Engranes helicoidales

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Buen día compañeros del blog, este día nos adentraremos un poco más sobre el tema de los engranes dándole seguimiento al blog anterior, por lo que quiero compartir con ustedes esta información de importancia sobre los engranes helicoidales en sus generalidades.

El engranaje cilíndrico helicoidal es una rueda dentada que posee dientes inclinados oblicuos respecto al eje de rotación de la rueda. Esto hace que puedan transmitir potencia entre ejes paralelos. En estos engranajes el movimiento se transmite de modo igual a los engranajes rectos, pero con mayores ventajas. A medida que los engranes helicoidales giran, cada diente engrana primero en un lado, y posteriormente el contacto va aumentando hasta recorrer toda la anchura del diente conforme continúa la rotación.

Los dientes presentan inclinación a un cierto ángulo, a este ángulo se le denomina ángulo de hélice. Estos engranajes se consideran más silenciosos que los rectos y se emplean siempre que se trate de velocidades elevadas, necesitando cojinetes de empuje para contrarrestar la fuerza axial se puede utilizar un engranaje doble helicoidal ya que debido a la inclinación doble en sentido contrario de sus dientes se contrarrestan dichas fuerzas.

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Como mencionamos, destacaremos dentro de las ventajas con los engranes helicoidales son:

  • Transmiten más potencia
  • Transmiten más velocidad
  • Son más silenciosos
  • Son más duraderos

Y para sus desventajas tenemos:

  • Sus costos de fabricación son más altos
  • Necesitan de un mayor engrase y mantenimiento

Ahora la característica principal de un engranaje helicoidal es la hélice que forma, siendo considerada la hélice como el avance de una vuelta completa del diámetro primitivo del engranaje. De esta hélice deriva el ángulo α (alfa) que forma el dentado con el eje axial. Este ángulo tiene que ser igual para las dos ruedas que engranan pero de orientación contraria, o sea: uno a derechas y el otro a izquierda. Su valor se establece de acuerdo con la velocidad que tenga la transmisión, los datos orientativos de este ángulo son los siguientes:

Velocidad lenta: α = (5º – 10º)

Velocidad normal: α = (15º – 25º)

Velocidad elevada: α = 30º

CLASIFICACIÓN:

Engranajes Helicoidales de ejes paralelos

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Los engranajes helicoidales de ejes paralelos se emplean para transmitir movimiento o fuerzas entre ejes paralelos, pueden ser considerados como compuesto por un número infinito de engranajes rectos de pequeño espesor escalonado, el resultado será que cada diente está inclinado a lo largo de la cara como una hélice cilíndrica. Los engranajes helicoidales acoplados deben tener el mismo ángulo de la hélice, pero el uno en sentido contrario al otro (Un piñón derecho engrana con una rueda izquierda y viceversa). Como resultado del ángulo de la hélice existe un empuje axial además de la carga, transmitiéndose ambas fuerzas a los apoyos del engrane helicoidal. Para una operación suave un extremo del diente debe estar adelantado a una distancia mayor del paso circular, con respecto al a otro extremo. Un traslape recomendable es 2, pero 1.1 es un mínimo razonable (relación de contacto). Como resultado tenemos que los engranajes helicoidales operan mucho más suave y silenciosamente que los engranajes rectos.

Engranajes Helicoidales de ejes cruzados.

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Son la forma más simple de los engranajes cuyas flechas no se interceptan teniendo una acción conjugada (puede considerárseles como engranajes sinfín no envolventes), la acción consiste primordialmente en una acción de tornillo o de cuña, resultando un alto grado de deslizamiento en los flancos del diente. El contacto en un punto entre diente acoplado limita la capacidad de transmisión de carga para este tipo de engranes. Leves cambios en el ángulo de las flechas y la distancia entre centro no afectan al a acción conjugada, por lo tanto el montaje se simplifica grandemente. Estos pueden ser fabricados por cualquier máquina que fabrique engranajes helicoidales.

Engranajes helicoidales dobles.

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Los engranajes “espina de pescado” son una combinación de hélice derecha e izquierda. El empuje axial que absorben los apoyos o cojinetes de los engranajes helicoidales es una desventaja de ellos y ésta se elimina por la reacción del empuje igual y opuesto de una rama simétrica de un engrane helicoidal doble. Un miembro del juego de engranes “espina de pescado” debe ser apto para absorber la carga axial de tal forma que impida las carga excesivas en el diente provocadas por la disparidad de las dos mitades del engranaje. Un engrane de doble hélice sufre únicamente la mitad del error de deslizamiento que el de una sola hélice o del engranaje recto. Toda discusión relacionada a los engranes helicoidales sencillos (de ejes paralelos) es aplicable a los engranajes de helicoidal doble, exceptuando que el ángulo de la hélice es generalmente mayor para los helicoidales dobles, puesto que no hay empuje axial.

Para la geometría y nomenclatura de los engranes helicoidales mencionaremos lo siguiente:

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Paso circular: es la distancia medida sobre la circunferencia de paso entre determinado punto de un diente y el correspondiente de uno inmediato, es decir la suma del grueso del diente y el ancho del espacio entre dos consecutivos.

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Los engranes helicoidales, por su naturaleza (dientes en hélice), van a tener dos pasos:

Pn = paso circular normal

Pt = paso circular transversal relacionados por la ecuación:

Pn= Pt * cos(Ѱ)

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Modulo (m).– es la relación del diámetro de paso al número de dientes

M = d / Z

d = diámetro de paso

Z = número de dientes

En engranes helicoidales se diferencia entre:

Modulo transversal

Mt= d/Z

Modulo normal

Mn= mt * cos(Ѱ)

Adendo (ha): distancia radial entre el tope del diente y la circunferencia de paso

Dedendo (hf): es la distancia entre el fondo del espacio y la circunferencia de paso

Altura total: es la suma del dependo y del adendo

Circunferencia de holgura: Es la circunferencia tangente a la de adendo del otro engrane, la holgura es la diferencia entre el adendo de un engrane y el dedendo del otro conectado

Juego: es el espacio entre dos dientes consecutivos y el grueso del diente del otro engrane.

Este sería el aporte a nuestro blog por mi parte y me despido de ustedes mandándoles un cordial saludo, los espero en mi siguiente blog.

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