Engranajes

Helicoidales

Diseo de Elementos de Mquinas 2

Carlos A. Narvez-Tovar

Juan E. Rincn

Tipos

Engranaje Helicoidal

Paralelo

Acople recproco

izquierda-derecha

Engranaje

Helicoidal Cruzado

Acople del mismo

sentido

Engranaje Helicoidal

Doble - en espina de

pescado

(Herringbone)

Sentido de la Hlice

http://www.mae.ncsu.edu/eischen/courses/mae415/docs/BostonGearHelicalGears.pdf

Sentido de la Hlice

http://www.khkgears.co.jp/en/gear_technology/pdf/helix.pdf

Comparativas

Recto Helicoidal

Paralelo

Helicoidal

Cruzado Contacto simultneo entre dos

dientes (Transmisin irregular, y

menor potencia transmitida )

Contacto simultneo entre ms

de dos dientes (transmisin

regular y mayor potencia

transmitida)

Contacto simultneo entre ms

de dos dientes (transmisin

regular)

Contacto Instantneo entre los

dientes (transmisin ruidosa y

con mayor vibracin)

Contacto progresivo entre los

dientes, combinacin de

rodamiento y deslizamiento

(transmisin ms silenciosa y

con menor vibracin)

Contacto puntual terico entre

los dientes, deslizante sin

rodamiento. (menor potencia

transmitida que los paralelos)

Lnea de contacto paralela al

eje (no hay fuerza axial)

Lnea de contacto en ngulo

(hay fuerza axial)

Contacto puntual terico (fuerza

axial compensada)

Geometra

Si tuvieran una longitud axialmente suficiente, los dientes helicoidales podran

cubrir los 360 de la circunferencia del engrane

Cilindros base

Plano de

Engrane y yb

y: ngulo de hlice yb: ngulo base de hlice

Geometra

y

Perfil frontal

Perfil normal

y

Geometra

cn

t pP

p ycos

Paso tangencial:

ysinn

x

Pp Paso axial:

tc

dppd

Np

Paso diametral:

ycosd

dn

pp Paso diametral normal:

y

cos

tantantan nt ngulos de presin:

ngulo entre ejes

Engranaje paralelo Engranaje cruzado

Razones de Contacto

cos

Zp

p

Zm d

b

p Transversal:

Axial:

ytand

x

F

Fp

p

Fm

Engranaje Helicoidal convencional: mF >1 (recomendado mnimo 1.15)

Engranaje de Razn de Contacto Axial baja (LACR): mF

Nmero Virtual de Dientes

y2cos

rre

y

y

3

2

cos

cos

2

NN

p

d

p

rN

e

nn

ee

Fuerzas en el diente

n

t

ta

tr

p

pd

p

p

t

WW

WW

WW

N

Tp

r

TW

y

y

coscos

tan

tan

2

Los engranajes helicoidales requieren de rodamientos de empuje axial o usar engranaje doble

Esfuerzo a Flexin AGMA

Estndar AGMA 2001-B88

Donde:

J: factor geomtrico de resistencia a

flexin

Kv: factor dinmico

Km: factor de distribucin de carga

Ka: factor de aplicacin

Ks: factor de tamao (Ks=1)

KB: factor de espesor de aro

KI: factor de engrane intermedio o

loco (KI=1.42)

IBs

v

madt KKKK

KK

FJ

pW

Sistema Ingls

IBs

v

mat KKKK

KK

FmJ

W

Sistema Internacional

Resistencia a la Picadura

AGMA

Donde:

I: factor geomtrico superficial

Cp: Coeficiente elstico

Cm: factor de distribucin de carga

(igual a Km)

Ca: factor de aplicacin (igual a Ka)

Cs: factor de tamao (igual a Ks)

Cv: factor dinmico (igual a Kv)

Cf: factor de terminado superficial

(Cf =1)

fs

v

matpc CC

C

CC

FId

WC

Factor geomtrico Superficial I

Np

gp

md

I

11

cos

minL

FmN

pg

pggppp

C

rarCar

sin

cos5.0 22

Razn de distribucin de

carga

Factor geomtrico Superficial I

yy

cos

coscoscos 1 nb

ra

b

xrap

ra

b

xrap

nnpnnFm

nnpnnFm

L

1sicos

11

1sicos

min

y

y

Fa

pr

mn

mn

de iafraccionar parte

de iafraccionar parte

Longitud mnima de las lneas de contacto:

ngulo base de la hlice

Resistencias y Factores de

Seguridad

Flexin:

Picadura (Contacto Superficial):

b

fb

fbfb

RT

Lfb

SNS

KK

KS

'

c

fc

fcfc

RT

HLfc

SNS

CC

CCS

'

Compare Nfb con (Nfc)2 para determinar que tipo de falla predomina.

Para engranajes corona, compare Nfb con (Nfc)3