Che cos'è un riduttore?
Un riduttore è un meccanismo mediante il quale viene reindirizzata l'energia prodotta da un motore o motore ad alta velocità per ruotare un altro componente meccanico a una velocità di rotazione inferiore e a una coppia più elevata. I riduttori sono dispositivi che possono assumere diverse forme. Sono anche indicati come scatole del cambio o cambi di marcia e sono trasmissioni semplici. I riduttori offrono anche sicurezza meccanica riducendo la velocità delle attrezzature rotanti. Nella sua forma più semplice, la riduzione dell'ingranaggio avviene in rapporti prestabiliti correlati a un valore caratteristico dei componenti dell'ingranaggio di entrata e di uscita.
L'automobile presenta un esempio comune di riduzione delle marce. I motori a combustione interna devono funzionare a velocità elevate per mantenere una generazione regolare di energia. Quando il veicolo viene fermato, rallentato o in marcia lentamente, la velocità del motore, se applicata direttamente alle ruote, causerebbe la rotazione delle ruote o la velocità della vettura o addirittura la perdita del controllo dello sterzo. Con l'uso di un riduttore, l'energia può essere utilizzata per superare l'inerzia del veicolo fermo, ridurre lo slancio di un veicolo in rallentamento o consentire il traino di carichi più pesanti ma a una velocità inferiore.
Un riduttore realizza la trasformazione di energia modificando il rapporto di rotazione di due parti mobili. In un orologio, ingranaggi di dimensioni diverse si toccano direttamente in rapporti fissi per modificare la velocità di movimento tra l'albero rotante centrale e le varie lancette dell'orologio. In una bicicletta, una leva spinge una catena tra pignoni di dimensioni diverse. In un verricello o un argano, una cinghia commuta tra pulegge di diverso diametro per controllare la velocità alla quale un carico viene sollevato man mano che aumenta la quantità di moto. I rapporti del cambio sono calcolati dal rapporto tra il numero di denti di ciascun ingranaggio, il diametro dei pignoni o il diametro delle pulegge.
Un riduttore più avanzato può essere ottenuto consentendo di variare una o entrambe le dimensioni meccaniche senza cambiare le marce. Invece di un cilindro come puleggia se viene utilizzata una forma conica, la cinghia può spostarsi verso l'alto o verso il basso del cono, modificando il diametro e quindi il rapporto di trasmissione continuamente mentre si muove. Questo tipo di controllo del cambio è chiamato trasmissione a variazione continua (CVT). Veicoli più piccoli e meno costosi, come go-kart, o veicoli che richiedono solo una piccola gamma di velocità, come i trattori agricoli, possono trarre vantaggio dalla semplicità di un CVT.
In una trasmissione a variazione continua (IVT), un CVT è combinato con un sistema di ingranaggi epiciclici. Questo sistema, noto anche come sistema di ingranaggi planetari, include un ingranaggio centrale, chiamato sole, che si ingrana con due o più ingranaggi che ruotano attorno ad esso, che sono chiamati pianeti. Il pianeta si innesta a sua volta con i denti rivolti verso l'interno di un grande ingranaggio chiamato anulus.
Il sole o l'annulus sono fissi. Gli alberi di ingresso e uscita possono essere in una delle tre posizioni. Un temperamatite è un riduttore epicicloidale conico. Nelle attrezzature per l'edilizia pesante, i sistemi di ingranaggi planetari sono utilizzati per fornire l'elevata coppia necessaria per spostare queste macchine.