Engrenagens são um dos elementos de máquina mais importantes e amplamente utilizados para transmitir movimento e potência em várias máquinas. A rigidez do dente da engrenagem tem um impacto significativo na distribuição da carga, características de vibração e na eficiência geral dos sistemas de engrenagens. Portanto, a análise precisa da rigidez do dente é crucial para otimizar o desempenho da engrenagem e garantir operação confiável. Neste estudo, os efeitos dos parâmetros geométricos sobre a rigidez de um único dente (STS) e a rigidez de acoplamento variante no tempo (TVMS) de engrenagens retas involutas são investigados numericamente. Os parâmetros de projeto da engrenagem, como o ângulo de pressão do lado de acionamento (DSPA) (20°, 25°, 30°), adendo (1–1,5 × módulo) e dedendo (1,25–1,7 × módulo), são variáveis. Configurações de engrenagem com razão de contato baixa (LCR) e alta (HCR) são avaliadas. Modelos paramétricos são inicialmente desenvolvidos usando MATLAB e depois modelos CAD 3D são criados no CATIA para análise estrutural estática no ANSYS Workbench. Os resultados indicam que o aumento do ângulo de pressão melhora a rigidez na região da raiz do dente, enquanto o efeito é menos significativo próximo à ponta do dente. O aumento do comprimento do adendo geralmente reduz a rigidez. Em alguns casos, um aumento na razão de contato resulta em até 25% de aumento na rigidez de acoplamento. Esses achados demonstram que a rigidez do dente isolado e do acoplamento podem ser otimizadas por meio do controle preciso da geometria da engrenagem. Em última análise, o estudo fornece insights valiosos para melhorar o desempenho e a durabilidade das engrenagens por meio de escolhas de projeto informadas.
Sandikci et al. (Sex,) estudaram essa questão.