¿Cuáles son los fundamentos del diseño de engranaje helicoidal?
El diseño de engranaje helicoidal implica un engranaje helicoidal, cuyos dientes forman segmentos de una hélice y otro componente que se asemeja a un tornillo. El componente en forma de tornillo se conoce como gusano, y sus hilos suelen formar una hélice completa. Este gusano se usa generalmente para conducir el engranaje, lo que puede proporcionar una gran cantidad de torque. En la mayoría de los casos, intentar usar el engranaje para girar el gusano resultará en el bloqueo de los dientes. Estos dos conceptos básicos del diseño de engranajes helicoidales pueden explotarse en las perillas de afinación de los instrumentos de cuerda, que proporcionan el torque necesario para tirar de las cuerdas enseñadas y luego se bloquean automáticamente en su lugar para mantenerlas de esa manera.
Los engranajes helicoidales se parecen a los engranajes rectos, pero tienen dientes dispuestos en diagonal. Debido a la naturaleza curva de los engranajes, esto hace que cada diente individual se parezca a un segmento cortado de una hélice. Los juegos de hélice tradicionales usan dos engranajes, aunque el diseño de engranaje helicoidal es una variante que no lo hace. En cambio, estos usan un engranaje helicoidal y un cilindro o varilla que tiene una rosca similar a un tornillo. Este gusano puede tener un solo diente que se envuelve alrededor de la circunferencia solo una vez, dos dientes que abarcan toda la longitud como un tornillo normal, o algo intermedio.
El principal beneficio del diseño de engranaje helicoidal es que se puede lograr una gran cantidad de torque en comparación con otros engranajes helicoidales. Las relaciones de engranaje para juegos helicoidales generalmente se limitan a aproximadamente 10: 1, y los juegos de engranaje helicoidal pueden alcanzar una relación de hasta 500: 1. Debido a la naturaleza del diseño del engranaje helicoidal, cada rotación completa del gusano solo mueve el engranaje hacia adelante un diente, por lo que la reducción del engranaje está técnicamente limitada solo por cuántos dientes tiene el engranaje impulsado. Un engranaje impulsado con 12 dientes daría como resultado una relación de 12: 1, uno con 120 dientes tendría una relación de 120: 1, y así sucesivamente.
Otro elemento básico del diseño de engranajes helicoidales es la forma en que los conjuntos tienden a autobloquearse. Muchos juegos de engranajes helicoidales tienen dientes en el engranaje que tienen un ángulo de avance muy pequeño, lo que significa que están cerca de ser dientes paralelos de 90 grados, como los que se encuentran en engranajes normales, en lugar de los dientes diagonales en ángulo agudo utilizados por engranajes helicoidales Si el engranaje tiene un ángulo de avance pequeño, el engranaje tenderá a bloquearse contra los dientes del gusano en lugar de girarlo. En algunos casos, este es un resultado deseable que puede explotarse en beneficio de un dispositivo. Esta acción de bloqueo puede evitar movimientos indeseados del sistema debido a fuerzas externas en el engranaje, como una cadena tensada o la gravedad.