¿Qué es un Engranaje Helicoidal y cómo se diseñan?

Los engranajes helicoidales y cónicos-helicoidales están diseñados para aplicaciones difíciles tales como los transportadores en la minería, plantas papeleras, extrusoras, coladas continuas o grúas de puertos.

Estos engranajes deben proporcionar un alto nivel de fiabilidad operativa en condiciones difíciles, como entornos calientes, húmedos y polvorientos, a velocidad muy baja y con cargas pesadas. El reto consiste en mejorar el rendimiento, haciendo posible al mismo tiempo una producción modular rentable.

Los engranajes helicoidales ofrecen un refinamiento sobre los engranajes rectos. Los bordes de los dientes no son paralelos al eje de rotación, pero están posicionados en angulo. Ya que el engranaje es curvo, este angulo causa que la forma del diente pertenezca al segmento de una hélice. Engranajes helicoidales pueden ser acoplados en paralelo u orientación cruzada. La primera se refiere a cuando los ejes están en paralelo; esta es la orientación mas común. En la segunda, los ejes no son paralelos.

Para dientes en angulo se acoplan de manera mas gradual que los engranajes de diente recto lo que causa una operación mas suave y sin ruido.

En engranajes helicoidales paralelos, cada par de dientes hace contacto en un solo punto del engranaje; una curva móvil de contacto crece gradualmente a lo largo de la cara del diente hasta un cierto máximo después del cual disminuye hasta terminar contacto en un solo punto en el lado opuesto.

En engranajes rectos los dientes se acoplan súbitamente en una línea de contacto a lo largo de todo el ancho lo que causa stress y ruido. Engranajes rectos generan un sonido característico a altas velocidades y no pueden soportar tanta torsión como los engranajes helicoidales.

Mientras que engranajes de ángulo recto son usados en aplicaciones de baja velocidad y situaciones donde el control de ruido no es un problema, el uso de engranajes helicoidales es indicado cuando la aplicación requiere alta velocidad o gran transmisión de potencia.

Angulo

El ángulo β que forma el dentado con el eje axial deriva de la hélice, es importante considerar que el ángulo tiene que se igual para las dos ruedas que engranan pero de orientación contraria.

El valor se establece de acuerdo con la velocidad que tenga la transmisión:

  • Velocidad lenta: β = 5° a 10°.
  • Velocidad normal: β= 15° a 25°.
  • Velocidad elevada: β = 30°.

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