As engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais são semelhantes às de dentes retos, com a diferença de que os dentes estão inclinados, formando um ângulo de hélice em relação à linha central da engrenagem. Essa configuração permite que o contato entre os dentes seja mais gradual, proporcionando uma transição de força mais suave e reduzindo ruídos e vibrações no funcionamento.
A forma do dente é uma helicoidal involuta, o que permite um contato contínuo e estável. As engrenagens helicoidais possuem três passos distintos:
Em função do ângulo de hélice, as engrenagens helicoidais desenvolvem uma combinação de forças nas direções radial, axial e tangencial, ao contrário das engrenagens retas, que têm uma transmissão de carga predominantemente tangencial. Essa combinação de componentes de carga exige, muitas vezes, o uso de rolamentos adicionais para suportar a carga axial gerada.
As cargas em engrenagens helicoidais tendem a ser maiores devido à inclinação dos dentes em relação ao eixo. Esse ângulo de hélice cria uma força axial além das forças radiais e tangenciais encontradas nas engrenagens de dentes retos. Com o aumento do ângulo de hélice, as forças tangenciais também aumentam devido ao contato simultâneo de múltiplos dentes, o que melhora a suavidade do engate, mas resulta em um esforço maior nas estruturas de suporte (eixos e rolamentos) devido à adição da carga axial.
O número virtual de dentes aumenta com o raio virtual, o que permite reduzir a quantidade de dentes sem provocar rebaixamento nos dentes. Essa característica favorece o uso de engrenagens helicoidais com menos dentes, mantendo o engate e evitando interferências comuns em engrenagens de dentes retos com poucos dentes.
Essas particularidades tornam as engrenagens helicoidais ideais para aplicações onde se busca um funcionamento mais silencioso e eficiente, ainda que com uma construção ligeiramente mais complexa que a das engrenagens retas.