Como construir engrenagens de madeira

Você pode clicar em qualquer imagem deste artigo para uma maior visualização.

O método que usei para construir as engrenagens para o gabarito de junções tipo caixa é o mesmo para as engrenagens do elevador de madeira para tupia, mas eu vou focar no do gabarito de junções tipo caixa deste artigo.

É vital usar um compensado de boa qualidade para as engrenagens. Compensados baratos têm camadas muito grosseiras e também não são fortes o suficiente. Mas o compensado de qualidade, com camadas finas do começo ao fim da chapa, é um excelente material. Você pode ter algum sucesso também usando plástico polietileno, masonite ou compostos fenólicos. Mas chapas de compensado comum não são recomendadas.

Comece por fazer um modelo para o formato da engrenagem. Há várias maneiras de se fazer um modelo de engrenagem. Você pode usar o gerador grátis de modelos de engrenagens on-line, ou o meu mais sofisticado gerador de modelos de engranagens, ou, se você estiver usando as plantas para o gabarito de junções tipo caixa ou as plantas para o elevador de tupia, você pode apenas imprimir o tamanho apropriado diretamente dessas plantas. As plantas do gabarito de junções tipo caixa incluem engrenagens para qualquer tamanho até 48 dentes.

Cole o modelo de papel numa placa de compensado de boa qualidade de 10 mm (3/8") de espessura. Eu sempre o colo aplicando uma camada muito fina de cola de madeira em volta da extremidade do que será a engrenagem e então eu pressiono o modelo de papel em cima.

Então, use um punção para fazer uma marca no meio do rebaixo entre cada dente da engrenagem.

Use uma broca para madeira com ponta-guia de 5/16" (8mm) para perfurar na marcação feita pelo punção. 5/16" é o tamanho exato para o espaçamento usado nas engrenagens para o gabarito de junções tipo caixa ou o elevador de tupia.

As marcações feitas com o punção ajudam a centralizar a ponta da broca em cada furo. Perceba que a broca perfurará um pouquinho além do que o modelo indica, mas não se preocupe.

Como as minhas engrenagens têm que engrenar-se à 90 graus, quando for fazer os cortes é melhor inclinar a base de corte para o lado dos dentes. Isso resulta em dentes que são ligeiramente afunilados para a engrenagem de acoplamento.

A base de corte deve ser inclinada para o lado direito quando cortar o lado esquerdo do dente e para o lado esquerdo quando cortar o lado direito do dente. Assim, os dentes vão diminuir na parte de baixo, ficando mais estreitos nessa direção.

Eu também estou usando este pedaço de compensado preso à mesa como uma espécie de abertura para serra sem folga que evita imperfeições de corte na parte de baixo da engrenagem.

Na verdade é razoavelmente fácil fazer uma abertura para serra sem folga para a minha serra de fita, mas inclinar a base de corte com uma abertura para serra sem folga envolvendo a lâmina pode não ser uma boa ideia.

Se a base de corte da sua serra de fita não pode ser inclinada à esquerda (a da minha serra de fita caseira não inclina para a esquerda), você pode improvisar colocando um pedaço de compensado sobre a mesa e inclinando-o com um espaçador.

Se você está construindo engrenagens comuns que engrenam num mesmo plano (ao contrário de engrenagens que não engrenam perfeitamente à 90 graus para meus gabaritos), você não precisará cortar os dentes em ângulo, então toda a questão de inclinação da base de corte é desnecessária.

Com os espaços entre os dentes já cortados pelos furos que fizemos com a broca, não há necessidade de cortar lateralmente na parte inferior dos dentes, de modo que os cortes ocorrem razoavelmente rápido. Tendo visto vários videos de máquinas CNC caseiras cortando engrenagens no YouTube eu tenho certeza que posso cortar uma mais rápido que a maioria das máquinas CNC caseiras, principalmente porque as máquinas CNC caseiras precisam fazer dois ou três passes por espessura de material.

