Comprender la reducción de engranajes planetarios: Soluciones compactas de alto par

En una caja de engranajes planetarios, muchos dientes están engranados a la vez, lo que permite lograr una reducción de alta velocidad con engranajes relativamente pequeños y menor inercia reflejada al motor. Tener múltiples dientes compartiendo la carga también permite a los engranajes planetarios transmitir altos niveles de par. La combinación de tamaño compacto, gran reducción de velocidad y alta transmisión de par hace que las cajas de engranajes planetarios sean una opción popular para aplicaciones con espacio limitado.

La combinación de tamaño compacto, gran reducción de velocidad y alta transmisión de par hace que las cajas de engranajes planetarios sean una opción popular para aplicaciones con espacio limitado.

Pero los engranajes planetarios tienen algunos inconvenientes. Su complejidad en diseño y fabricación los hace más caros que otros tipos de transmisiones. La producción de precisión es extremadamente importante para estas cajas de engranajes. Si un engranaje planetario está ubicado más cerca del engranaje solar que los demás, pueden ocurrir desequilibrios en los engranajes planetarios, lo que lleva a desgaste prematuro y fallo. Además, el tamaño compacto de los engranajes planetarios dificulta la disipación de calor, por lo que las aplicaciones que funcionan a velocidades muy altas o de forma continua pueden requerir refrigeración.

Al usar un engranaje planetario "estándar" (es decir, en línea), el motor y el equipo accionado deben estar alineados, aunque los fabricantes ofrecen diseños angulares que incorporan otros conjuntos de engranajes (a menudo engranajes cónicos con dientes helicoidales) para proporcionar desplazamiento entre entrada y salida.

Los engranajes planetarios pueden fabricarse con engranajes rectos o helicoidales

Los engranajes planetarios pueden fabricarse con engranajes rectos o helicoidales. Los engranajes rectos tienen un ángulo de hélice cero y, por lo tanto, no crean fuerzas axiales. Por lo tanto, los cojinetes en el engranaje planetario recto solo sirven para soportar los ejes de los engranajes. A su vez, los engranajes helicoidales tienen un ángulo de hélice de 10 a 30 grados, lo que hace que generen fuerzas axiales significativas. Los cojinetes usados en el engranaje planetario helicoidal deben soportar estas fuerzas axiales. (Ángulos de hélice mayores resultan en fuerzas axiales más altas, pero también proporcionan mayor capacidad de par, menos ruido y funcionamiento más suave.)

Además, en una unidad de engranajes planetarios —ya sea de diseño recto o helicoidal— los cojinetes juegan un papel activo en la transmisión de par. Pero el sistema planetario permite un espacio limitado en la caja de engranajes para acomodar los cojinetes. Los cojinetes de agujas son una buena opción desde el punto de vista del tamaño, pero no están diseñados para soportar cargas axiales significativas. Los cojinetes de rodillos cónicos son adecuados para altas cargas axiales, pero generalmente son más grandes que los de agujas.

Las limitaciones inherentes del tamaño y tipo de cojinete, combinadas con la doble tarea de transmitir par y soportar cargas axiales, significan que las calificaciones de par de los engranajes planetarios helicoidales pueden ser más bajas que las de engranajes planetarios helicoidales similares donde solo actúan las fuerzas resultantes de la transmisión de par (sin cargas axiales). Por otro lado, las estructuras planetarias helicoidales tienen menor ruido, funcionamiento más suave y mayor rigidez que los engranajes planetarios rectos. Estas características hacen que los engranajes planetarios helicoidales sean la opción más común en aplicaciones servo.

¿Dónde se usan los engranajes planetarios?

Los engranajes planetarios se usan a menudo cuando el espacio y el peso son una preocupación, pero se requiere una gran reducción de velocidad y par. Este requisito se aplica a una variedad de industrias, incluyendo tractores y equipos de construcción donde se requiere alto par para impulsar las ruedas.

Los engranajes planetarios son capaces de producir alto par ya que la carga se comparte entre múltiples engranajes planetarios. Este arreglo también crea más superficies de contacto y un área de contacto mayor entre los engranajes que el arreglo tradicional de ejes paralelos. Como resultado, la carga se distribuye de manera más uniforme y, por lo tanto, los engranajes son más resistentes al daño.

Producción de engranajes planetarios

Las habilidades requeridas para fabricar engranajes planetarios son las mismas que para cualquier otro tipo de fabricación de engranajes de precisión. Gear Motions es un fabricante líder de engranajes de precisión especializado en proporcionar engranajes cortados y rectificados a medida. Tenemos una amplia cartera de capacidades de fabricación de engranajes que incluye la capacidad de fabricar todos los engranajes individuales que componen el sistema de engranajes planetarios. En el caso de posibilidades de producción específicas, como diámetro mínimo y máximo, diámetro primitivo y ancho de cara.