Tipos de engranajes cónicos

Los engranajes cónicos se utilizan en diversas industrias. Se emplean en excavadoras de ruedas, dragas, cintas transportadoras, actuadores de molinos y transmisiones ferroviarias. Su diseño en espiral o angular los hace idóneos para espacios reducidos. También se utilizan en robótica y soportes verticales de laminadoras. Además, pueden emplearse en procesos de procesamiento de alimentos. Para obtener más información sobre engranajes cónicos, siga leyendo.

Engranaje cónico espiral

Los engranajes cónicos espirales se utilizan para transmitir potencia entre dos ejes con una orientación de 90 grados. Tienen dientes curvos u oblicuos y pueden fabricarse con diversos metales. Bestagear es un fabricante especializado en engranajes cónicos espirales de tamaño mediano a grande. Se utilizan en los sectores minero, metalúrgico, naval y petrolero. Los engranajes cónicos espirales suelen fabricarse con acero, aluminio o materiales fenólicos.
Los engranajes cónicos espirales ofrecen numerosas ventajas. Su engranaje produce una transferencia de fuerza menos brusca. Son increíblemente duraderos y están diseñados para una larga vida útil. Además, son menos costosos que otros engranajes de ángulo recto. También tienden a durar más, ya que se fabrican en pares. El engranaje cónico espiral también reduce el ruido y la vibración de sus contrapartes. Por lo tanto, si necesita un nuevo juego de engranajes, los engranajes cónicos espirales son la opción ideal.
El contacto entre los dientes de un engranaje cónico espiral se produce a lo largo de la superficie del diente. Este contacto se rige por la teoría de Hertz sobre el contacto elástico. Este principio es válido para dimensiones significativas pequeñas del área de contacto y radios de curvatura relativos pequeños de las superficies. En este caso, las deformaciones y la fricción son despreciables. Un engranaje cónico espiral es un ejemplo común de engranaje helicoidal invertido. Este tipo de engranaje se utiliza habitualmente en equipos de minería.
Los engranajes cónicos espirales también cuentan con un sistema de absorción de holgura. Este sistema ayuda a mantener el espesor de la película de aceite en la superficie del engranaje. El eje, la distancia de montaje y los errores angulares afectan el contacto de los dientes en un engranaje cónico espiral. Ajustar la holgura ayuda a corregir estos problemas. Las tolerancias mostradas anteriormente son comunes para los engranajes cónicos. En algunos casos, los fabricantes realizan pequeños cambios de diseño al final del proceso de producción, lo que minimiza el riesgo para los fabricantes de equipos originales (OEM).

Engranaje cónico recto

Los engranajes cónicos rectos se encuentran entre los tipos de engranajes más fáciles de fabricar. El método más antiguo utilizado para fabricarlos consistía en emplear una cepilladora con cabezal indexador. Sin embargo, se han introducido mejoras en los métodos de fabricación tras la introducción del sistema Revacycle y el Coniflex. La tecnología más reciente permite una fabricación aún más precisa. CZPT utiliza ambos métodos de fabricación. A continuación, se muestran algunos ejemplos de fabricación de engranajes cónicos rectos.
Un engranaje cónico recto se fabrica utilizando dos tipos de superficies cónicas: el método Gleason y el método Klingelnberg. De los dos, el método Gleason es el más común. A diferencia de otros tipos de engranajes, el método CZPT no es un estándar universal. El sistema Gleason produce engranajes de mayor calidad, ya que su proceso de coronación de dientes es la forma más eficaz de fabricar engranajes que toleran incluso pequeños errores de montaje. Además, elimina la concentración de tensiones en los bordes biselados de los dientes.
La composición del engranaje depende de la aplicación. Cuando se requiere durabilidad, el engranaje se fabrica en hierro fundido. El piñón suele ser tres veces más duro que el engranaje, lo que ayuda a equilibrar el desgaste. Otros materiales, como el acero al carbono, son más económicos, pero menos resistentes a la corrosión. La inercia es otro factor crítico a considerar, ya que los engranajes más pesados ​​son más difíciles de invertir y detener. Los requisitos de precisión pueden incluir el paso y el diámetro del engranaje, así como el ángulo de presión.
La geometría de la evolvente de un engranaje cónico recto se calcula a menudo variando la normal de la superficie a la misma. Esta geometría se obtiene incorporando las coordenadas de la superficie y el espesor teórico del diente. Mediante una máquina de medición por coordenadas (MMC), la superficie esférica de la evolvente permite determinar los patrones de contacto entre los dientes. Este método resulta útil cuando no se dispone de un equipo de ensayo de rodillos, ya que permite predecir el patrón de contacto de los dientes.

