Un engranaje en espiga , un tipo específico de engranaje helicoidal doble , [1] es una combinación de lado a lado, en lugar de cara a cara, de dos engranajes helicoidales de manos opuestas . [2] Desde arriba, cada ranura helicoidal de este engranaje parece la letra V, y muchas juntas forman un patrón de espiga (que se asemeja a las espinas de un pescado como el arenque ). A diferencia de los engranajes helicoidales, los engranajes en espiga no producen una carga axial adicional.
Al igual que los engranajes helicoidales, tienen la ventaja de transferir la potencia de manera uniforme, ya que más de dos dientes se engranan en cualquier momento. Su ventaja sobre los engranajes helicoidales es que el empuje lateral de una mitad se equilibra con el de la otra mitad. Esto significa que los engranajes en espiga se pueden utilizar en cajas de cambios de par sin necesidad de un cojinete de empuje sustancial . Debido a esto, los engranajes en espiga fueron un paso importante en la introducción de la turbina de vapor a la propulsión marina. [ cita requerida ]
Los engranajes de espiga de precisión son más difíciles de fabricar que los engranajes rectos o helicoidales equivalentes y, en consecuencia, son más caros, por lo que normalmente se utilizan en maquinaria pesada.
Cuando los dientes en ángulos opuestos se encuentran en el medio de un engranaje de espiga, la alineación puede ser tal que la punta del diente se encuentre con la punta del diente, o la alineación puede ser escalonada, de modo que la punta del diente se encuentre con la depresión del diente. Esta última alineación es la característica definitoria única de un engranaje de espiga tipo Wuest , llamado así en honor a su inventor Caspar Wüst-Kunz.
Una desventaja de los engranajes en espiga es que no se pueden cortar con máquinas de tallado de engranajes simples , ya que la fresa se toparía con la otra mitad del engranaje. Las soluciones a este problema han incluido el ensamblaje de engranajes pequeños apilando dos engranajes helicoidales juntos, cortando los engranajes con una ranura central para proporcionar espacio libre según la patente de Wüst y (particularmente en los primeros tiempos) fundiendo los engranajes según un patrón preciso y sin mecanizado adicional. Con los dos primeros métodos de fabricación, los engranajes en espiga tenían un canal central que separaba las dos hileras de dientes en ángulos opuestos. Esto era necesario para permitir que la herramienta de afeitado saliera de la ranura.
El desarrollo de la talladora de engranajes Sykes en la década de 1910 [3] hizo posible tener dientes continuos sin espacio central. Sunderland, también en Inglaterra, también produjo una máquina de corte en espiga. La Sykes utiliza guías cilíndricas y cortadores redondos; la Sunderland utiliza guías rectas y cortadores de tipo cremallera. La WE Sykes Co. se disolvió en 1983-1984, desde entonces ha sido una práctica común obtener una máquina más antigua y reconstruirla si es necesario para crear este tipo único de engranaje. [ cita requerida ] Recientemente, la empresa Bourn and Koch ha desarrollado una derivación controlada por CNC del diseño de WE Sykes llamada HDS1600-300. [ promoción? ] Esta máquina, al igual que la talladora de engranajes Sykes, tiene la capacidad de generar un verdadero vértice sin la necesidad de cortar una ranura de holgura alrededor del engranaje. Esto permite que los engranajes se utilicen en aplicaciones de bombeo de desplazamiento positivo, así como en transmisión de potencia. Se pueden imprimir en 3D engranajes de espiga de bajo peso, precisión y resistencia .
Durante ambas guerras mundiales, las cajas de cambios marinas para buques de guerra fueron un importante cuello de botella en la producción para la creciente demanda de buques de guerra, y otras opciones de propulsión, como los motores de vapor de triple expansión y los diésel-eléctricos, tuvieron que implementarse para buques menos importantes y más lentos, como los destructores de escolta .
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El logotipo del fabricante de automóviles Citroën es una representación gráfica de un engranaje en espiga, lo que refleja la participación anterior de André Citroën en la fabricación de estos engranajes. Los primeros automóviles Mors y Citroën usaban una transmisión final con engranajes cónicos en espiga en el eje trasero. [4]
Los modelos Panhard Dyna X y sus sucesores (1948-1967) utilizaban engranajes helicoidales dobles en el transeje y para los engranajes de distribución del árbol de levas en el motor.
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