¿Qué son los Engranajes Planetarios?
Un engranajes planetarios es un reductor que utiliza engranajes planetarios.
Consta de un engranaje solar central, varios engranajes planetarios a su alrededor, un engranaje interno y un soporte de engranajes planetarios en el lado exterior. Los ejes de entrada y salida pueden disponerse en el mismo eje y pueden instalarse varios engranajes planetarios, lo que permite diseños compactos.
Aplicaciones de los Engranajes planetarios
Los engranajes planetarios se utilizan en equipos industriales que consumen grandes cantidades de energía. La principal ventaja es que la entrada y la salida son coaxiales y compactas, por lo que el propio equipo también puede ser compacto.
En los automóviles, se utilizan en las cajas de cambios de las transmisiones automáticas con convertidor de par y en el diferencial central de los vehículos con tracción a las cuatro ruedas. Además, la transmisión interior de las bicicletas es un engranaje planetario. Los engranajes planetarios se utilizan para accionar muchas máquinas industriales, como excavadoras de escudo y grúas de pórtico.
Además, aunque no es su uso habitual, también se utilizan en los vehículos Toyota Prius. La potencia de accionamiento del motor se conecta al soporte del engranaje planetario, el generador al engranaje planetario y el engranaje interno se configura como la salida, que se utiliza en un mecanismo que divide la potencia del motor entre accionamiento y generación de potencia.
Principio del Engranaje Planetario
Cuando se utiliza un engranaje planetario como reductor, el engranaje interno está fijo y cuando el engranaje solar gira, el engranaje planetario realiza un movimiento orbital mientras gira alrededor del engranaje solar. Al extraer este movimiento orbital como salida, puede utilizarse como engranaje reductor.
El soporte del engranaje planetario, que tiene un eje de engranaje planetario, se mueve en un movimiento circular coaxial al eje de entrada a medida que se mueve el engranaje planetario. Como se pueden instalar varios engranajes planetarios alrededor del engranaje planetario, la fuerza se puede distribuir con respecto a la entrada, lo que lo hace compacto y capaz de transmitir grandes capacidades de potencia.
Tipos de Engranajes Planetarios
Los engranajes planetarios se conocen como reductores de engranajes planetarios, que combinan tres tipos de engranajes y se han utilizado durante mucho tiempo en transmisiones de automóviles y engranajes diferenciales. Existen otros sistemas de engranajes reductores con funciones similares pero componentes diferentes.
Algunos utilizan rodillos en lugar de engranajes, otros engranajes curvos trocoidales y otros tienen un mecanismo planetario que une de forma flexible el diámetro exterior con los rodillos. Cada uno tiene características diferentes y la selección debe hacerse en función de las condiciones de uso.
Otras informaciones sobre los Engranajes Planetarios
1. Ventajas y Desventajas de los Engranajes Planetarios
Los engranajes planetarios presentan las siguientes ventajas e inconvenientes en comparación con los mecanismos de reducción generales que combinan engranajes rectos.
Ventajas
- Elevada relación de reducción
Los ejes de entrada y salida están dispuestos en línea recta, lo que facilita el diseño del mecanismo del dispositivo. Para una misma relación de reducción, el tamaño del engranaje puede hacerse máscompacto, ahorrando espacio. - Gran capacidad de par
La capacidad de par puede aumentarse utilizando varios engranajes planetarios. - Aumentar la velocidad
Los engranajes planetarios también pueden utilizarse como aumentadores de velocidad si se intercambian los ejes de entrada y salida. - Poco ruido
Sin embargo, también existen las siguientes desventajas, por lo que es importante considerar la aplicación y el propósito antes de hacer una selección.
Desventajas
- Requiere habilidad en el diseño y el montaje
El mecanismo es complejo y requiere precisión, por lo que se necesita tecnología para el diseño y el montaje. - Caro y pesado
Debido al gran número de piezas, también son pesados. - Requieren mantenimiento
2. Diseño de un Engranaje Planetario
Los engranajes planetarios tienen la ventaja de que los ejes de entrada y salida pueden estar situados en el mismo eje y la carga puede ser compartida por dos o más engranaje planetarios, lo que hace que el dispositivo sea compacto incluso con la misma capacidad de par. El diseño de reductores planetarios requiere grandes conocimientos técnicos debido a la compleja estructura del mecanismo.
Como el mecanismo tiene los engranajes interiores más exteriores, hay una serie de dificultades, como limitar el diámetro exterior del mecanismo en función de la relación de reducción y tener en cuenta que el engranaje solar y el planetario no deben interferir entre sí.
3. Relaciones de Reducción de los Engranajes Planetarios
La relación de reducción del reductor planetario viene determinada por la relación entre el número de dientes de la rueda solar y la suma del número de dientes de la rueda solar y el número de dientes de la rueda planetaria. Cuando la relación de transmisión de la rueda solar y la planetaria es 1, la relación de reducción es 4, que estructuralmente adopta la forma de cuatro engranajes planetarios.
Por lo general, se utilizan relaciones de reducción de 3 a 5, aunque también se pueden conseguir relaciones de reducción mayores. Sin embargo, si se aumenta la relación de reducción, el engranaje solar se hace más pequeño y el engranaje planetario se hace más grande, lo que resulta en una disposición de engranajes planetarios de tres o menos, lo que es desventajoso en términos de transmisión de potencia.
Además, debido al movimiento orbital, la fuerza centrífuga actúa sobre los engranajes planetarios, causando interferencias con los engranajes internos, por lo que es necesario idear un mecanismo para fijar cada pieza y la relación dimensional entre las piezas.