Che cos'è un pignone?
Un albero del pignone è l'elemento di trasmissione principale della maggior parte dei gruppi di ingranaggi. L'albero trasferisce l'ingresso di un albero di trasmissione o manovella al resto degli ingranaggi per produrre il lavoro per il quale è progettato il treno di ingranaggi. Un albero del pignone può trasferire questo movimento di trasmissione ad un gruppo di ingranaggi lineari o ad un gruppo di ingranaggi conici ad angolo retto, come un differenziale del veicolo. Gli alberi a pignone e i relativi ingranaggi conduttori sono in genere gruppi monopezzo ricavati da un unico pezzo di acciaio. Gli alberi a pignone possono passare attraverso diversi cuscinetti di supporto lungo i loro percorsi e generalmente presentano una guarnizione di uscita in applicazioni che coinvolgono scatole ingranaggi riempite d'olio.
La maggior parte dei gruppi di ingranaggi di trasmissione trasferisce un ingresso meccanico di rotazione in un'uscita di velocità o coppia aumentata o ridotta. Consentono inoltre di regolare la direzione dell'ingresso per guidare gli elementi ad angolo retto. La maggior parte delle unità di input sono fornite da un albero di trasmissione o da un meccanismo a manovella. Esempi comuni di questi input includono l'albero motore e il differenziale di un'automobile e il meccanismo di azionamento di una bobina da pesca. Entrambi prendono l'ingresso dall'albero motore o dalla manovella della bobina e passano il movimento rotatorio a una serie di ingranaggi tramite un albero del pignone. L'albero del pignone, quindi, costituisce il primo stadio del treno di ingranaggi.
Gli alberi a pignone sono generalmente dotati di uno o più ingranaggi che trasferiscono l'ingresso della trasmissione al resto del gruppo ingranaggi. La maggior parte degli alberi a pignone e degli ingranaggi sono parti monopezzo ricavate da una singola billetta d'acciaio. Ciò aumenta la resistenza dell'albero e la sua conseguente capacità di assorbire la notevole coppia applicata ad esso durante il funzionamento. Sfortunatamente, di solito significa che un pignone usurato o rotto richiede la sostituzione sia dell'ingranaggio che dell'albero.
Questi alberi sono in genere piuttosto corti, coprendo solo lo spazio tra l'ingresso del cambio e le prime marce nel treno. In alcuni modelli di ingranaggi, l'albero passerà attraverso un cuscinetto o una boccola che supporta l'albero e riduce l'attrito. Nelle scatole ingranaggi sigillate che funzionano a bagno d'olio, l'albero del pignone sarà dotato di un paraolio dove esce dalla scatola degli ingranaggi. Gli azionamenti aperti più semplici, come gli apriporta manuali e le pedivelle della pompa, presentano gruppi di alberi e ingranaggi del pignone esposti che fanno affidamento sulla lubrificazione a punti manuale. In alcuni ingranaggi, il gruppo pignone-ingranaggio sarà realizzato con un materiale più duro rispetto agli ingranaggi che guida, poiché i rapporti del cambio indicano che hanno velocità di contatto dei denti degli ingranaggi più elevate.