En el ámbito de los engranajes, el ángulo de avance es un parámetro fundamental que influye en el rendimiento, la eficiencia y las aplicaciones de un engranaje. Comprender el ángulo de avance es esencial para los ingenieros y técnicos que trabajan con distintos tipos de engranajes, desde los simples engranajes rectos hasta los diseños helicoidales y en espiga más complejos.
Este artículo profundiza en el concepto de ángulo de avance, explorando su definición, fórmula de cálculo y relación con el ángulo de héliceTambién examinaremos diferentes tipos de engranajes según sus ángulos de avance, incluidos los engranajes rectos con ángulo de avance cero, los engranajes helicoidales con ángulos de avance distintos de cero y las distinciones entre engranajes helicoidales de mano derecha e izquierda, así como los engranajes helicoidales dobles o engranajes en espiga.
¿Qué es el ángulo de avance?
Ángulo de avance, denotado como Ψ (psi), es el ángulo entre la línea de acción de la fuerza de los dientes del engranaje y un plano perpendicular al eje del engranaje. En otras palabras, es el ángulo que forman los dientes de un engranaje helicoidal con el eje del engranaje. El ángulo de avance se mide en un plano que incluye el eje del engranaje y un punto en el círculo primitivo.
El ángulo de avance es el resultado del ángulo de hélice, que es el ángulo entre la hélice (diente) y el eje del engranaje. El ángulo de hélice se denota como β (beta) El ángulo de avance y el ángulo de hélice están relacionados y su relación depende del diámetro de paso del engranaje.
Fórmula para calcular el ángulo de avance
El ángulo de avance se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
tan(Ψ) = tan(β) × cos(α)Lugar:
Ψ¿Es el ángulo de avance?βes el ángulo de la héliceαes lo normal Angulo de PRESION (normalmente 20° o 25°)
Para encontrar el ángulo de avance, es necesario conocer el ángulo de hélice y el ángulo de presión normal. El ángulo de hélice está determinado por el diseño del engranaje y se puede calcular utilizando el diámetro de paso del engranaje y el avance (paso axial).
Relación entre el ángulo de avance y el ángulo de hélice
El ángulo de avance y el ángulo de hélice están relacionados, pero no son lo mismo. El ángulo de hélice es el ángulo entre la traza del diente y un plano perpendicular al eje del engranaje, mientras que el ángulo de avance es el ángulo entre la línea de acción y un plano perpendicular al eje del engranaje.
La relación entre el ángulo de avance y el ángulo de hélice viene dada por:
tan(Ψ) = tan(β) × cos(α)Esto significa que, para un ángulo de hélice determinado, el ángulo de avance será menor que el ángulo de hélice. La diferencia entre los dos ángulos depende del ángulo de presión normal.
Tipos de engranajes según el ángulo de avance
Engranajes rectos (ángulo de avance cero)
Los engranajes rectos tienen dientes paralelos al eje del engranaje, lo que da como resultado un ángulo de avance de cero. Son el tipo de engranaje más simple y se utilizan para transmitir potencia entre ejes paralelos. Los engranajes rectos no tienen un componente de carga axial, lo que significa que solo transmiten cargas radiales.
Engranajes helicoidales (ángulo de avance distinto de cero)
Los engranajes helicoidales tienen dientes inclinados respecto del eje del engranaje, lo que genera un ángulo de avance distinto de cero. Los dientes forman una hélice alrededor de la circunferencia del engranaje.
Engranajes helicoidales de mano derecha e izquierda
Los engranajes helicoidales se pueden clasificar como de mano derecha o de mano izquierda según la dirección de la hélice. Un engranaje helicoidal de mano derecha tiene dientes que giran en el sentido de las agujas del reloj cuando se lo mira desde el frente, mientras que un engranaje helicoidal de mano izquierda tiene dientes que giran en el sentido contrario a las agujas del reloj.
La dirección de la carga axial depende del sentido de giro del engranaje. Los engranajes helicoidales de giro a la derecha generan cargas axiales en la dirección del eje del engranaje, mientras que los engranajes helicoidales de giro a la izquierda generan cargas axiales en dirección opuesta a la del eje del engranaje.
Engranajes helicoidales dobles (engranajes en espiga)
Los engranajes helicoidales dobles, también conocidos como engranajes en espiga, tienen dos juegos de dientes helicoidales que se reflejan en el plano medio del engranaje. Un juego de dientes es dextrógiro, mientras que el otro es zurdo. Los ángulos de hélice opuestos anulan las cargas axiales, lo que da como resultado un engranaje que puede transmitir pares más altos sin generar cargas de empuje.
