Los dientes del engranaje cónico pueden tener un perfil recto o en espiral; sin embargo, ambos son aplicables solo para ejes que se cruzan. Como sugiere el nombre, en engranaje cónico de dientes rectos Los dientes son rectos como los engranajes rectos, pero se cortan a lo largo del eje del engranaje manteniendo una inclinación. Debido al contacto repentino entre los dientes de dos engranajes acoplados, el diente experimenta una carga de impacto. Esto resulta en vibraciones y ruido. El engranaje cónico frontal y el engranaje cónico oblicuo también tienen dientes rectos. Engranajes helicoidales de dientes espirales ofrecen beneficios similares sobre los engranajes cónicos de dientes rectos que los engranajes helicoidales sobre los engranajes rectos. Aquí los dientes tienen un perfil en espiral y, por lo tanto, entran en contacto gradualmente durante el apareamiento. Por lo tanto, ofrece un funcionamiento suave, sin vibraciones y silencioso. Sin embargo, ejerce una gran carga de empuje sobre los cojinetes. El engranaje hipoidal también tiene dientes en espiral. Varias diferencias entre el engranaje cónico recto y el engranaje cónico en espiral se dan a continuación en formato de tabla.

Tabla:Diferencias entre engranaje cónico recto y engranaje cónico espiral

Orientación de los dientes: Los engranajes cónicos pueden tener dientes rectos o en espiral. Cuando los dientes de un engranaje cónico son rectos pero están inclinados de tal manera que convergen en un punto de vértice común, ese engranaje se denomina engranaje cónico recto. Dos de estos engranajes deben montarse únicamente en ejes que se intersecan. Se puede emplear una variante del engranaje cónico recto, llamado engranaje cónico oblicuo, para ejes no paralelos y sin intersección. Por otro lado, cuando los dientes se cortan en forma de espiral en el engranaje cónico en bruto de tal manera que las curvas en espiral convergen en un solo punto de vértice, entonces se denomina engranaje cónico en espiral. Se debe montar un par de engranajes cónicos espirales acoplados en ejes que se cruzan; como alternativa, se puede emplear un engranaje hipoidal (también con dientes en espiral) para ejes no paralelos y sin intersección.

Escenario de contacto: La transmisión por engranajes es un tipo de transmisión de acoplamiento rígido que indica que los dientes de dos engranajes coincidentes entran en contacto directo para transmitir movimiento y potencia de un eje a otro. Independientemente del tipo de engranaje, los dientes paralelos al eje del engranaje entran en contacto repentino. Esto sucede tanto en el caso de los engranajes rectos como en los engranajes cónicos rectos. Aquí el contacto es siempre una línea de longitud igual al ancho de la cara de los dientes. Por otro lado, los dientes de dos engranajes cónicos helicoidales coincidentes entran en contacto gradualmente, como sucede en los engranajes helicoidales. Aquí el compromiso se inicia con un punto y gradualmente se convierte en una línea y finalmente se desconecta como punto.

Carga de impacto y sus consecuencias: Debido al contacto repentino, los dientes de los engranajes cónicos rectos experimentan impacto o carga de choque. También da como resultado un ruido y vibración considerables. Esta vibración a veces impone un límite a la velocidad máxima de operación y también a la capacidad de transmisión de energía. Por otro lado, los dientes de los engranajes cónicos en espiral experimentan una carga gradual, que es mucho menos perjudicial. Su funcionamiento es, por tanto, suave y silencioso, incluso a alta velocidad.

Comparación de costos: La fabricación complicada conduce a un alto precio de los engranajes cónicos en espiral. Para el mismo material, tamaño y tolerancia, los engranajes helicoidales cuestan entre 1,2 y 1,5 veces más que los engranajes cónicos rectos. La diferencia de costos aumenta cuando el tamaño del engranaje es pequeño debido a la dificultad de fabricación. El alto requisito de acabado también puede dar lugar a una diferencia de precio más amplia.

Fuerza de empuje: Dos engranajes acoplados siempre ejercen fuerza sobre los cojinetes que montan los ejes. Según la orientación de los dientes, esta fuerza puede ser radial, axial o ambas. Por ejemplo, los dientes rectos que son paralelos al eje del engranaje (como en el engranaje recto) producen solo carga radial; mientras que los dientes helicoidales (como en el engranaje helicoidal) producen ambos tipos de fuerza. Los engranajes cónicos rectos, así como los engranajes cónicos en espiral, producen tanto carga radial como de empuje; sin embargo, la carga de empuje (axial) en el engranaje cónico en espiral es comparativamente mayor, ya que se induce a partir de dos fuentes.

En este artículo se presenta una comparación científica entre engranajes helicoidales paralelos y engranajes helicoidales cruzados. El autor también sugiere que revise las siguientes referencias para una mejor comprensión del tema.

1. Diseño de elementos de máquina por V. B. Bhandari (Cuarta edición; McGraw Hill Education).
2. Diseño de máquina por R. L. Norton (quinta edición; Pearson Education).
3. Un libro de texto de diseño de máquinas de R. S. Khurmi y J. K. Gupta (S. Chand; 2014).