Engranaje cónico hipoide

Los engranajes cónicos hipoides son una solución eficiente y versátil para la reducción de velocidad. Su tamaño compacto, alta eficiencia, baja generación de ruido y calor, y larga vida útil los convierten en una opción popular en las industrias de transmisión de potencia y control de movimiento. A continuación, se presentan algunos de los beneficios de los engranajes hipoides y las razones por las que debería utilizarlos. Más abajo, se enumeran algunas de las principales ideas erróneas y suposiciones falsas sobre este tipo de engranaje. Estas suposiciones pueden parecer contraintuitivas al principio, pero le ayudarán a comprender en qué consiste este engranaje.
El concepto básico de los engranajes hipoides radica en el uso de dos ejes que no se cruzan. El eje del engranaje más pequeño está desplazado con respecto al más grande, lo que permite que engranen sin interferencias y se apoyen mutuamente de forma segura. La transmisión de par resultante mejora en comparación con los conjuntos de engranajes convencionales. Un engranaje cónico hipoide se utiliza para accionar el eje trasero de un automóvil. Esto aumenta la flexibilidad del diseño de la máquina y permite ajustar libremente los ejes.
En el primer caso, el engranaje de los dos cuerpos se obtiene ajustando la fresa hiperboloide al engranaje deseado. Sus propiedades geométricas, orientación y posición determinan el engranaje deseado. Este último se utiliza si el engranaje deseado no produce ruido o si se requiere reducir las vibraciones. Por otro lado, una fresa hiperboloide engrana con dos cuerpos dentados. Es la opción más eficiente para modelar engranajes hipoides con problemas de ruido.
La principal diferencia entre los engranajes hipoides y los cónicos espirales radica en que los primeros tienen un diámetro mayor. Suelen utilizarse en relaciones de 1:1 y 2:1, aunque algunos fabricantes también ofrecen relaciones más altas. Una caja de engranajes hipoide puede alcanzar velocidades de hasta tres mil rpm, lo que la convierte en la opción preferida para diversas aplicaciones. Por lo tanto, si busca una caja de engranajes de alta eficiencia, este es el engranaje ideal.

Ángulos de adendo y dedendo

Los ángulos de adición y dedendo de un engranaje cónico se utilizan para describir la forma y la profundidad de sus dientes. Cada diente presenta una superficie ligeramente cónica cuya profundidad varía. Estos ángulos se definen por sus distancias de adición y dedendo. El ángulo de adición es la distancia entre la superficie superior e inferior del diente, mientras que el ángulo de dedendo es la distancia entre la superficie primitiva e inferior del diente.
El ángulo de paso es el ángulo formado por el vértice del cono primitivo del engranaje con la línea de paso del eje. El ángulo de dedendum, por otro lado, es la profundidad del espacio entre los dientes por debajo de la línea de paso. Ambos ángulos se utilizan para medir la forma de un engranaje cónico. Los ángulos de adendo y dedendum son importantes para el diseño de engranajes.
Los ángulos de dedendo y adendo de un engranaje cónico se determinan mediante la relación de contacto base (Mc) de los dos engranajes. La curva de evolvente no puede extenderse dentro del diámetro base del engranaje cónico. El diámetro base es una medida crítica para el diseño del engranaje. Es posible reducir la curva de evolvente para que coincida con la curva de evolvente, pero debe ser tangente a esta.
La aplicación más común de los engranajes cónicos es en los diferenciales de automóviles. Se utilizan en muchos tipos de vehículos, incluyendo coches, camiones e incluso maquinaria de construcción. También se emplean en la industria naval y aeronáutica. Además de estos dos usos comunes, existen muchas otras aplicaciones para los engranajes cónicos, cuya popularidad sigue en aumento. Son un componente valioso de los sistemas de engranajes automotrices e industriales.

Aplicaciones de los engranajes cónicos

Los engranajes cónicos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones. Se fabrican con diversos materiales según su peso, carga y aplicación. Para aplicaciones de alta carga, se utilizan metales ferrosos como el hierro fundido gris. Estos materiales ofrecen una excelente resistencia al desgaste y son económicos. Para aplicaciones de menor peso, se utilizan acero o materiales no metálicos como los plásticos. Algunos materiales para engranajes cónicos se consideran silenciosos. A continuación, se describen algunos de sus usos más comunes.
Los engranajes cónicos rectos son los más fáciles de fabricar. El método más antiguo para fabricarlos era con una cepilladora con cabezal indexador. Los métodos de fabricación modernos introdujeron los sistemas Revacycle y Coniflex. Para la fabricación de engranajes industriales, CZPT utiliza el sistema Revacycle. Sin embargo, existen muchos tipos de engranajes cónicos. Esta guía le ayudará a elegir el material adecuado para su próximo proyecto. Estos materiales pueden soportar altas velocidades de rotación y son muy resistentes.
Los engranajes cónicos son muy comunes en la maquinaria automotriz e industrial. Conectan el eje de transmisión con las ruedas. Algunos incluso tienen un ángulo cónico de 45 grados. Estos engranajes se pueden colocar sobre una superficie cónica y se prueban para comprobar su capacidad de transmisión. También se utilizan en pruebas para garantizar una transmisión de movimiento adecuada. Pueden reducir la velocidad de ejes rectos. Los engranajes cónicos se utilizan en numerosas industrias, desde la naval hasta la aeronáutica.
El tipo más simple de engranaje cónico es el engranaje cónico angular, que tiene una relación de 1:1. Se utiliza para cambiar el eje de rotación. Los ejes de los engranajes cónicos angulares angulares pueden intersecarse en cualquier ángulo, desde 45 grados hasta 120 grados. Los dientes del engranaje cónico pueden ser rectos, helicoidales o dentados. Y al igual que con los engranajes de cremallera y piñón, existen diferentes tipos de engranajes cónicos.

Editor por CX 12/11/2023