¿Cuáles son las diferencias entre un engranaje helicoidal y un engranaje hipoidal?

Los engranajes helicoidales y los engranajes hipoidales son ambos tipos de engranajes comúnmente utilizados en reductores, pero difieren en muchos aspectos.

1. ¿Qué es un engranaje helicoidal?

Los engranajes helicoidales son engranajes cilíndricos cuyos dientes forman un determinado ángulo con el eje de rotación del engranaje. Este tipo de diseño del perfil de los dientes mejora el grado de engrane entre los dientes de los engranajes, lo que hace que el funcionamiento del reductor sea más estable.

2. ¿Qué es un engranaje hipoidal?

Un engranaje hipoidal es un tipo de engranaje cónico espiral utilizado para transmitir potencia entre ejes no concurrentes y no paralelos. En comparación con los engranajes helicoidales, los engranajes hipoidales tienen un diseño más complejo. El piñón está desplazado respecto a la línea central del engranaje grande. Este desplazamiento permite que el diámetro del piñón sea menor, lo que hace que el conjunto de engranajes sea más robusto

3. Diferencias entre engranaje helicoidal y engranaje hipoidal

• Dirección de los ejes

Los engranajes helicoidales se utilizan para transferir potencia entre ejes paralelos o cruzados, mientras que los engranajes hipoidales transfieren potencia entre ejes no concurrentes y no paralelos.

• Diseño de los dientes

La superficie de los dientes de los engranajes helicoidales forma un determinado ángulo con el eje de rotación del engranaje, lo que mejora el grado de engrane entre los dientes. El perfil de los dientes de los engranajes hipoidales es más complejo, con forma de arco, y el paso y la profundidad de los dientes varían a lo largo de la superficie del diente.

• Carga y par

Debido a su mayor área de contacto y mejor grado de engranaje entre los dientes, los engranajes helicoidales pueden transmitir cargas más elevadas en comparación con los engranajes rectos, y su perfil dentado helicoidal también permite distribuir la carga de forma más uniforme. Los engranajes hipoides pueden transmitir cargas más altas, y sus perfiles dentados complejos les permiten, asimismo, distribuir eficazmente las cargas.

• Eficiencia

La fricción de deslizamiento entre los dientes de los engranajes helicoidales es relativamente pequeña, y su alto grado de engranaje también los hace más eficaces para transmitir potencia. Por el contrario, la fricción de deslizamiento de los engranajes hipoides es relativamente grande debido al desplazamiento entre sus juegos de engranajes, por lo que su eficiencia es inferior a la de los engranajes helicoidales.

• Ruido y vibración

Debido al desplazamiento entre los juegos de engranajes, la fuerza de fricción de deslizamiento de los engranajes hipoides es relativamente grande, por lo que su ruido y vibración son mayores que los de los engranajes helicoidales. Por otro lado, los engranajes helicoidales presentan un mayor grado de engranaje, lo que se traduce en un ruido y una vibración relativamente menores.

•Empuje axial

Debido al perfil de los dientes de los engranajes helicoidales, además de las cargas radiales, también se genera un empuje axial. Este empuje axial debe ser soportado por los rodamientos u otras estructuras de soporte del sistema de engranajes.

4. Factores a considerar al elegir el tipo de engranaje

Al seleccionar engranajes helicoidales y engranajes hipoides para aplicaciones específicas, deben tenerse en cuenta múltiples factores para garantizar un rendimiento óptimo, fiabilidad y rentabilidad.

•Requisitos de par y carga

Los engranajes helicoidales son adecuados para aplicaciones con requisitos de par y carga medios o altos. Debido a su mayor relación de contacto y a su engrane más suave, los engranajes helicoidales pueden transmitir cargas superiores comparados con engranajes rectos del mismo tamaño. Los engranajes hipoides son especialmente adecuados para aplicaciones de alto par y alta carga. Su diseño de piñón descentrado permite utilizar diámetros mayores de piñón, lo que mejora la resistencia y durabilidad del conjunto de engranajes.

•Dirección de los ejes y limitaciones de espacio

Los engranajes helicoidales se utilizan en disposiciones de ejes paralelos o cruzados, mientras que los engranajes hipoides son adecuados para sistemas de ejes no concurrentes y no paralelos. Son muy adecuados para el eje trasero de los automóviles

• Ruido y vibración

Debido a que el engrane de los engranajes helicoidales es relativamente suave y su relación de contacto es mayor, estos generan normalmente menos ruido y vibración que los engranajes rectos. Son más adecuados para las transmisiones automotrices y la maquinaria industrial. Aunque el engrane de los engranajes hipoides es relativamente bajo, generan menos ruido y vibración que los engranajes rectos.

•Eficiencia objetivo

Como los engranajes helicoidales tienen una eficiencia mayor, son más adecuados para sistemas de transmisión de potencia y maquinaria industrial. Aunque la eficiencia de los engranajes hipoides es ligeramente inferior a la de los engranajes helicoidales, estos últimos ofrecen una mejor capacidad de carga.