Engranajes Helicodales y Conicos





























TEMA 4

Engranajes Helicoidales y Cónicos

4.1 – INTRODUCCION
Los engranajes helicoidales se utilizan para transmitir movimiento entre ejes que pueden estar colocados paralelamente o no, en el primer caso se dice que los engranajes helicoidales son del tipo paralelo y en el otro del tipo cruzado.
La forma de los dientes en los engranajeshelicoidales es una helicoide de evolvente como la que se muestra en la figura 4.1. Si una hoja de papel cortada en forma de paralelogramo se enrolla alrededor de un cilindro, el borde exterior del papel se convierte en una hélice. Si desenrollamos dicha hoja, cada punto del borde genera una curva evolvente. Esta superficie obtenida cuando todos los puntos del flanco (borde) generan una evolvente sellama helicoide de evolvente.
El ángulo de la hélice es el mismo en cada engranaje pero en uno la hélice debe ser derecha y en el otro izquierda.
El contacto inicial entre los dientes de los engranajes helicoidales es un punto que se extiende a una línea a medida que aumenta el contacto entre ellos. La línea de contacto en estos engranajes es una diagonal a través de la cara deldiente. Esta conexión gradual de los dientes hace que la transferencia uniforme de la carga de un diente a otro, le de a los engranajes helicoidales la capacidad de transmitir cargas elevadas a altas velocidades. En el caso de los engranajes helicoidales, el hecho de que ellos se conecten gradualmente hace que la relación de contacto no tenga gran importancia, siendo el área de contacto la que se hacesignificativa, ya que es proporcional al ancho de la cara del engranaje.
Los engranajes helicoidales someten a los soportes de los ejes a cargas radiales y axiales.
Cuando las cargas de empuje o axiales se vuelven altas o son objetables, es conveniente usar engranajes helicoidales dobles. Un engranaje helicoidal doble (tipo espina de pescado) es equivalente a dos engranajeshelicoidales de sesgo opuesto, montados lado a lado sobre el mismo eje. Estos engranajes desarrollan reacciones de empuje opuestas que cancelan la carga axial.
Cuando dos o más engranajes helicoidales adyacentes están montados en el mismo eje, la inclinación de los dientes (derecha e izquierda) de los engranajes debe seleccionarse de manera que se produzca la mínima carga de empujeaxial.
Los engranajes helicoidales montados sobre ejes no paralelos se llaman engranajes helicoidales cruzados, llamados antiguamente en espiral, dentro de este tipo de engranajes se encuentran los llamados de tornillo sinfín, cuyos ejes se cruzan pero con un ángulo de 90º. En este tipo de engranajes los dientes se frotan unos contra otros por lo que se producen pérdidas considerables depotencia por fricción.









Figura 4.1 – Helicoide de evolvente.

En la figura 4.2 se muestra un engranaje helicoidal con sesgo a la derecha (figura 4.2a) y otro con sesgo a la izquierda (figura 4.2b). En la figura 4.2a notamos que la línea de paso de una hélice cualquiera del engranaje con su eje en posición vertical, comienza en la cara inferior del engranaje y subehacia la derecha, y en el caso de la hélice de la figura 4.2a, si la comparamos con la rosca de un perno de unión, podemos decir que la tuerca se enrosca sobre el tornillo al girarla hacia la derecha (giro en el sentido de las agujas del reloj).
En la figura 4.2b notamos que la línea de paso de una hélice cualquiera del engranaje con su eje en posición vertical, comienza en la carainferior del engranaje y sube hacia la izquierda, y en el caso de la hélice de la figura 4.2b, si la comparamos con la rosca de un perno de unión, podemos decir que la tuerca se enrosca sobre el tornillo al girarla hacia la izquierda (giro en el sentido contrario al de las agujas del reloj).







a) Hélice a la derecha. b) Hélice a la izquierda
Figura 4.2 – Sesgos en los...