¿Engranajes helicoidales o piñón y cremallera helicoidal?

Engranajes rectos:ventajas y desventajas

Los engranajes helicoidales funcionan de manera más suave y silenciosa en comparación con los engranajes rectos. Esta diferencia se debe a la forma oblicua en que sus dientes interactúan con respecto al eje de rotación. Este eje puede ser paralelo o generalmente cruzado en un ángulo de 90°. En el caso de un crossover, se utilizan engranajes helicoidales junto con un tornillo sinfín, aunque en estos casos se pueden utilizar alternativamente dos engranajes cónicos.

Cuando se mueven dos dientes, el contacto es gradual, comenzando en un extremo del diente y permaneciendo en contacto con el engranaje que gira hasta que se logra el contacto total. Un ángulo de hélice típico es de aproximadamente 15 a 30 grados. Por otro lado, la carga longitudinal cambia en proporción directa al tamaño de la tangente del ángulo de la hélice.

Engranajes helicoidales de eje cruzado:estos son los más simples en la categoría de engranajes helicoidales. Crean una acción de atornillado o acuñamiento como resultado del alto deslizamiento a lo largo de los lados del diente.

Engranajes helicoidales de ejes paralelos:consisten en un número infinito de engranajes alternos de pequeño espesor. Esto hará que cada diente quede sesgado a lo largo del costado como si fuera una hélice cilíndrica. Cuando están en contacto entre sí, deben tener el mismo ángulo helicoidal, pero en direcciones opuestas. Como resultado del ángulo de la hélice, hay un empuje axial además de la carga.

Doble hélice, o “espiga”:Son una combinación de hélice del lado derecho y del lado izquierdo. El empuje axial absorbido por los rodamientos de los engranajes helicoidales es una desventaja.

Ventajas de los engranajes helicoidales

● Los dientes angulados funcionan de forma más gradual, lo que permite un funcionamiento más suave y silencioso de los engranajes en comparación con los engranajes rectos o las ruedas dentadas.

● Los engranajes helicoidales duran más y son ideales para aplicaciones de alta carga, ya que tienen una mayor cantidad de dientes en contacto.

● La carga está en todo momento repartida entre varios ejes, lo que produce un menor desgaste.

● Pueden transferir movimiento y potencia entre ejes paralelos y de ángulo recto.

Engranajes helicoidales de metal

Inconvenientes

Una de las desventajas de estos engranajes es el empuje a lo largo del eje del engranaje que debe compensarse mediante el uso de cojinetes de empuje adecuados. Hay más fricción deslizante entre los dientes. Esto provoca un mayor desgaste durante el funcionamiento y la necesidad de sistemas de lubricación.

La eficiencia de los engranajes helicoidales es menor debido al contacto entre los dientes, que crea presión axial y genera calor. Una mayor pérdida de energía reduce el rendimiento.

Costos de producción más altos que los engranajes rectos.

Engranajes:ventajas y desventajas

Los engranajes rectos o engranajes son el tipo de engranaje más común y se diferencian de los demás porque sus dientes están alineados a lo largo de ejes paralelos. Se utilizan para lograr relaciones de transmisión altas, velocidades bajas y medias. Los engranajes rectos son muy útiles cuando se necesita transferir el movimiento de un eje a otro paralelo y cercano.

Ventajas de los engranajes rectos

● Se pueden utilizar para transferir una cantidad significativa de energía (hasta aproximadamente 50.000 Kw).

● Son muy confiables.

● Estas piezas son las más sencillas de diseñar y fabricar. Un proyecto de actuación que involucre engranajes rectos se puede implementar más rápido.

● Proporcionan una relación de transmisión constante y estable.

El engranaje recto parece ser más eficiente en comparación con un engranaje helicoidal del mismo tamaño.

Como el diente es paralelo a su eje, no se genera fuerza axial. Por lo tanto, los ejes de engranajes se pueden montar fácilmente con cojinetes de bolas.

Engranaje recto de plástico

● Estos son engranajes de baja velocidad.

● No pueden transmitir potencia entre ejes no paralelos.

● Los engranajes rectos generan demasiado ruido cuando funcionan a altas velocidades.

● Los dientes de la rueda están sujetos a una gran tensión.

● No se pueden utilizar para transmitir energía a largas distancias.

● No son tan resistentes en comparación con otros tipos de engranajes.

En cuanto a sus aplicaciones, se suelen utilizar en sectores donde se requiere ralentización y los niveles sonoros no son tan importantes como cuando se trata de ventas o la industria de sistemas de seguridad. También ven una aplicación importante al transmitir movimiento en un motorreductor planetario.

Cremallera y piñón

Las cremalleras se utilizan para transformar el movimiento giratorio en movimiento lineal. La cremallera tiene dientes rectos cortados en una cara de una sección cuadrada o redonda de la varilla y se acopla con un piñón, que es un pequeño engranaje cilíndrico engranado con una cremallera. En general, la cremallera y el piñón se denominan colectivamente "cremallera y piñón". Hay muchas formas de usar engranajes.

Para proporcionar muchas variedades de cremallera y piñón, muchos tipos de cremalleras están disponibles en stock. Si la aplicación requiere una gran longitud que requiere muchas cremalleras conectadas en serie, tenemos cremalleras con bordes de dientes correctamente configurados. Estos se denominan "cremalleras de engranajes de extremos mecanizados". Cuando se fabrica la cremallera, el proceso de corte de dientes y el proceso de tratamiento térmico pueden hacer que deje de funcionar. Esto lo podemos controlar con prensas especiales y procesos de reparación.

Hay aplicaciones en las que el bastidor permanece estacionario mientras se mueve y otras en las que el bastidor gira alrededor de un eje fijo mientras se mueve. El primero se usa ampliamente en sistemas de transporte, mientras que el segundo se puede usar en sistemas de extrusión y aplicaciones de elevación/descenso.

Como elemento mecánico que transmite el movimiento giratorio al movimiento lineal, las cremalleras a menudo se comparan con husillos de bolas. Hay ventajas y desventajas en el uso de bastidores en lugar de tornillos de bolas. Las ventajas de la barra dentada son su sencillez mecánica, gran capacidad portante y ausencia de restricciones de longitud, etc. Sin embargo, el inconveniente es el juego. La ventaja de un husillo de bolas es la alta precisión y el menor juego, mientras que la desventaja es que la longitud está limitada debido a la desviación.

Los piñones y cremalleras se utilizan para mecanismos de elevación (movimiento vertical), movimiento horizontal, mecanismos de posicionamiento, topes y permiten el giro sincrónico de varios ejes en maquinaria industrial en general. Por otro lado, también se utilizan en sistemas de dirección para cambiar el sentido de marcha de los coches. Las características de los sistemas de dirección de piñón y cremallera son las siguientes:estructura simple, alta rigidez, pequeño y ligero, y excelente capacidad de respuesta. Gracias a este mecanismo, el piñón, montado en el eje de dirección, engrana con la cremallera de dirección, que transmite el movimiento de rotación a los lados (convirtiéndolo en movimiento lineal), para que puedas dirigir el volante. Además, las rejillas y los engranajes se utilizan para otros fines, como juguetes y pestillos laterales.

Los engranajes rectos se utilizan normalmente en máquinas en las que los accionamientos deben operar en rangos de velocidad más altos (maquinaria de hostelería) o niveles de ruido más bajos (industria automotriz o de aire acondicionado). También se usan comúnmente en máquinas donde se requiere una transmisión de alto par a lo largo de ejes paralelos.