Superficial

Um eixo de metal liso com uma junta em U em uma extremidade

Acabamento de superfície lisa em um eixo de transmissão

O eixo agora é transferido para a seção de acabamento de superfície, sendo o objetivo principal atingir a precisão dimensional e a suavidade necessárias. Além disso, o acabamento de superfície de qualidade ajuda a prevenir o desgaste e o atrito da superfície, melhorando assim o desempenho geral da peça. 

 

Considerações para o projeto do eixo de transmissão

Quando nossos engenheiros altamente experientes decidem projetar um eixo, eles consideram vários fatores críticos. Os mais importantes são o torque necessário, a resistência à torção do material e o melhor acabamento da superfície.

A quantidade de torque a ser transmitida

O fabricante inicia o processo de design do eixo determinando a potência e o torque que o sistema deve transmitir. Com esse detalhe, é fácil calcular o diâmetro ideal do eixo e outros parâmetros de design. Acertar neste ponto é o primeiro passo para evitar falhas no eixo durante a operação. 

A capacidade do material 

A potência gerada pela fonte precisa ser transmitida em um material que tenha capacidade adequada. O fabricante deve garantir que a resistência à torção do material do eixo corresponda ao torque no projeto do eixo de transmissão. Usar materiais com resistência suficiente, mesmo com cargas pesadas, é uma prática recomendada no projeto de eixo para máquinas críticas. 

Acabamento da superfície do eixo

O acabamento da superfície é um elemento crítico de design no processo de fabricação do eixo de transmissão porque afeta a lubricidade, eficiência e longevidade do item. Por exemplo, um acabamento de superfície muito liso ou áspero pode ser contraproducente para o desempenho da vedação. 

A compatibilidade do acabamento da superfície com os requisitos funcionais do eixo é crítica no projeto do eixo de transmissão. A maioria dos eixos funciona de forma ideal com cromagem, mas existem outras opções, como você pode aprenda com os especialistas da Boda Tech. 

 

Conclusão 

Os diferentes tipos de eixos de transmissão são essenciais em máquinas, ajudando a transferir energia da fonte para outros componentes. 

A cobertura da função, tipos, materiais e princípio de funcionamento do eixo demonstrou o quão crítica essa parte é para os sistemas automotivos e outros. Ela enfatiza a importância de entender os detalhes do sistema de transmissão. 

A Prelean Tech pode ajudá-lo a otimizar seus sistemas com confiabilidade Torneamento CNC soluções para eixos personalizados para transmissão de potência. 

 

Perguntas Frequentes

Qual é o propósito e a função de uma transmissão?

O sistema de transmissão é uma parte de máquinas rotativas que transmite movimento ou potência de um ponto para outro. Ele é proeminente em muitos produtos de engenharia, incluindo aeronaves e carros. 

Quanto custa para substituir um eixo de transmissão?

O custo de substituição de um eixo depende de diferentes fatores, incluindo o tipo e o tamanho da máquina e a complexidade do trabalho. 

O que causa a quebra do eixo de entrada da transmissão?

Muitos fatores contribuem para a falha do eixo de entrada da transmissão. Alguns deles são cargas de choque, desalinhamento do motor, resistência inadequada do material do eixo e falha do rolamento. Outros são fatores ambientais e processos de fabricação de eixo de transmissão não profissionais. 

Como sei se o eixo de entrada da minha transmissão está ruim?

Você saberá que o eixo de entrada da transmissão está com defeito devido a vazamentos de fluidos, odores estranhos, energia intermitente e vibrações durante a operação da máquina. 

O que o eixo de transmissão faz em uma transmissão?

O eixo de transmissão em uma transmissão transmite potência do sistema de transmissão para os componentes que estão sendo acionados. Sua função é garantir uma transferência de potência perfeita e suave entre essas partes. 

É mais barato consertar uma transmissão ou substituí-la?

Vários fatores determinam se é mais barato consertar ou substituir. Isso inclui o valor da máquina e a extensão dos danos à transmissão. Olhando para os custos gerais, um reparo custa a partir de $ 200, enquanto algumas substituições podem custar até $ 5,000. 

Quais são os sintomas de um eixo de saída de transmissão ruim?

Um eixo de saída de transmissão está ruim se perdeu potência, está produzindo ruídos estranhos, está vazando ou está provocando vibração excessiva na máquina.