Uma engrenagem de redução é um sistema de engrenagens configurado para reduzir a velocidade, mas aumentar a força de um motor ou motor.
Uma engrenagem de redução é parte de um sistema mecânico de engrenagens e eixos que serve ao propósito principal de desacelerar as coisas dentro de uma máquina, de modo que a energia de um lugar possa ser transferida e usada em outro. As engrenagens de redução são mais comumente vistas em trens de força de carros e caminhões e, nessas configurações, reduzem as altas velocidades de rotação do motor e as convertem em uma velocidade utilizável e mais lenta que os pneus podem interpretar e usar com segurança. Esses tipos de configurações de engrenagens também são freqüentemente usados em máquinas pesadas e outros aparelhos mecânicos grandes e pequenos. Qualquer coisa que use altas velocidades de rotação em um lugar, mas precise de energia reduzida em outro, pode fazer uso desse tipo de sistema interno. Quando as engrenagens estão funcionando corretamente, a velocidade de rotação do eixo de entrada se converte em uma velocidade de rotação mais lenta noeixo de saída . Essa redução na velocidade de saída ajuda a aumentar o torque. O sistema pode parecer ligeiramente diferente em ambientes diferentes, mas o conceito geralmente é o mesmo.
Composição Básica
O trem de força de um automóvel é um exemplo de sistema de redução de marcha de vários estágios.
Esses tipos de configurações de engrenagens quase sempre ocorrem dentro do funcionamento interno de motores, máquinas e outros componentes mecânicos. Em termos básicos, eles geralmente não são muito complicados. Uma engrenagem de redução simples consiste em duas engrenagens com dentes do mesmo tamanho, mas de diâmetros diferentes. O número de dentes é proporcional à circunferência; a engrenagem de circunferência menor terá menos dentes do que a maior. Por exemplo, uma engrenagem com circunferência de 16 polegadas (40,64 cm) terá o dobro de dentes de uma engrenagem com circunferência de 8 polegadas (20,32 cm).
A relação de engrenagens quase sempre é determinada pelo número de dentes envolvidos.
Quando essas engrenagens engrenam em uma caixa de redução , a engrenagem menor faz duas revoluções para cada revolução da engrenagem maior – em outras palavras, ela gira duas vezes mais rápido. Por outro lado, a quantidade de torque disponível no eixo maior seria duas vezes maior do que no menor. Conforme a velocidade da saída diminui, o torque é aumentado proporcionalmente.
Determinando a relação de engrenagem
A relação de engrenagem , que é uma forma de expressar a relação entre as velocidades relativas de cada engrenagem envolvida, é quase sempre determinada pelo número de dentes envolvidos. Isso, por sua vez, é expresso na relação entre o número de dentes da engrenagem maior e o número de dentes da engrenagem menor. Por exemplo, um sistema de redução de engrenagem de estágio único consistindo em duas engrenagens, uma com 30 dentes e outra com 10 dentes, teria uma relação de engrenagem de 30:10 ou 3: 1. Nesse sistema, a engrenagem maior giraria a um terço da velocidade da menor, embora tivesse três vezes o torque disponível.
Multi-stage gear reduction gearboxes allow for much higher gear ratios than are practical with single-stage systems. Additional shafts and gears are used in these systems. For example, a small gear is added to the output shaft of the first set of gears to serve as the input driver for a second set of gears. Additional sets of gears can be added as needed. The final gear ratio is determined by multiplying the ratio of each set of gears. For example, a reduction gearbox consisting of three sets of gears with gear ratios of 3:1, 4:1, and 5:1 would yield a final gear ratio of 60:1.
Drivetrains as a Common Example
Car drivetrains are a good example of a multi-stage gear reduction system. A typical engine turns at 1500 to 3000 revolutions per minute (RPM), a speed far greater than is needed at the tires. In fact, if this much power were to go to the tires, it would probably cause serious problems since it would likely be more than they could handle. The car’s transmission reduces the RPMs to the driveshaft, sufficiently increasing the torque to move the vehicle. The rear end further reduces the speed to a usable level, while multiplying the amount of torque available to the drive wheels.
Many other machines, including many electrically-powered hand tools, use some form of a reduction gear to control output speed while increasing available torque. This allows small, relatively low-powered electric motors to perform work that would otherwise require much larger, more powerful motors.