Hispanopedia WikiLos engranajes cónicos son engranajes en los que los ejes de los dos ejes se cruzan y las caras de contacto de los dientes tienen forma cónica. Los engranajes cónicos se suelen montar en ejes separados por 90 grados, pero también pueden diseñarse para funcionar en otros ángulos. [ 1 ] La superficie primitiva de los engranajes cónicos es un cono , conocido como cono primitivo . Los engranajes cónicos modifican el eje de rotación de la transmisión de potencia rotacional y se utilizan ampliamente en aplicaciones mecánicas.
Introducción
Dos conceptos importantes en engranajes son la superficie primitiva y el ángulo primitivo . La superficie primitiva de un engranaje es la superficie imaginaria sin dientes que se obtiene al promediar los picos y valles de los dientes individuales. La superficie primitiva de un engranaje común tiene forma de cilindro. El ángulo primitivo de un engranaje es el ángulo entre la cara de la superficie primitiva y el eje.
Los engranajes cónicos más comunes tienen ángulos de paso inferiores a 90 grados y, por lo tanto, tienen forma cónica. Este tipo de engranaje se denomina externo porque los dientes apuntan hacia afuera. Las superficies de paso de los engranajes cónicos externos engranados son coaxiales con los ejes; los vértices de ambas superficies coinciden con la intersección de los ejes.
El uso de un engranaje cónico original es aún más importante para la fiabilidad del eje que cualquier otra pieza de repuesto. Los engranajes cónicos con ángulos de paso superiores a noventa grados tienen dientes que apuntan hacia adentro y se denominan engranajes cónicos internos .
Los engranajes cónicos que tienen ángulos de paso de exactamente 90 grados tienen dientes que apuntan hacia afuera, paralelos al eje, y se asemejan a las puntas de una corona, de ahí el nombre de engranaje de corona .
Engranajes de inglete
Los engranajes cónicos son un caso especial de engranajes cónicos que tienen el mismo número de dientes. Los ejes están colocados en ángulo recto entre sí, y los engranajes tienen superficies primitivas y ángulos coincidentes, con una superficie primitiva de forma cónica. [ 2 ]
Los engranajes cónicos son útiles para transmitir movimiento de rotación en un ángulo de 90 grados con una relación de 1:1.
Geometría de un engranaje cónico
El perfil del diente del engranaje cilíndrico corresponde a una evolvente (es decir, una onda triangular proyectada sobre la circunferencia de un círculo), mientras que el perfil del diente del engranaje cónico es un octoide (es decir, una onda triangular proyectada sobre la trayectoria normal de un círculo de una esfera). Todos los generadores de engranajes cónicos tradicionales (como Gleason , Klingelnberg, Heidenreich & Harbeck, WMW Modul) fabrican engranajes cónicos con un perfil de diente octoide. IMPORTANTE: Para conjuntos de engranajes cónicos fresados en 5 ejes, es importante elegir el mismo cálculo/diseño que el método de fabricación convencional. Los engranajes cónicos calculados simplificadamente sobre la base de un engranaje cilíndrico equivalente en sección normal con una forma de diente evolvente muestran una forma de diente desviada con una resistencia del diente reducida en un 10-28% sin desplazamiento y en un 45% con desplazamiento [Diss. Hünecke, TU Dresden]. Además, esos "conjuntos de engranajes cónicos evolventes" generan más ruido.
Dientes
En cuanto a la forma de los dientes, existen dos aspectos importantes. Uno es el perfil transversal de cada diente. El otro es la línea o curva sobre la que se asienta el diente en la superficie del engranaje; es decir, la línea o curva a lo largo de la cual se proyecta el perfil transversal para formar la figura tridimensional real del diente. Tanto el perfil transversal como la línea o curva del diente influyen principalmente en la suavidad del funcionamiento de los engranajes. Algunos perfiles dan como resultado un funcionamiento más suave que otros.
Línea dentaria
Los dientes de los engranajes cónicos pueden ser rectos, espirales o "cero".
Líneas dentadas rectas
En los engranajes cónicos rectos , los dientes son rectos y paralelos a las generatrices del cono. Esta es la forma más simple de engranaje cónico. Se asemeja a un engranaje recto, solo que es cónico en lugar de cilíndrico. Los engranajes de la imagen de la compuerta son engranajes cónicos rectos. En los conjuntos de engranajes cónicos rectos, cuando cada diente engrana, impacta con el diente correspondiente, y simplemente curvando los dientes del engranaje se puede solucionar el problema.
