Engranes conicos

ENGRANES CONICOS
Los engranes cónicos, tienen dientes formados en superficies cónicas y se utilizan principalmente para transmitir movimiento entre ejes que intersecan.
NOMENCLATURA
Cuando se van a usar engranes para transmitir movimiento entre arboles o ejes con líneas centrales que se cortan se requiere alguna forma de engrane cónico. Aunque estos suelen hacerse para un ángulo de ejes de90°, estos se pueden reproducir para casi cualquier ángulo. Los dientes suelen ser forjados, fresados o generados. Solo los dientes forjados pueden considerarse exactos.
Debe observarse que la holgura es uniforme. Los ángulos de paso están definidos por los conos de paso que se enlazan en el ápice. Aquellos se hallan relacionados con los números de dientes de la manera siguiente:

Fig. 1.-Nomenclatura en un engrane cónico
La nomenclatura de los engranes cónicos comunes (con dientes rectos) se ilustra en la figura. El paso de los engranes cónicos se mide en el extremo grande del diente, y el paso circular y el diámetro de paso se calculan en la misma forma que los engranes cilíndricos rectos.

Los subíndices p y g se refieren al piñón y la rueda respectivamente, γ y Γ son,respectivamente, los ángulos de paso del piñón y la rueda.
Observe que la forma de los dientes, cuando se proyectan al cono anterior, es la misma que la de un engrane recto que tiene un radio igual a la distancia al cono anterior . A esta se le denomina aproximación de Tredgold. El número de dientes en este engrane imaginario es:

Los engranes cónicos de dientes rectos estándares se cortan mediante eluso de un ángulo de presión de 20°, adendos y dedendos desiguales, y dientes de tamaño completo. Esto incrementa la relación de contacto, impide el rebaje y aumenta la resistencia del piñón.
ANÁLISIS DE FUERZAS
Al determinar las cargas en el eje o árbol y en los cojinetes de apoyo para aplicaciones de engranes cónicos, la práctica usual consiste en utilizar la carga tangencial o transmitida queocurriría si todas estas fuerzas se concentran en el centro o punto medio del diente. Pese a que la resultante real ocurre en alguna parte entre el punto medio y el extremo grande del diente, solo se induce un error mínimo al adoptar esta hipótesis. En el caso de la carga transmitida esto da:

Donde T es el momento de torsión y r es el radio de paso en el centro del diente del engrane enconsideración.
La fuerza resultante W tiene tres componentes: Una fuerza tangencial Wt, una radial Wr y una axial Wa. Por lo tanto:

Las tres fuerzas son perpendiculares entre si y se pueden utilizar para determinar las cargas en los cojinetes de apoyo aplicando los métodos de la estática
ASPECTOS GENERALES
Los engranes cónicos pueden clasificarse de la siguiente manera:
a) ENGRANE CONICOCOMUN.-
Estos engranes suelen utilizarse para velocidades en la línea de paso de hasta 1000 ft/min (5 m/s) cuando el nivel de ruido no es una consideración importante. Están disponibles en muchos tamaños comerciales y son menos caros de producir
b) ENGRANE CONICO ESPIRAL.-
Estos engranes se recomiendan para velocidades mayores y donde el nivel de ruido es una consideración importante. Losengranes cónicos espirales son la contraparte cónica del engrane cilíndrico helicoidal, las superficies de paso y la naturaleza del contacto son las mismas que en los engranes cónicos comunes salvo por las diferencias que inducen los dientes en forma de espiral

Fig. 1.B.- Engrane cónico espiral
Fig. 1.A.- Engrane cónico común

ENGRANE CONICO ZEROL.-
Es un engrane patentado que tiene dientescurvos pero con un ángulo de espiral con valor cero. Las cargas de empuje axial permisibles para los engranes Zerol no son tan grandes como las del engrane cónico espiral, y en consecuencia se emplean a menudo en lugar de los comunes.
ENGRANES HIPOIDALES.-
Debido a que sus superficies de paso son hiperboloides de revolución. La acción de los dientes entre estos engranes es una combinación de...