Un engranaje cónico en espiral es un engranaje cónico con dientes helicoidales . La aplicación principal de esto es en un diferencial de vehículo , donde la dirección de transmisión desde el eje de transmisión debe girarse 90 grados para impulsar las ruedas. El diseño helicoidal produce menos vibración y ruido que los engranajes convencionales de corte recto o recto con dientes rectos.
Un conjunto de engranajes cónicos en espiral siempre debe reemplazarse en pares, es decir, tanto el engranaje izquierdo como el derecho deben reemplazarse juntos, ya que los engranajes se fabrican y lapean en pares.
Manejo
Un engranaje cónico en espiral del lado derecho 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 a través del punto medio del diente según lo ve un observador que mira la cara del engranaje.
Un engranaje cónico en espiral a la izquierda es aquel en el que la mitad exterior de un diente está inclinada en el sentido contrario a las agujas del reloj desde el plano axial a través del punto medio del diente según lo ve un observador que mira la cara del engranaje.
Tenga en cuenta que un piñón y un engranaje cónico en espiral son siempre opuestos, incluido el caso cuando el engranaje es interno .
También tenga en cuenta que las designaciones mano derecha e izquierda se aplican de manera similar a otros tipos de engranajes cónicos, engranajes hipoidales y engranajes frontales de dientes oblicuos. [1]
Engranajes hipoides
Un hipoide es un tipo de engranaje cónico en espiral cuyo eje no se cruza con el eje del engranaje de engranaje. La forma de un engranaje hipoide es un hiperboloide girado (es decir, la superficie de paso del engranaje hipoide es una superficie hiperbólica), mientras que la forma de un engranaje cónico en espiral es normalmente cónica. El engranaje hipoide coloca el piñón fuera del eje de la corona (engranaje anular), lo que permite que el piñón sea de mayor diámetro y tenga más área de contacto. En el diseño de engranajes hipoidales, el piñón y el engranaje son prácticamente siempre opuestos, y el ángulo en espiral del piñón suele ser mayor que el del engranaje. El piñón hipoide tiene entonces un diámetro mayor que un piñón biselado equivalente.
Un engranaje hipoide incorpora algo de deslizamiento y se puede considerar a medio camino entre un engranaje de corte recto y un engranaje helicoidal . Se requieren aceites especiales para engranajes para engranajes hipoidales porque la acción de deslizamiento requiere una lubricación eficaz bajo una presión extrema entre los dientes.
Los engranajes hipoides se utilizan en productos de transmisión de potencia que son más eficientes que los engranajes helicoidales convencionales. [ cita requerida ] Son considerablemente más fuertes porque cualquier carga se transporta a través de múltiples dientes simultáneamente. Por el contrario, los engranajes cónicos se cargan a través de un diente a la vez. Los múltiples contactos de los engranajes hipoidales, con la lubricación adecuada, también pueden ser casi silenciosos.
Ángulo espiral
El ángulo de la espiral en un engranaje cónico en espiral es el ángulo entre la traza del diente y un elemento del cono de paso, y corresponde al ángulo de la hélice en los dientes helicoidales. A menos que se especifique lo contrario, se entiende que el término ángulo de espiral es el ángulo de espiral medio .
- El ángulo espiral medio es la designación específica del ángulo espiral a la distancia media del cono en un engranaje cónico.
- El ángulo de la espiral exterior es el ángulo de la espiral de un engranaje cónico a la distancia del cono exterior.
- El ángulo de la espiral interior es el ángulo de la espiral de un engranaje cónico a la distancia del cono interior.
Comparación de engranajes cónicos en espiral con engranajes hipoidales
Los engranajes hipoides son más fuertes, operan más silenciosamente y pueden usarse para relaciones de reducción más altas, sin embargo, también tienen cierta acción de deslizamiento a lo largo de los dientes, lo que reduce la eficiencia mecánica, ya que las pérdidas de energía se dan en forma de calor producido en las superficies de los engranajes y la lubricación. líquido.
Los engranajes hipoides se utilizan normalmente en las transmisiones de automóviles con tracción trasera .
Un desplazamiento hipoide más alto permite que el engranaje transmita un par más alto. Sin embargo, el aumento de la compensación hipoide da como resultado una reducción de la eficiencia mecánica y la consiguiente reducción de la economía de combustible . Para fines prácticos, a menudo es imposible reemplazar los engranajes hipoidales de baja eficiencia con engranajes cónicos en espiral más eficientes en el uso automotriz porque el engranaje cónico en espiral necesitaría un diámetro mucho mayor para transmitir el mismo par. Aumentar el tamaño del engranaje del eje motriz requeriría un aumento del tamaño de la caja de engranajes y una reducción de la distancia al suelo, el espacio interior y un aumento de peso.
El engranaje hipoide también se usa comúnmente en algunos vagones con una transmisión mecánica diésel (donde el motor y la caja de cambios son similares a los que se usan en camiones y autobuses), para permitir que el eje de entrada gire siempre en una dirección específica (ya sea en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj). en el sentido de las agujas del reloj) mientras se permite que los ejes de salida cambien su dirección de rotación; permitiendo así que un vehículo conduzca en cualquier dirección.
Otra ventaja del engranaje hipoide es que la corona del diferencial y el piñón de entrada son ambos hipoides. En la mayoría de los automóviles de pasajeros, esto permite que el piñón se desplace hacia la parte inferior de la corona. Esto proporciona un contacto más prolongado entre los dientes y permite bajar el eje que impulsa el piñón, lo que reduce la intrusión de "joroba" en el piso del compartimiento de pasajeros. Sin embargo, cuanto mayor sea el desplazamiento del eje de entrada del eje de la corona, menor será la eficiencia mecánica.
Ver también
Referencias
- ^ Nomenclatura de engranajes, definición de términos con símbolos . Asociación Estadounidense de Fabricantes de Engranajes . pag. 72. ISBN 1-55589-846-7. OCLC 65562739 . ANSI / AGMA 1012-G05.