Engranaje cónico espiral

Un engranaje cónico espiral es un engranaje cónico con dientes helicoidales . Su principal aplicación se encuentra en el diferencial de un vehículo , donde la dirección de la transmisión desde el eje debe girarse 90 grados para accionar las ruedas. El diseño helicoidal produce menos vibración y ruido que los engranajes convencionales de dientes rectos.

Los engranajes cónicos en espiral siempre deben reemplazarse en pares; es decir, tanto el engranaje izquierdo como el derecho deben reemplazarse juntos, ya que los engranajes se fabrican y rectifican en pares.

Un engranaje cónico espiral de giro a la derecha es aquel en el que la mitad exterior de un diente está inclinada en el sentido de las agujas del reloj desde el plano axial que pasa por el punto medio del diente, tal como lo ve un observador que mira la cara del engranaje.

Un engranaje cónico espiral izquierdo es aquel en el que la mitad exterior de un diente está inclinada en sentido contrario a las agujas del reloj desde el plano axial que pasa por el punto medio del diente, tal como lo ve un observador que mira la cara del engranaje.

Tenga en cuenta que un engranaje cónico espiral y un piñón siempre tienen sentido opuesto, incluso cuando el engranaje es interno .

También cabe señalar que las designaciones derecha e izquierda se aplican de forma similar a otros tipos de engranajes cónicos, engranajes hipoides y engranajes con cara dentada oblicua. ^{[ 1 ]}

Un engranaje hipoide es un tipo de engranaje cónico espiral cuyo eje no se cruza con el eje del engranaje con el que engrana. La forma de un engranaje hipoide es un hiperboloide de revolución (es decir, la superficie primitiva del engranaje hipoide es una superficie hiperbólica), mientras que la forma de un engranaje cónico espiral suele ser cónica. El engranaje hipoide coloca el piñón fuera del eje de la corona (engranaje anular), lo que permite que el piñón tenga un diámetro mayor y una mayor área de contacto. En el diseño de engranajes hipoides, el piñón y el engranaje son prácticamente siempre de sentido opuesto, y el ángulo de espiral del piñón suele ser mayor que el del engranaje. Por lo tanto, el piñón hipoide tiene un diámetro mayor que un piñón cónico equivalente.

Un engranaje hipoide incorpora cierto deslizamiento y puede considerarse un punto intermedio entre un engranaje de dientes rectos y un engranaje helicoidal . Se requieren aceites especiales para engranajes hipoides, ya que el deslizamiento exige una lubricación eficaz bajo una presión extrema entre los dientes.

Los engranajes hipoides se utilizan en productos de transmisión de potencia y son más eficientes que los engranajes helicoidales convencionales. Son considerablemente más resistentes, ya que la carga se transmite a través de varios dientes simultáneamente. En cambio, los engranajes cónicos se cargan de uno en uno. Además, con la lubricación adecuada, los múltiples contactos de los engranajes hipoides pueden ser prácticamente silenciosos.

El ángulo espiral en un engranaje cónico espiral es el ángulo entre la traza del diente y un elemento del cono primitivo, y corresponde al ángulo de hélice en los dientes helicoidales. Salvo que se especifique lo contrario, el término ángulo espiral se refiere al ángulo espiral medio .

• El ángulo espiral medio es la designación específica para el ángulo espiral en la distancia media del cono en un engranaje cónico.
• El ángulo espiral exterior es el ángulo espiral de un engranaje cónico a la distancia del cono exterior.
• El ángulo espiral interno es el ángulo espiral de un engranaje cónico a la distancia del cono interno.

Los engranajes hipoides son más resistentes, funcionan de forma más silenciosa y pueden utilizarse para relaciones de reducción más altas; sin embargo, también presentan cierto deslizamiento a lo largo de los dientes, lo que reduce la eficiencia mecánica. Las pérdidas de energía se producen en forma de calor en las superficies de los engranajes y en el fluido lubricante.

Los engranajes hipoides se utilizan normalmente en los sistemas de transmisión de automóviles de tracción trasera .

Un mayor desplazamiento hipoide permite que el engranaje transmita un par motor más elevado. Sin embargo, aumentar dicho desplazamiento reduce la eficiencia mecánica y, por consiguiente, el consumo de combustible . En la práctica, suele ser imposible sustituir los engranajes hipoides de baja eficiencia por engranajes cónicos espirales más eficientes en la industria automotriz, ya que estos últimos requerirían un diámetro mucho mayor para transmitir el mismo par motor. Aumentar el tamaño del engranaje del eje motriz implicaría aumentar el tamaño de la carcasa del engranaje , reducir la distancia al suelo, disminuir el espacio interior y aumentar el peso.

El engranaje hipoide también se usa comúnmente en algunas transmisiones de vagones de ferrocarril con motores diésel, donde el motor y la caja de cambios son similares a los utilizados en camiones y autobuses tradicionales (no en sistemas híbridos diésel/eléctricos). La transmisión permite que el eje de entrada gire siempre en una dirección específica (en sentido horario o antihorario), mientras que los ejes de salida pueden cambiar su sentido de giro, lo que permite que el vehículo se desplace en cualquier dirección.

Otra ventaja de los engranajes hipoides es que tanto la corona del diferencial como el piñón de entrada son hipoides. En la mayoría de los turismos, esto permite desplazar el piñón hacia la parte inferior de la corona. Esto proporciona un mayor contacto entre los dientes y permite bajar el eje que acciona el piñón, reduciendo así la protuberancia en el suelo del habitáculo. Sin embargo, cuanto mayor sea el desplazamiento del eje del eje de entrada con respecto al eje de la corona, menor será la eficiencia mecánica.

• Transmisión de tornillo sin fin
• Lista de nomenclatura de engranajes
• Desplazamiento (engranajes)