Depois de cortar os lados do dente, eu aparo todos os dentes para seu comprimento.

Depois de cortar todos os dentes e fazer o furo central, o modelo não é mais necessário. Eu costumo lixar o modelo com uma lixadeira de cinta. Isso ajuda a raspar o máximo possível do modelo ou poderá ser raspado com um formão.

É hora de experimentar a nova engrenagem montando-a no meu gabarito de junções tipo caixa. Esta funcionou bem, sem emperrar. Se você está construindo sua primeira engrenagem você deveria experimentá-la antes de lixar o modelo de papel para o caso de você querer observar o que pode ter sobrado das linhas do modelo quando estava fazendo os cortes de acabamento.

Se a sua engrenagem estiver emperrando em algum lugar você pode usar uma lima para dar acabamento no formato do dente.

Nesta figura, você mal pode enxergar como o dente está ligeiramente afunilado na parte de baixo. Mas isto faz uma grande diferença. Eu costumava não afunilar os dentes e eles sempre necessitavam de um pouco de trabalho com a lima para que não emperrassem.

Para o gabarito de junções tipo caixa eu preciso fixar um pino para servir de manivela para a engrenagem. Mas o compensado de 10mm de espessura é um pouco fino para o parafuso segurar com firmeza, então eu sempre colo um bloco de madeira como parte da engrenagem.

Depois eu aplico duas ou três demãos de verniz. Eu percebi que o verniz ajuda a manter juntas as fibras dos dentes e, com isso, diminui o desgaste. Isso também ajuda a engrenagem a deslizar mais facilmente no gabarito fazendo-a mais fácil de girar.

Se você não quiser se preocupar com o verniz pode ser uma boa ideia endurecer os dentes esfregando um pouco de cola de madeira nas suas extremidades.

Eu gosto de usar um parafuso com uma haste lisa para o pino de manivela. Mas parafusos de madeira curtos sempre são roscados até a cabeça. Então eu uso um bem mais longo e o corto no comprimento devido com uma esmerilhadeira.

É sempre divertido ver as fagulhas voarem. Normalmente não há tantas fagulhas assim mas eu, deliberadmente, cortei bem rápido para gear mais fagulhas para a foto. Eu cortei esse parafuso em aproximadamente um segundo. Talvez um pouco rápido demais!

Eu segurei o parafuso parfusando-o num pedaço de madeira e fixei este pedaço de madeira numa morsa. Você pode tentar cortar o parafuso com um arco de serra mas o aço de parafusos de madeira é muito duro para um bom corte com um arco de serra.

Depois do corte eu retiro as rebarbas e afunilo ligeiramente no fim para que eu ainda possa inserí-lo no furo. Eu, deliberadamente, fiz o furo do parafuso um pouco menor que seu diâmetro a fim de que este fique bem apertado depois de parafusado.

Parafuse o pino de alavanca até o fim e, então, desparafuse algo como um quarto de volta, assim o pino da manivela pode girar livremente na haste do parafuso. Certifique-se, também, que o parafuso não ultrapasse o fundo da engrenagem.

E isso é tudo o que há para este artigo. Eu fiz por volta de dez engrenagens de vários tamanhos para o meu gabarito de junções tipo caixa mas você realmente não precisará desse tanto. E toda vez que eu preciso de cortes espaçados num certo intervalo e não tenho a engrenagem correta, é só fazê-la no exato tamanho necessário.

Tradução para o Português de Moacyr C J

E, finalmente, o video com o procedimento completo!

Projetos e ferramentas relacionados com engrenagens:

Gerador de modelos de engrenagens interativo

Plantas para o gabarito melhorado de junções tipo caixa por fuso

Elevador de madeira de tupia caseiro, com engrenagens!

Programa de desenho e modelagem de engrenagens

Serra de fita vs CNC Qual corta uma engrenagem mais rápido?

De volta para meu site de Marcenaria