Engranes Cónicos

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Buen día compañeros lectores, para el día de hoy les comento que seguiremos hablando sobre el tema de los engranes, sin embargo, esta vez hablaremos de otro tipo de engranes y este será sobre los engranes cónicos.

Los engranes cónicos permiten que los ejes trabajen en ángulo, casi siempre de 90°. Los dientes pueden ser rectos o en espiral. Tienen forma de tronco de cono y permiten transmitir movimiento entre ejes que se cortan. Al igual que con los engranes cilíndricos, los de dientes rectos provocan más ruido y vibraciones. Los de dientes en espiral, por su parte, requieren mayor precisión en la alineación y permiten menos juego interno en los rodamientos.

Los engranes cónicos a menudo son empleados en relación 1:1 para crear derivaciones en la transmisión, que permiten sincronizar diversas partes de una máquina.

La relación máxima en reductores estándar es también de 7:1 aproximadamente en un juego de engranes cónicos. Para ampliar la gama de relaciones de velocidad se puede combinar un paso cónico con uno o más pasos cilíndricos.

Existen los siguientes tipos de engranes cónicos:

  • Engranajes cónicos de dientes rectos

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Se verifica la transmisión de movimiento entre ejes que se cortan en un mismo plano, por medio de superficies cónicas dentadas y generalmente en ángulo recto aunque no es el único ángulo pues puede variar dicho ángulo como por ejemplo 45, 60, 70, etc. como se muestra en la siguiente imagen anterior.  Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales. Se utilizan en transmisiones antiguas en forma de reparación. En la actualidad se usan escasamente.

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Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°.

Estos engranajes generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales y en la actualidad se usan muy poco.

  • Engranaje cónico helicoidal

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Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90° al igual que los engranajes cónicos de dientes rectos. La diferencia con el cónico recto es que posee una mayor superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente silencioso. Muy utilizados en transmisiones traseras de camiones y automóviles. Se mecanizan en fresadoras especiales.

  • Engranaje cónico hipoide 

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Es un tipo especial de engranajes cónicos helicoidales. Están formados por un piñón reductor de pocos dientes y una rueda de muchos dientes. Por otra parte la disposición helicoidal del dentado permite un mayor contacto de los dientes del piñón con los de la corona, obteniéndose mayor robustez en la transmisión. Su mecanizado es muy complicado y se utilizan para ello máquinas talladoras especiales (Gleason)

  • Engranaje Cónico Espiroidal

Presentan un cruce de sus ejes en distintos planos muy pronunciado. Se caracterizan por tener un ancho de los dientes superior al de la corona a la cual se acoplan, siendo los dientes más largos. Esta característica permite que puedan transmitir elevados torques sin que se produzcan desgastes prematuros ya que cada diente del piñón al acoplarse con varios dientes de la corona están sometidos a mayores esfuerzos, este fenómeno se da en todas las transmisiones donde uno de los engranajes es menor que el otro.

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En la imagen se puede apreciar el grado de desplazamiento del eje del Piñón con respecto al de la corona. A medida que el desplazamiento es mayor aumenta la longitud de los dientes del Piñón.

  • Geometría de los engranajes cónicos rectos

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Nomenclatura de los engranajes cónicos rectos:

Ángulo de addendum: Ángulo entre los elementos del cono de la cara y el cono de paso.

Ángulo entre árboles: Ángulo entre los ejes de engranes cónicos que endentan.

Ángulo de cara: Ángulo entre un elemento del cono de su cara y su eje.

Ángulo de dedendum: Ángulo entre los elementos del cono de raíz y el cono de paso

Ángulo de espiral: Ángulo entre la traza del diente y un elemento del cono de paso que corresponde al ángulo de la hélice en los helicoidales.

Ángulo frontal: Ángulo entre un elemento del cono frontal y un plano re rotación.

Ángulo de paso: Ángulo formado entre un elemento del cono de paso y el eje del engrane cónico, es la mitad del Angulo del cono de paso.

Ángulo posterior: Ángulo entre un elemento del cono posterior y un plano de rotación. Es igual al Angulo de paso.

Ángulo de raíz: Ángulo formado entre un elemento de la raíz del diente y el eje del engrane cónico.

Ancho de la cara: Longitud de los dientes a lo largo de la distancia del cono.

Cono posterior: Angulo de un cono cuyos elementos son tangentes a una esfera que contiene una traza del círculo de paso.

Corona: Esquina aguda que forma el diámetro exterior.

Corona hasta la parte posterior: Distancia desde el borde correspondiente al diámetro exterior (corona) hasta la parte posterior del engrane.

Distancia del cono: Distancia desde el extremo del diente (talón) hasta el vértice de paso.

Distancia del cono posterior: Distancia a lo largo de un elemento del cono posterior, desde el vértice hasta el círculo de paso.

Distancia de montaje: DM (ingles, MD) Para los engranes cónicos montados, distancia desde el punto de cruce de los ejes hasta la superficie de registro, medida a lo largo del eje del engrane. Idealmente, debe ser idéntica a la del vértice de paso a la parte posterior.

Octoide: Forma matemática del perfil de diente cónico. Se parece mucho a una involuta esférica pero es, en esencia, diferente.

Punta: porción de un diente de engrane cónico cerca al extremo interior.

Superficie de montaje, SM (ingles, MS): Diámetro o plano de la superficie de rotación, o ambas cosas, que usa para la ubicación del engrane en el montaje de su aplicación.

Superficie de montaje de generación, SMG (ingles, GMS): Diámetro o plano de la superficie de rotación, o centro del árbol, o ambas cosas, que se usa para ubicar el blanco del engrane durante la fabricación de los dientes del engrane.

Superficie de registro, SR (ingles, RS): Superficie en el plano de rotación que localiza axialmente el blanco del engrane en la maquina generadora y el engrane en la aplicación. Estas son superficies por lo común idénticas, pero no necesariamente lo son.

Talón: Porción de un diente de engrane cónico cerca del extremo exterior.

Vértice de paso hasta la parte posterior: Distancia a lo largo del eje desde el vértice del cono de paso hasta una superficie de registro para ubicación en la parte posterior. Los engranes cónicos se describen por las dimensiones para métricas en el extremo grande (Talón) de los dientes, El paso, el diámetro de paso y las dimensiones del diente, como el adendum, son medicio nes en este punto. En el extremo grande del engrane, los perfiles de los dientes se aproximaran a aquellos generados en un círculo de paso de engrane recto de radio igual a la distancia del cono posterior.

Sin más por el momento me despido esperando que sea de provecho el aporte del día de hoy.

Saludos.

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