Líneas de dientes en espiral
Los engranajes cónicos espirales tienen sus dientes formados siguiendo líneas espirales. Son algo similares a los engranajes helicoidales cilíndricos en el sentido de que los dientes están angulados; sin embargo, en los engranajes espirales, los dientes también son curvos.
La ventaja del diente espiral sobre el diente recto es que el contacto entre los dientes es más gradual. El contacto comienza en un extremo del engranaje y se extiende a lo largo de todo el diente. Esto resulta en una transferencia de fuerza menos abrupta cuando entra en juego un nuevo par de dientes. En los engranajes cónicos rectos, el contacto abrupto de los dientes genera más ruido, especialmente a altas velocidades, y una tensión de impacto en los dientes que les impide soportar cargas pesadas a altas velocidades sin romperse. Por estas razones, los engranajes cónicos rectos generalmente se limitan a velocidades lineales inferiores a 1000 pies/min; o, en el caso de engranajes pequeños, a menos de 1000 rpm. [ 3 ]
Líneas de dientes Zerol
Los engranajes cónicos Zerol son un tipo intermedio entre los engranajes cónicos rectos y los espirales. Sus dientes son curvos, pero no angulados. Los engranajes cónicos Zerol están diseñados para replicar las características de un engranaje cónico recto, pero se fabrican mediante un proceso de corte de bisel espiral.
Fabricación de engranajes cónicos
Materiales utilizados en el proceso de fabricación de engranajes
Aplicaciones
El engranaje cónico tiene muchas aplicaciones diversas, como en locomotoras, aplicaciones marinas, automóviles, imprentas, torres de refrigeración, centrales eléctricas, acerías, máquinas de inspección de vías férreas, etc.
Para ver ejemplos, consulte los siguientes artículos sobre:
- Los engranajes cónicos se utilizan en transmisiones diferenciales , que pueden transmitir potencia a dos ejes que giran a velocidades diferentes, como los de un automóvil al tomar una curva.
- Los engranajes cónicos constituyen el mecanismo principal de un taladro manual . Al girar el mango del taladro verticalmente, los engranajes cónicos transforman la rotación del portabrocas en horizontal. Además, los engranajes cónicos en un taladro manual tienen la ventaja de aumentar la velocidad de rotación del portabrocas, lo que permite taladrar una amplia variedad de materiales.
- Los engranajes cónicos espirales son componentes importantes en los sistemas de transmisión de helicópteros . Estos componentes deben operar a altas velocidades, con cargas elevadas y durante un gran número de ciclos de carga. En esta aplicación, los engranajes cónicos espirales se utilizan para redirigir el eje del motor de turbina de gas horizontal al rotor vertical. Los engranajes cónicos también se utilizan como reductores de velocidad.
Ventajas
- Este engranaje permite cambiar el ángulo de funcionamiento.
- La diferencia en el número de dientes (y, por lo tanto, en el diámetro) de cada rueda permite modificar la ventaja mecánica . Al aumentar o disminuir la relación de dientes entre la rueda motriz y la conducida, se puede cambiar la relación de rotación entre ambas, lo que significa que el par motor y el impulso de la segunda rueda pueden variar con respecto a la primera, aumentando la velocidad y disminuyendo el par, o viceversa.
Desventajas
- Una de las ruedas de este tipo de engranaje está diseñada para funcionar con su rueda complementaria y con ninguna otra.
- Debe montarse con precisión.
- Los cojinetes de los ejes deben ser capaces de soportar fuerzas significativas.
Véase también
Referencias
- ↑ Fred Herbert Colvin; Frank Arthur Stanley (1914). Manual y diccionario de términos de taller para maquinistas estadounidenses: un libro de referencia de datos, métodos y definiciones de taller y sala de dibujo . McGraw-Hill Book Company, Incorporated. pág. 121. Consultado el 14 de agosto de 2014 .
- ↑ "¿Cuál es la definición de engranaje de inglete?" . toolingu.com. Archivado del original el 11 de marzo de 2014. Consultado el 11 de marzo de 2014 .
- ↑ Doughty y Vallance, Diseño de elementos de máquinas .
Enlaces externos
Cómo funcionan los engranajes cónicos (en YouTube)
- Engranajes
