¿Qué es un Engranaje de Reducción?

Significado | Concepto | Definición:

Un engranaje de reducción es parte de un sistema mecánico de engranajes y ejes que tiene el propósito principal de ralentizar las cosas dentro de una máquina para que la energía de un lugar pueda transferirse y usarse en otro. Los engranajes reductores se ven con mayor frecuencia en las transmisiones de automóviles y camiones, y en estas configuraciones reducen las altas velocidades de rotación del motor y las convierten a una velocidad más lenta utilizable que los neumáticos pueden interpretar y usar de manera segura.

Este tipo de configuraciones de engranajes también se utilizan con frecuencia en maquinaria pesada y otros aparatos mecánicos, tanto grandes como pequeños. Cualquier cosa que utilice altas velocidades de rotación en un lugar pero necesite energía reducida en otro puede hacer uso de este tipo de sistema interno.

Cuando los engranajes funcionan correctamente, la velocidad de rotación del eje de entrada se convierte en una velocidad de rotación más lenta en eleje de salida . Esta reducción en la velocidad de salida ayuda a aumentar el par motor. El sistema puede verse ligeramente diferente en diferentes entornos, pero el concepto suele ser el mismo.

Un engranaje de reducción es un sistema de engranajes configurado para reducir la velocidad pero aumentar la fuerza de un motor o motor.

Composición básica

Este tipo de configuraciones de engranajes casi siempre ocurren dentro del funcionamiento interno de motores, máquinas y otros componentes mecánicos. En términos básicos, no suelen ser muy complicados. Un engranaje de reducción simple consta de dos engranajes que tienen dientes del mismo tamaño pero de diferentes diámetros.

El número de dientes es proporcional a la circunferencia; el engranaje de circunferencia más pequeño tendrá menos dientes que el más grande. Por ejemplo, un engranaje con una circunferencia de 16 pulgadas (40,64 cm) tendrá el doble de dientes que uno con una circunferencia de 8 pulgadas (20,32 cm).

La transmisión de un automóvil es un ejemplo de un sistema de reducción de engranajes de varias etapas.

Cuando estos engranajes engranan en una caja de cambios de reducción , el engranaje más pequeño hace dos revoluciones por cada revolución del engranaje más grande; en otras palabras, gira el doble de rápido. Por el contrario, la cantidad de torque disponible en el eje más grande sería el doble que en el más pequeño. A medida que la velocidad de la salida disminuye, el par aumenta proporcionalmente.

Determinación de la relación de transmisión

La relación de engranajes , que es una forma de expresar la relación entre las velocidades relativas de cada engranaje involucrado, casi siempre está determinada por el número de dientes involucrados. Esto, a su vez, se expresa en la relación entre el número de dientes del engranaje más grande y el número de dientes del engranaje más pequeño.

Por ejemplo, un sistema de reducción de engranajes de una etapa que consta de dos engranajes, uno con 30 dientes y el otro con 10 dientes, tendría una relación de transmisión de 30:10 o 3: 1. En este sistema, el engranaje más grande giraría a un tercio de la velocidad del más pequeño, mientras que tenía tres veces el par disponible.

Las cajas de engranajes de reducción de engranajes de múltiples etapas permiten relaciones de transmisión mucho más altas que las prácticas con los sistemas de una etapa. En estos sistemas se utilizan ejes y engranajes adicionales. Por ejemplo, se agrega un engranaje pequeño al eje de salida del primer conjunto de engranajes para que sirva como impulsor de entrada para un segundo conjunto de engranajes.

Se pueden agregar conjuntos adicionales de engranajes según sea necesario. La relación de transmisión final se determina multiplicando la relación de cada conjunto de engranajes. Por ejemplo, una caja de cambios de reducción que consta de tres juegos de engranajes con relaciones de transmisión de 3: 1, 4: 1 y 5: 1 produciría una relación de transmisión final de 60: 1.

Las transmisiones como un ejemplo común

Las transmisiones de los automóviles son un buen ejemplo de un sistema de reducción de engranajes de varias etapas. Un motor típico gira de 1500 a 3000 revoluciones por minuto (RPM), una velocidad mucho mayor que la necesaria en los neumáticos.

De hecho, si tanta potencia fuera a parar a los neumáticos, probablemente causaría serios problemas, ya que probablemente sería más de lo que podrían soportar. La transmisión del automóvil reduce las RPM al eje de transmisión, lo que aumenta lo suficiente el par para mover el vehículo. La parte trasera reduce aún más la velocidad a un nivel utilizable, mientras multiplica la cantidad de torque disponible para las ruedas motrices.

Muchas otras máquinas, incluidas muchas herramientas manuales eléctricas, utilizan algún tipo de engranaje reductor para controlar la velocidad de salida al tiempo que aumentan el par disponible. Esto permite que los motores eléctricos pequeños, de relativamente baja potencia, realicen trabajos que de otro modo requerirían motores mucho más grandes y potentes.

La relación de transmisión casi siempre está determinada por el número de dientes involucrados.