Il riduttore a ingranaggi conici viene utilizzato in tutti i settori industriali. Questi riduttori, che trovano un ampio campo di applicazione dalle macchine agricole alle macchine da stampa, dai trattori alle scatole del cambio fino ai trapani manuali, sono componenti con un angolo di 90 gradi tra l’albero di uscita e l’albero motore. Il riduttore a ingranaggi conici, facilmente combinabile con altri riduttori, garantisce bassa velocità e alta coppia.
In questi riduttori, che rappresentano la forma più comune delle scatole a ingranaggi conici, è possibile operare anche con angoli diversi dai 90 gradi. In altre parole, a seconda dell’uso, i riduttori possono funzionare in direzione opposta o nella stessa direzione. La forma più semplice, costituita da ingranaggi conici elicoidali e stadi a ingranaggi diritti, presenta caratteristiche differenti.
Struttura dei sistemi a ingranaggi conici e loro ruolo nella trasmissione della potenza
L’ingranaggio conico, un riduttore utilizzato per la trasmissione della potenza, è composto da due coppie di ingranaggi. Questi sono definiti come ingranaggio conico di ingresso e di uscita, cioè motore e condotto. È progettato per trasformare il movimento di un albero rotante in un albero di uscita a bassa velocità ma ad alta coppia.
Gli ingranaggi conici, tra i componenti più comuni delle macchine, hanno alcuni principi fondamentali di funzionamento. Il principio principale è garantire il flusso del movimento e dell’energia meccanica tra le parti della macchina. Questi riduttori possono essere utilizzati anche per modificare la direzione del movimento.
Gli ingranaggi conici sono in realtà una delle parti più importanti dei sistemi di trasmissione della potenza. Utilizzati per trasmettere il movimento come nei riduttori ipoidi, sono spesso impiegati nell’industria automobilistica. Sono utilizzati per aumentare o ridurre la velocità e sono considerati il primo componente che viene in mente nelle scatole del cambio.
Gli ingranaggi conici prendono il nome dalla loro forma simile a un cono troncato. Offrono ottimi risultati nei casi in cui è necessaria una trasmissione a 90 gradi. Il limite superiore di questi ingranaggi è considerato di 1000 rpm. Mentre il rumore degli ingranaggi è minimo, il carico è medio. Dal punto di vista delle caratteristiche fisiche, questi ingranaggi si presentano in forme diverse rispetto ad altri riduttori e nella loro produzione vengono utilizzati materiali come alluminio, plastica o acciaio. Questi materiali, indipendenti tra loro, sotto l’azione di una forza proveniente da un’unica direzione, modificano le loro proprietà fisiche fino a 90 gradi e la trasmettono senza problemi al componente successivo.
Quando una forza orizzontale arriva al riduttore a ingranaggi conici, questa viene inizialmente trasferita alla ruota dentata. Successivamente inizia il processo in direzione verticale. I vantaggi dei riduttori a ingranaggi conici sono elencati come segue;
🟨 Ha una struttura compatta. Per questo motivo può essere utilizzato in combinazione con altri tipi di riduttori.
🟨 È conveniente dal punto di vista dei costi.
🟨 Quando viene utilizzato insieme a ingranaggi conici a spirale, è possibile raggiungere velocità più elevate.
Il design dei riduttori a ingranaggi conici è estremamente efficiente. Questo consente l’utilizzo di alberi cavi. Pur offrendo soluzioni versatili, possono raggiungere elevate capacità di coppia. Ad esempio, possono arrivare da 80 Nm fino a 15.000 Nm.
Perché si utilizzano gli ingranaggi conici?
Gli ingranaggi conici svolgono un ruolo indispensabile nei sistemi di trasmissione della potenza, essendo ingranaggi speciali che consentono la trasmissione di movimento e coppia tra due assi intersecanti. Prendono il nome dalla disposizione dei denti su una superficie conica e, grazie alla loro capacità di adattarsi alle differenze angolari tra gli assi, hanno un’ampia gamma di utilizzi nel mondo dell’ingegneria.
Lo scopo principale degli ingranaggi conici è trasmettere il movimento rotatorio nei punti in cui due assi si intersecano. Questo è particolarmente importante quando la fonte di energia e il componente azionato sono posizionati in direzioni diverse. Ad esempio, nel differenziale di un’automobile, gli ingranaggi conici vengono utilizzati per trasmettere la potenza del motore alle ruote. In questo modo, durante le curve, le ruote interne ed esterne possono ruotare a velocità diverse e la stabilità del veicolo viene mantenuta.
Un altro importante vantaggio degli ingranaggi conici è la loro capacità di adattarsi alle differenze angolari tra gli assi. Questa caratteristica offre flessibilità progettuale e consente agli ingegneri di progettare sistemi di trasmissione più compatti ed efficienti. Ad esempio, in un trapano manuale, gli ingranaggi conici vengono utilizzati per trasmettere il movimento rotatorio del motore alla punta del trapano con un angolo di 90 gradi. In questo modo, l’ergonomia e la facilità d’uso del trapano vengono migliorate.
Gli ingranaggi conici, grazie alla loro resistenza e all’elevata capacità di sopportare coppia, vengono utilizzati anche in applicazioni gravose. Ad esempio, nelle macchine industriali, nelle attrezzature agricole e nei veicoli da costruzione, vengono impiegati per trasmettere in modo sicuro grandi carichi e forze.
Campi di utilizzo del riduttore a ingranaggi conici
I principali campi di utilizzo del riduttore a ingranaggi conici sono;
🟨 Aviazione: in questo settore viene utilizzato soprattutto nei sistemi meccanici degli aerei.
🟨 Attrezzature di trasporto e pompe: viene utilizzato per modificare la direzione del movimento rotatorio.
🟨 Applicazioni industriali: viene utilizzato in gru, trattori, macchine da stampa e centrali elettriche.
🟨 Automotive: il campo di utilizzo più comune nell’industria automobilistica è nei sistemi di trasmissione della potenza e nelle scatole del cambio.
Cos’è un riduttore a ingranaggi?
Il riduttore a ingranaggi è un sistema che modifica il movimento rotatorio. Questa modifica avviene in base al rapporto di coppia. Dal punto di vista strutturale, all’interno del corpo sono presenti ingranaggi, insieme a cuscinetti e alberi. L’insieme di questi componenti è chiamato riduttore a ingranaggi.
I sistemi di riduttori a ingranaggi oggi vengono utilizzati non solo nell’industria pesante, ma anche in piccole fabbriche. Sistemi di automazione, gru, robot e ascensori sono tra i campi di utilizzo più comuni. Nella scelta dei riduttori a ingranaggi utilizzati in un’ampia gamma di applicazioni, devono essere considerati le prestazioni del sistema e i requisiti necessari. Naturalmente, devono essere valutate le caratteristiche tecniche, prestando attenzione a fattori come la capacità massima di potenza e il fabbisogno di coppia.
