¿Qué es un reductor de engranajes?

Un reductor de engranajes es un mecanismo por el cual la salida de energía de un motor o motor de alta velocidad se redirige para girar otro componente mecánico a una velocidad de rotación más baja y a un par más alto. Los reductores de engranajes son dispositivos que pueden tomar varias formas. También se les conoce como cajas de cambios o palancas de cambio y son transmisiones simples. Los reductores de engranajes también ofrecen seguridad mecánica al reducir la velocidad de los equipos rotativos. En su forma más simple, la reducción de engranajes tiene lugar en relaciones establecidas que están relacionadas con un valor característico de los componentes del engranaje de entrada y salida.

El automóvil presenta un ejemplo común de reducción de engranajes. Los motores de combustión interna deben funcionar a altas velocidades para mantener una generación de energía uniforme. Cuando el vehículo se detiene, frenando o viajando lentamente, la velocidad del motor, si se aplica directamente a las ruedas, haría que las ruedas giren o que el automóvil gane velocidad o incluso que se pierda el control de la dirección. Mediante el uso de un reductor de engranajes, la energía se puede utilizar para superar la inercia del vehículo detenido, disminuir el impulso de un vehículo en desaceleración o permitir que se remolquen cargas más pesadas pero a una velocidad menor.

Un reductor de engranajes logra la transformación de energía al cambiar la relación de rotación de dos partes móviles. En un reloj, los engranajes de diferentes tamaños se contactan directamente entre sí en relaciones fijas para cambiar la velocidad de movimiento entre el eje giratorio central y las diferentes manecillas del reloj. En una bicicleta, una palanca empuja una cadena entre ruedas dentadas de diferentes tamaños. En un molinete o un cabrestante, una correa cambia entre poleas de diferentes diámetros para controlar la velocidad a la que se levanta una carga a medida que gana impulso. Las relaciones de engranaje se calculan a partir de las relaciones del número de dientes en cada engranaje, el diámetro de las ruedas dentadas o el diámetro de las poleas.

Se puede obtener un reductor de engranajes más avanzado permitiendo que una o ambas dimensiones mecánicas varíen sin cambiar realmente las marchas. En lugar de un cilindro como polea, si se usa una forma cónica, la correa puede viajar hacia arriba o hacia abajo del cono, cambiando el diámetro y, por lo tanto, la relación de transmisión continuamente a medida que se mueve. Este tipo de control de engranajes se denomina transmisión continuamente variable (CVT). Los vehículos más pequeños y menos costosos, como los go-karts, o los vehículos que requieren solo un pequeño rango de velocidades, como los tractores agrícolas, pueden aprovechar la simplicidad de un CVT.

En una transmisión infinitamente variable (IVT), una CVT se combina con un sistema de engranaje epicíclico. Este sistema, también conocido como sistema de engranajes planetarios, incluye un engranaje central, llamado sol, que se engrana con dos o más engranajes que giran a su alrededor, que se llaman planetas. El planeta se engrana a su vez con los dientes hacia adentro de un gran anillo de engranaje llamado anillo.

El sol o el anillo se mantienen fijos. Los ejes de entrada y salida pueden ser cualquiera de las tres posiciones. Un sacapuntas es un reductor de engranaje planetario biselado. En equipos de construcción pesados, los sistemas de engranajes planetarios se utilizan para proporcionar el alto par necesario para mover estas máquinas.