As engrenagens cônicas de dentes espiralados transmitem potência entre eixos que se cruzam em ângulo reto, e seus dentes curvos engrenam gradualmente, o que lhes confere alta capacidade de carga, funcionamento suave e baixo ruído. São a escolha padrão para diferenciais, fusos de máquinas-ferramenta, acionamentos marinhos e caixas de engrenagens pesadas. Fabricá-las é um processo especializado, pois a geometria do dente é tridimensional e cada engrenagem deve funcionar como parte de um par pareado.
O processo começa com o blank. Forjados ou barras cortadas são torneados nas dimensões exigidas, incluindo os furos de montagem e as faces de referência que determinam como a engrenagem se assenta no alojamento. Como todas as operações posteriores referenciam essas faces, as tolerâncias do blank devem ser controladas desde a primeira operação, e o furo geralmente é acabado com alta precisão antes do fresamento dos dentes.
O fresamento dos dentes é o coração do processo. Os dentes cônicos espiralados são gerados em máquinas especializadas por processos de fresa de face ou fresa-torneamento de face, onde a ferramenta e a peça rolam juntas para criar o perfil curvo do dente. Os ajustes da máquina definem o ângulo de pressão, o ângulo de hélice, a profundidade do dente e o abaulamento, e os dois membros do par devem ser fresados com ajustes coincidentes para engrenar corretamente.
Após o fresamento, as engrenagens são cimentadas, tipicamente por cementação, para atingir dureza de superfície do dente de 58 a 62 HRC. O endurecimento altera ligeiramente a geometria do dente, então engrenagens de precisão são retificadas nos flancos em seguida. A retificação restaura a precisão do perfil e do espaçamento, e é essencial para aplicações de alta velocidade ou alto torque onde ruído e tensão de contato devem ser controlados.
A etapa mais distintiva é o teste de pareamento. O pinhão e a coroa são montados em uma máquina de teste e funcionam juntos sob carga leve com composto de marcação, para verificar o padrão de contato, a folga e o ruído de funcionamento. O padrão de contato é ajustado deslocando a posição do pinhão ou corrigindo finamente a geometria do flanco, e as engrenagens finais são marcadas como conjunto pareado para permanecerem juntas na montagem.
Para os compradores, os pontos práticos são: solicite o relatório do padrão de contato se a aplicação for sensível a ruído ou carga, confirme se os dentes são retificados ou lapidados após o endurecimento, e deixe claro que pinhão e coroa devem ser entregues e marcados como conjunto pareado. Um fornecedor com máquinas de fresamento especializadas e testes internos pode poupar semanas de tentativa e erro em comparação com uma oficina geral.