Un engranaje cónico en espiral es un engranaje cónico con dientes helicoidales . La aplicación principal de esto es en el diferencial de un vehículo , donde la dirección de transmisión del 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 juego de engranajes cónicos en espiral siempre debe reemplazarse en pares, es decir, los engranajes izquierdo y derecho deben reemplazarse juntos ya que los engranajes se fabrican y lapean en pares.
Un engranaje cónico en espiral 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 hasta el punto medio del diente, visto por un observador que mira la cara del engranaje.
Un engranaje cónico en espiral izquierdo 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 hasta el punto medio del diente, visto por un observador que mira la cara del engranaje.
Tenga en cuenta que un engranaje cónico en espiral y un piñón siempre son de lados opuestos, incluido el caso en que el engranaje es interno .
También tenga en cuenta que las designaciones mano derecha y mano izquierda se aplican de manera similar a otros tipos de engranajes cónicos, engranajes hipoides y engranajes con dientes oblicuos. [1]
Un hipoide es un tipo de engranaje cónico en espiral cuyo eje no se cruza con el eje del engranaje de engrane. 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 de corona), lo que permite que el piñón tenga un diámetro mayor y tenga más área de contacto. En el diseño de engranajes hipoides, el piñón y el engranaje son prácticamente siempre de lados opuestos, y el ángulo espiral del piñón suele ser mayor que el del engranaje. El piñón hipoide tiene entonces un diámetro mayor que un piñón cónico equivalente.
Un engranaje hipoide incorpora cierto deslizamiento y puede considerarse a medio camino entre un engranaje de corte recto y un engranaje helicoidal . Se requieren aceites para engranajes especiales para los engranajes hipoides porque la acción deslizante 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 necesaria ] Son considerablemente más fuertes porque cualquier carga se transmite a través de varios dientes simultáneamente. Por el contrario, los engranajes cónicos se cargan a través de un diente a la vez. Los múltiples contactos del engranaje hipoide, con la lubricación adecuada, también pueden ser casi silenciosos.
El ángulo helicoidal en un engranaje cónico helicoidal es el ángulo entre la traza del diente y un elemento del cono primitivo y corresponde al ángulo helicoidal en los dientes helicoidales. A menos que se indique lo contrario, por ángulo de espiral se entiende el ángulo de espiral medio .
Los engranajes hipoides son más fuertes, funcionan más silenciosamente y pueden usarse para relaciones de reducción más altas; sin embargo, también tienen cierta acción deslizante a lo largo de los dientes, lo que reduce la eficiencia mecánica, siendo las pérdidas de energía en forma de calor producido en las superficies del engranaje y la lubricación. líquido.
Los engranajes hipoides se utilizan normalmente en transmisiones de automóviles con tracción trasera .
Un mayor desplazamiento hipoide permite que el engranaje transmita un par más alto. Sin embargo, aumentar 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 hipoides 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 del engranaje y una reducción de la distancia al suelo, el espacio interior y un aumento del peso.
El engranaje hipoide también se utiliza habitualmente en algunas transmisiones de vagones con unidades de potencia diésel, donde el motor y la caja de cambios son similares a los utilizados en camiones y autobuses tradicionales (no propulsión de tipo híbrido diésel/eléctrico). La transmisión, 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 el sentido contrario a las agujas del reloj) mientras 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 hipoides. En la mayoría de los turismos, esto permite desplazar el piñón hasta la parte inferior de la corona. Esto proporciona un contacto de los dientes más prolongado y permite bajar el eje que impulsa el piñón, reduciendo la intrusión de "joroba" en el piso del compartimiento de pasajeros. Sin embargo, cuanto mayor sea el desplazamiento del eje del eje de entrada respecto al eje de la corona, menor será la eficiencia mecánica.
