Co to jest reduktor biegów?
Reduktor biegów jest mechanizmem, za pomocą którego moc wyjściowa silnika lub silnika o dużej prędkości jest przekierowywana w celu obracania innego elementu mechanicznego przy niższej prędkości obrotowej i wyższym momencie obrotowym. Reduktory biegów to urządzenia, które mogą przybierać różne formy. Są one również określane jako skrzynie biegów lub dźwignie zmiany biegów i są prostymi przekładniami. Reduktory biegów zapewniają również bezpieczeństwo mechaniczne poprzez zmniejszenie prędkości obracających się urządzeń. W najprostszej postaci redukcja biegów odbywa się w ustalonych przełożeniach, które są powiązane z charakterystyczną wartością elementów wejściowych i wyjściowych przekładni.
Samochód przedstawia częsty przykład redukcji biegów. Silniki spalinowe muszą pracować z dużymi prędkościami, aby utrzymać płynne wytwarzanie energii. Gdy pojazd jest zatrzymywany, zwalnia lub jedzie powoli, prędkość silnika, jeśli zostanie bezpośrednio zastosowana do kół, spowoduje obrót kół lub zwiększenie prędkości samochodu, a nawet utratę kontroli nad układem kierowniczym. Dzięki zastosowaniu reduktora biegów energia może być wykorzystana do pokonania bezwładności zatrzymanego pojazdu, zmniejszenia pędu pojazdu spowalniającego lub umożliwienia holowania większych ładunków, ale z mniejszą prędkością.
Reduktor biegów dokonuje transformacji energii poprzez zmianę stosunku obrotu dwóch ruchomych części. W zegarku koła zębate o różnych rozmiarach stykają się bezpośrednio ze sobą w ustalonych proporcjach, aby zmienić szybkość ruchu między centralnym obrotowym wałkiem a różnymi wskazówkami zegara. W rowerze dźwignia przesuwa łańcuch między zębatkami o różnych rozmiarach. W windzie kotwicznej lub wyciągarce pasek przełącza się między kołami pasowymi o różnych średnicach, aby kontrolować prędkość, z jaką podnoszony jest ładunek, gdy nabiera on pędu. Przełożenia przekładni są obliczane na podstawie stosunku liczby zębów na każdym biegu, średnicy kół zębatych lub średnicy kół pasowych.
Bardziej zaawansowany reduktor biegów można uzyskać, umożliwiając zmianę jednego lub obu wymiarów mechanicznych bez faktycznej zmiany biegów. Zamiast cylindra jako koła pasowego, jeśli stosuje się stożkowy kształt, pas może przemieszczać się w górę lub w dół stożka, zmieniając średnicę, a tym samym przełożenie przekładni w sposób ciągły podczas ruchu. Ten rodzaj sterowania przekładnią nazywany jest przekładnią bezstopniową (CVT). Mniejsze, tańsze pojazdy, takie jak gokarty lub pojazdy wymagające tylko niewielkiego zakresu prędkości, takie jak ciągniki rolnicze, mogą skorzystać z prostoty przekładni CVT.
W bezstopniowej przekładni (IVT) przekładnia CVT jest połączona z epicyklicznym układem zębatym. Układ ten, znany również jako układ planetarny, zawiera centralne koło zębate zwane Słońcem, które zazębia się z dwoma lub więcej obracającymi się wokół niego kołami, zwanymi planetami. Planeta z kolei zazębia się ze skierowanymi do wewnątrz zębami dużego pierścienia zębatego zwanego pierścieniem.
Słońce lub pierścień są unieruchomione. Wały wejściowe i wyjściowe mogą mieć dowolną z trzech pozycji. Temperówka to fazowana przekładnia planetarna. W ciężkim sprzęcie budowlanym stosuje się układy przekładni planetarnych, aby zapewnić wysoki moment obrotowy niezbędny do poruszania tymi maszynami.