Reductores planetarios: funcionamiento y estructura

El objetivo de los reductores es transmitir el par y cambiar la velocidad o, mejor dicho, el par del accionamiento al eje de salida. Los reductores de velocidad planetarios se utilizan, sobre todo en el sector de la automoción, para aumentar el par, por ejemplo, en las cajas de cambio con tracción a las cuatro ruedas. Los cubos de las ruedas motrices de los camiones, autobuses y maquinaria agrícola y de construcción están equipados con reductores de engranajes planetarios para reducir la velocidad. El uso de reductores planetarios en bujes con engranajes integrados para bicicletas es un principio antiguo. Debido a su compacidad, son perfectamente adecuados para aumentar el par en un cubo de rueda relativamente pequeño. La construcción de reductores planetarios se caracteriza por su alto rendimiento y ofrece una alta transmisión de par en un espacio mínimo. De este modo, pueden funcionar en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario, así como alterna, continua o intermitentemente.

La estructura de los reductores planetarios

Los reductores planetarios también se denominan reductores epicicloidales. Los ejes de entrada y salida están situados en el mismo eje. Los reductores planetarios incluyen varias ruedas dentadas colocadas alrededor de una rueda dentada central. Y como esta posición nos recuerda a los planetas orbitando el sol, la rueda central también se llama sol y las ruedas dentadas, satélites. El borde exterior del engranaje está formado por el engranaje de anillo dentado interior. El sol es impulsado por un motor y transmite su movimiento a satélites que se mueven en el borde exterior y giran uniformemente alrededor del sol. Los satélites están montados sobre un soporte común que se conecta al eje de salida. La velocidad del eje de salida es inferior a la del eje de entrada y el par de salida inverso aumenta. Cuantas más marchas haya que engranar, mayor será el par. En general, una caja de engranajes planetaria contiene de tres a cuatro satélites.

Los reductores planetarios utilizados suelen estar compuestos por una combinación de varias ruedas dentadas con enclavamiento montadas una tras otra, basándose en este sencillo diseño. Varios satélites individuales se combinan para formar una unidad múltiple. Esto permite que el buje con marchas integradas de una bicicleta ofrezca más de las tres marchas de un solo juego de marchas.

Tipos de accionamiento de los reductores planetarios

Como regla general, una caja de engranajes planetaria tiene tres ejes (el sol, el portador del satélite y la corona). Sin embargo, uno de los ejes es a menudo fijo y el accionamiento de entrada y salida se lleva a cabo en los otros dos ejes. Dependiendo de la arquitectura, se fijará un eje o rueda en particular que servirá como accionamiento de entrada o salida. En algunos casos, la operación se basa en tres ejes, dos de los cuales son accionados y uno de ellos es accionado (transmisión del totalizador) o viceversa (caja de transferencia). También es posible el funcionamiento intermitente en tres ejes. El tercer eje se fija mediante un embrague de fricción. Así, bajo carga, la operación de dos ejes puede ser interrumpida y restaurada por la desconexión y el embrague.

Reductores planetarios de dos ejes

En principio, hay seis combinaciones posibles para elegir dos de los tres ejes y la inversión entre el accionamiento y el eje de accionamiento. Con la operación de dos ejes, hay dos tipos diferentes de transmisiones: estáticas o rotativas. Para la transmisión estática, son el sol y los árboles de copa los que se mueven. La portadora satélite es estática y está fijada en el cilindro o sujeta por un freno. El sol se enlaza con varios satélites, que transmiten su fuerza común a la corona.

Para la transmisión rotacional, la corona es estática y forma el marco. El sol y el eje portador del satélite forman los ejes de entrada y salida. Este tipo de operación permite transmisiones más altas que las transmisiones estáticas, por lo que la mayoría de los reductores planetarios industriales están diseñados de esta manera.

Reductores planetarios de tres ejes

Con el funcionamiento de tres ejes, la caja de engranajes planetaria funciona como una transmisión totalizadora o caja de transferencia. Con la caja de transferencia, se accionan un eje y dos ejes. Al hacerlo, se debe determinar la relación de velocidad de los dos ejes de salida. Normalmente se utilizan para permitir la distribución de la potencia en dos ruedas en el eje primario de los coches (diferencial en una tracción). Con la tracción a las cuatro ruedas, ambos diferenciales se complementan con un diferencial central. En los vehículos híbridos, la potencia del motor se distribuye entre las ruedas y un generador eléctrico.