• Los engranes rectos tienen dientes rectos y paralelos al eje del árbol que los sostiene. La forma curva de las caras de los dientes de engranes rectos tiene una geometría especial, llamada curva involuta, que se describe después en este capítulo. Con esta forma, es posible que dos engranes trabajen juntos con una transmisión de potencia uniforme y positiva. También, la figura 8-1 muestra la vista lateral de los dientes de engranes rectos, donde se aprecia con claridad la forma de la curva involuta en los dientes. Los ejes que sostienen los engranes son paralelos.

• Los dientes de los engranes helicoidales forman un ángulo con respecto al eje del árbol. El ángulo se llama ángulo de hélice y puede ser virtualmente cualquier ángulo. Los ángulos típicos van desde unos 10 hasta unos 30°, pero son prácticos los ángulos hasta de 45°. Los dientes helicoidales trabajan con más uniformidad que los dientes rectos, y los esfuerzos son menores. En consecuencia, se puede diseñar un engrane helicoidal menor para determinada capacidad de transmisión de potencia, en comparación con los engranes rectos. Una desventaja de los engranes helicoidales es que se genera una fuerza axial, llamada fuerza de empuje, además de la fuerza de impulsión que actúa tangente al cilindro básico sobre el que se disponen los dientes. El diseñador debe considerar la fuerza de empuje al seleccionar cojinetes, para que sostengan al eje durante su operación. Los ejes donde se montan engranes helicoidales suelen ser paralelos entre sí. Sin embargo, existe un diseño especial, llamado de engranes helicoidales cruzados, con ángulos de hélice de 45°, por lo que los ejes trabajan a 90° entre sí.

• Los engranes cónicos tienen dientes colocados como elementos sobre la superficie de un cono. Los dientes de los engranes cónicos rectos parecen semejantes a los del engrane recto, pero tienen lados inclinados entre sí, son más anchos en el exterior y más estrechos hacia la parte superior del cono. En forma típica, operan en ejes a 90° entre sí. En realidad, con frecuencia ésta es la causa para especificar engranes cónicos en un sistema de transmisión. Especialmente los engranes cónicos diseñados pueden trabajar en ejes que formen cierto ángulo entre sí, distinto de 90°. Cuando se fabrican los engranes cónicos con sus dientes formando un ángulo de hélice similar al de los engranes helicoidales, se les llama engranes cónicos espirales. Trabajan en forma más constante que los cónicos rectos, y pueden ser menores para determinada capacidad de transmisión de potencia. Cuando ambos dos engranes cónicos en un par tienen el mismo número de dientes, se les llama engranes de inglete; sólo se usan para cambiar 90° la dirección del eje. No existe cambio de velocidad.

• Una cremallera es un engrane en línea recta que se mueve en línea, en vez de girar.

• Un tornillo sinfín o gusano y su respectiva rueda sinfín trabajan en ejes que forman 90° entre sí. En el caso típico, tienen una relación de reducción de velocidad bastante grande, en comparación con otros tipos de engranes. El sinfín es el impulsor, y su corona es el engrane impulsado. Los dientes del sinfín parecen roscas de tornillo, y en realidad con frecuencia se les llama roscas y no dientes. Los dientes de la corona para el sinfín pueden ser rectos, como los dientes de engranes rectos, o pueden ser helicoidales. Con frecuencia, la forma del perfil de la punta de los dientes de la corona se agranda para envolver parcialmente las roscas del sinfín, y mejorar la capacidad de transmisión del conjunto. Una desventaja de la transmisión con sinfín y corona es que tiene una eficiencia mecánica algo menor que la mayor parte de los demás tipos de engranes, porque tiene mucho contacto con frotamiento entre las superficies de las roscas del gusano y los lados de los dientes de la corona .

• Para un ángulo de presión de 20°, profundidad total, el uso de no menos de 18 dientes asegura que no habrá interferencia.

• Para un ángulo de presión de 25°, profundidad total, el uso de no menos de 12 dientes asegura que no habrá interferencia.

Para un ángulo de 20°:

• Un piñón de 16 dientes requiere un engrane que tenga 101 dientes o menos, para producir una relación de velocidades máxima de NGNP = 101/16 = 6.31.

• Un piñón de 15 dientes requiere un engrane que tenga 45 dientes o menos, para producir una relación de velocidades máxima de 4515 3.00.

• Un piñón de 14 dientes requiere un engrane que tenga 26 dientes o menos, para producir una relación de velocidades máxima de 2614 1.85.

• Un piñón de 13 dientes requiere un engrane que tenga 16 dientes o menos, para producir una relación de velocidades máxima de 1613 1.23.

Cuando hay más de dos engranes en un conjunto, el término valor del tren (TV) representa la relación de la velocidad de entrada (del primer engrane del tren) entre la velocidad de salida (del último engrane del tren). Por definición, el valor del tren es el producto de los valores de VR para cada par de engranes del tren. En esta definición, un par de engranes es cualquier conjunto de dos engranes que tenga uno motriz y uno conducido.

Se usará el término valor positivo del tren para indicar el caso en que los engranes de entrada y de salida giren en la misma dirección. Por el contrario, si giran en direcciones contrarias, el valor del tren será negativo.