engranajes

ENGRANAJES PARALELOS
DE DENTADO OBLICUO (HELICOIDALES)

1. INTRODUCCIÓN
Como ya se sabe, en los engranajes rectos cada diente empieza a engranar
bruscamente en toda su longitud y termina de engranar del mismo modo, con lo cual los
errores geométricos inevitables en la fabricación de los dientes se traducen en pequeños
choques al empezar el engrane, acompañados del correspondiente ruido. Enlas
dentaduras helicoidales, por el contrario, el engrane de dos dientes empieza y termina
gradualmente, lo cual se traduce en una marcha notablemente más suave y silenciosa.
Las dentaduras helicoidales pueden considerarse como un límite de las
dentaduras escalonadas, que describiremos a continuación.

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Una rueda escalonada está formada por dos o más ruedas dentadas unidas entre
sí,tal como se muestra en la figura. Cada rueda está desfasada respecto a la rueda
adyacente una cantidad igual al paso circular dividido por el número de ruedas. Cuando
una pareja de ruedas cilíndrico-rectas convencionales está en funcionamiento, el
contacto se produce sobre todo el ancho de la cara, lo que da lugar a enormes esfuerzos
de impacto y ruido excesivo al operar a altas velocidades. Enlas ruedas escalonadas el
contacto se produce primero en una porción del ancho total, después en la siguiente
porción o escalón, etc.; como consecuencia, el diente entra en contacto con un impacto
menor, por lo que este tipo de engranajes tienen un funcionamiento más suave y
silencioso que los rectos.
Si el número de escalones se hiciera infinito, el resultado que se obtendría es lo
queconocemos como rueda helicoidal, en la que cualquier sección plana perpendicular
al eje es idéntica al plano frontal, pero desfasándose de un modo progresivo respecto a
él; así que, a efectos de engrane, dos ruedas helicoidales se comportan exactamente
igual que dos ruedas rectas cuyo perfil fuera el perfil frontal.
Así pues, en los engranajes helicoidales los dientes están cortados de modo queforman
una hélice alrededor de su eje de giro, como puede observarse en la figura

El perfil de los dientes está descrito por una curva evolvente helicoidal, tal como
la que describiría una tira de papel con el extremo cortado oblícuamente, al enrollarse
sobre un cilindro recto. Observe el lector que si la tira de papel fuese rectangular, al
desenrollarse esta del cilindro generaría lasuperficie de un diente recto, puesto que cada
punto del borde describiría una curva de evolvente. Por el contrario, si se corta el
extremo de modo que quede inclinado,al enrollarlo alrededor del cilindro, el extremo
mayor describe una hélice. Al desenrollar la tira, cada punto del borde citado genera
también una curva de evolvente, pero por partir de una hélice la superficie resultante
recibe elnombre de helicoide de evolvente.

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Cuando un engranaje helicoidal comienza a engranar, el contacto tiene lugar
solamente en el punto del diente que más avanzado se encuentra, siguiendo la hélice, y
extendiéndose gradualmente sobre una línea diagonal (no paralela al eje) que sigue el
diente al girar el engrane

El hecho de que el contacto y la aplicación de la carga se produzcan deforma
gradual, reduce el ruido y las cargas dinámicas, así que los engranajes helicoidales
pueden operar a más altas velocidades y transmitir más carga que los engranajes rectos
de tamaño similar.
Debido a la forma del diente, los engranajes helicoidales inducen cargas axiales
y radiales en los apoyos, mientras que en los engranajes rectos no existían reacciones
axiales en los soportes. Cuandolas cargas axiales se vuelven altas, o resultan
inapropiadas por otras razones, resulta conveniente recurrir a engranajes helicoidales
dobles. Un engranaje helicoidal doble es equivalente a dos engranajes helicoidales
simples con hélices encontradas, montados lado a lado en el mismo eje. Estos
engranajes desarrollan cargas de empuje axial opuestas que se anulan entre sí.
Un criterio general...