engranajes helicoidales
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tipo de engranaje helicoidal usado en la industria en generalTRANSCRIPT
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Engranajes
Helicoidales
Diseo de Elementos de Mquinas 2
Carlos A. Narvez-Tovar
Juan E. Rincn
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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
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Sentido de la Hlice
http://www.khkgears.co.jp/en/gear_technology/pdf/helix.pdf
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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
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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