Necesita sistemas de transmisión de potencia que proporcionen un par masivo en espacios reducidos y mantengan las pérdidas de energía por debajo del 5 %.
Los reductores de ejes paralelos tradicionales ocupan un valioso espacio. Los reductores de tornillo sin fin desperdician entre el 40 % y el 70 % de la potencia de entrada en forma de calor. Los sistemas de engranajes simples no pueden concentrar suficiente par en el espacio que requiere la automatización moderna.
Los engranajes planetarios resuelven este problema.
¿Qué es la reductores de engranajes planetarios?
A reductores de engranajes planetarios Se trata de un sistema de engranajes compacto donde múltiples engranajes planetarios orbitan alrededor de un engranaje central solar dentro de una corona dentada exterior. El soporte que sostiene estos engranajes planetarios transmite la potencia, mientras que los engranajes comparten la carga entre 3 y 6 puntos de contacto simultáneamente.
Imagínatelo como nuestro sistema solar. El engranaje solar se encuentra en el centro y lo impulsa todo. Los engranajes planetarios orbitan a su alrededor como la Tierra y Marte orbitan alrededor del Sol. El engranaje anular los rodea a todos como el borde exterior del sistema solar.
Los cuatro componentes esenciales
Su reductores de engranajes planetarios tiene cuatro partes que trabajan juntas.
El engranaje solar se ubica en el centro y se conecta al eje de entrada. Por aquí entra la energía al sistema.
Los engranajes planetarios engranan con el engranaje solar y la corona. Normalmente se ven de 3 a 6 planetas distribuidos uniformemente alrededor del sol. Un mayor número de planetas implica una mayor capacidad de par, ya que la carga se distribuye entre más dientes.
La corona dentada forma el círculo exterior con los dientes hacia adentro. Puede ser fija o giratoria según la configuración.
El portador mantiene todos los engranajes planetarios en su posición. Se conecta al eje de salida y capta el movimiento orbital de los planetas para ofrecer un alto par a baja velocidad.
Cómo funciona el flujo de potencia
Esto es lo que sucede cuando enciendes el motor.
- Su eje de entrada hace girar el engranaje solar
- El engranaje solar engrana con todos los engranajes planetarios simultáneamente, haciéndolos girar sobre sus propios ejes.
- Cada engranaje planetario engrana con los dientes internos del engranaje anular.
- Los planetas comienzan a orbitar alrededor del Sol mientras también giran.
- El portador captura este movimiento orbital y lo entrega como salida.
La ventaja de este diseño es la distribución de carga. Mientras que una reductores de engranajes convencional tiene un par de dientes que transporta todo el par, una reductores de engranajes planetarios distribuye esa carga entre varios planetarios. Por eso, se puede transmitir mucho más par en el mismo espacio.
¿Por qué los ingenieros eligen reductoress de engranajes planetarios?
Ofrecen un par considerable en espacios reducidos
La carga se distribuye entre 3 y 6 engranajes planetarios en lugar de un solo punto de engrane. Esto significa que se engranan varios pares de dientes simultáneamente, mientras que las reductoress de engranajes convencionales solo utilizan uno.
Una reductores de engranajes planetarios puede transmitir un par significativamente mayor que una reductores de engranajes convencional de tamaño similar. Al añadir más planetas, se aumenta proporcionalmente la capacidad de par. Seis planetas, compartiendo la carga, pueden gestionar aproximadamente el doble de par que tres planetas.
Desperdician muy poca energía
Escenario único reductoress de engranajes planetarios Logra una eficiencia del 95-97%. Solo pierdes entre el 3% y el 5% de tu potencia de entrada.
Los sistemas de dos etapas mantienen una eficiencia del 96 % gracias a la multiplicación de etapas (98 % × 98 %). Incluso las configuraciones de tres etapas ofrecen una eficiencia del 94 % (98 % × 98 % × 98 %).
Esto supera con creces a la mayoría de las alternativas. Los reductores de tornillo sin fin suelen funcionar con una eficiencia del 30-60 %. Esa pérdida de energía del 40-70 % se traduce en calor que debe gestionar y en costos de electricidad que paga por cada hora de funcionamiento.
El diseño coaxial simplifica la integración
Los ejes de entrada y salida se ubican en el mismo eje. Esta disposición en línea facilita el montaje, ya que no es necesario considerar ejes descentrados ni transmisiones en ángulo recto.
La configuración anidada minimiza el espacio requerido. Toda la acción se desarrolla en capas, en lugar de distribuirse longitudinalmente. Se obtiene una longitud axial menor en comparación con los reductores multietapa de ejes paralelos, que requieren apilar las etapas una tras otra.
Obtendrás opciones de proporción flexibles
Los reductores planetarios de una etapa ofrecen relaciones de transmisión de 3:1 a 10:1. El punto óptimo se sitúa entre 4:1 y 8:1, donde se obtiene la mejor combinación de rendimiento, eficiencia y durabilidad.
¿Necesitas ratios más altos? Combina varias etapas. Los sistemas de dos etapas multiplican los ratios. Una primera etapa de 5:1 combinada con una segunda etapa de 6:1 te da un resultado total de 30:1.
También dispone de tres modos de funcionamiento diferentes al elegir el componente que desea reparar. Al bloquear la corona dentada, se obtiene una reducción de velocidad estándar. Al bloquear el engranaje solar, se obtiene una reducción moderada. Al bloquear el portadiferencial, se obtiene un aumento de velocidad con dirección de salida invertida.
¿Cómo calcular las relaciones de engranajes planetarios?
La ecuación de Willis te lo dice todo
La fórmula fundamental para los reductores planetarios es: (R + S) × Tc = R × Tr + Ts × S
R representa el número de dientes de su corona. S es el número de dientes de su engranaje solar. Tc, Tr y Ts representan las vueltas (rotaciones) del portador, la corona y el engranaje solar, respectivamente.
También es necesario conocer esta relación: R = S + 2P, donde P es el número de dientes del engranaje planetario.
Esta ecuación le permite calcular exactamente qué velocidad de salida y torque obtendrá para cualquier configuración.
Tres configuraciones principales dan resultados diferentes
Tipo planetario (engranaje de anillo fijo):
Esta es la configuración más común. Bloquea el engranaje anular, la entrada a través del sol y la salida desde el portabrocas.
Su fórmula de proporción se simplifica a: (R + S) / S
Si tiene un anillo de 60 dientes y un planetario de 20 dientes, obtendrá una reducción de (60 + 20) / 20 = 4:1. Esta configuración es ideal para reducir la velocidad con un alto par de salida. Las relaciones suelen oscilar entre 4:1 y 10:1.
Tipo solar (engranaje solar fijo):
Bloquee el engranaje solar, la entrada a través del anillo y la salida desde el portador.
Su proporción se convierte en: 1 + (S / R)
Con el mismo plato de 60 dientes y sol de 20 dientes, se obtiene una reducción de 1 + (20 / 60) = 1.33:1. Esto proporciona relaciones de reducción moderadas entre 1.5:1 y 3:1. Se recomienda usar esto cuando no se necesita tanta reducción de velocidad.
Tipo de portadora fija:
Bloquee el portador, la entrada a través del sol y la salida del anillo.
Su relación es: -R/S (el signo negativo significa dirección de rotación opuesta)
Con nuestros números de ejemplo, se obtiene -60 / 20 = -3:1. La salida gira en sentido contrario a la entrada. Algunas aplicaciones necesitan aumentar la velocidad en lugar de reducirla, y esta configuración lo consigue.
