Reductor de varias etapas
En los reductores de engranajes rectos sencillos, un par de engranajes forma una etapa de reductor. Si se conectan varios pares de engranajes en serie, hablamos de reductores de varias etapas. Para cada etapa del reductor, se produce una inversión de la dirección de giro entre el eje de entrada y el eje de salida. La relación de transmisión total de los reductores de varias etapas se calcula mediante la multiplicación de la relación de transmisión de cada etapa del reductor.
La velocidad de entrada se reduce o aumenta por el factor de la relación de transmisión, dependiendo de si la relación de transmisión se realiza en el rango lento o el rango rápido. En la mayoría de las aplicaciones, se desea una relación de transmisión en el rango lento, ya que el par de entrada se multiplica por el factor de la relación de transmisión total, en contraste con la velocidad de entrada.
Un reductor de engranajes rectos de una sola etapa puede implementarse de forma técnicamente razonable hasta una relación de transmisión de aprox. 10:1. La razón de esto está en la proporción del número de dientes. A partir de una relación de transmisión de 10:1, el engranaje impulsor se vuelve muy pequeño. Esto tiene un efecto negativo en la geometría del dentado y en el par de giro transmisible.
Con los reductores planetarios, es muy fácil implementar un reductor de varias etapas. Se puede lograr un reductor de dos o tres etapas simplemente extendiendo la corona y disponiendo varias etapas planetarias individuales en serie. Por ejemplo, puede obtenerse un reductor planetario con una relación de transmisión de 20:1 a partir de las relaciones de transmisión individuales de 5:1 y 4:1. En lugar de estar en el eje de salida, el engranaje planetario se encuentra en el portasatélites, que impulsa la siguiente etapa planetaria. Se puede obtener un reductor de tres etapas mediante otra extensión de la corona y añadiendo una etapa planetaria más. La relación de transmisión de 100:1 se obtiene a partir de las relaciones de transmisión individuales de 5:1, 5:1 y 4:1. Básicamente, todas las relaciones de transmisión individuales pueden combinarse entre sí, lo que permite muchas posibilidades de transmisión para los reductores planetarios de varias etapas. El par de giro transmisible puede aumentarse mediante engranajes planetarios adicionales. La dirección de giro del eje de entrada y del eje de salida es siempre la misma, siempre y cuando la corona o la carcasa estén fijas.
Con el aumento del número de etapas del reductor, el grado de eficacia del reductor general disminuye. Con una relación de transmisión de 100:1, el grado de eficacia es menor que con una relación de transmisión de 20:1. Para contrarrestar esta circunstancia, se debe prestar atención a que la potencia de pérdida de la etapa de entrada en los reductores de varias etapas sea particularmente baja. Esto se consigue, por ejemplo, reduciendo las pérdidas de fricción del sellado del reductor o haciendo que la etapa de entrada sea geométricamente más pequeña. De este modo también se reduce la inercia de masa, lo que resulta ventajoso para las aplicaciones dinámicas. Los reductores planetarios de una etapa tienen el mejor grado de eficacia.
También pueden implementarse reductores de varias etapas combinando diferentes tipos de dentado. En un reductor angular simplemente se combinan un reductor de engranajes cónicos y un reductor planetario. Aquí también, la relación de transmisión total es el producto de las relaciones de transmisión individuales. Según el tipo de dentado y el diseño de la etapa de engranaje cónico, la entrada y la salida pueden tener direcciones de giro opuestas.
Las ventajas de los reductores de varias etapas:
- Elevada diversidad de multiplicación
- Coaxialidad continua en reductores planetarios
- Diseño compacto con altas relaciones de transmisión
- Posibilidad de combinar diferentes tipos de reductores
- Múltiples posibilidades de aplicación
Los inconvenientes de los reductores de varias etapas (en comparación con los reductores de una etapa):
- Estructura compleja
- Menor grado de eficacia
