![Che cos’è un riduttore? | Spiegazione di tipi, scelta e metodi di calcolo [Riduttori per motori]](https://cik-ele.com/wp-content/uploads/2026/05/2-1-1110x740.jpg)
Nello sviluppo di apparecchiature che utilizzano micromotori o motori di piccole dimensioni, per ottenere la velocità di rotazione e la coppia necessarie si ricorre spesso alla “testata di ingranaggi”. La testata di ingranaggi, detta anche riduttore, è un meccanismo a ingranaggi che, collegato all’albero di uscita del motore, riduce la velocità di rotazione aumentando al contempo la coppia.
In questo articolo spiegheremo in dettaglio, per tutti i tecnici che hanno difficoltà nella scelta delle testate ad ingranaggi, le nozioni di base su queste componenti e i criteri di selezione utili nella pratica.
| A cura di: Gruppo Commerciale Componenti Elettronici, C.I. TAKIRON Corporation Questo articolo è stato curato sulla base delle competenze tecniche avanzate e delle conoscenze acquisite sin dalla fondazione dell’azienda nel 1919, in qualità di azienda leader nella lavorazione delle materie plastiche.Il nostro reparto analizza costantemente le tendenze di mercato e le ultime tecnologie relative ai micromotori ultracompatti e ad alta precisione, concentrandosi sulla fornitura di informazioni ad alto valore aggiunto a progettisti e sviluppatori. In qualità di team di esperti che conosce a fondo le caratteristiche dei prodotti, ti supportiamo nella risoluzione delle tue sfide e nell’innovazione tecnologica attraverso la diffusione di contenuti accurati e pratici. |
Nozioni di base e principio di funzionamento del riduttore
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Il riduttore è un meccanismo di riduzione della velocità che si collega all’albero di uscita del motore; grazie agli ingranaggi interni, il riduttore, montato sull’albero di uscita del motore, riduce la velocità di rotazione aumentando al contempo la coppia. In questa sede spiegheremo la definizione di riduttore, il suo rapporto con i riduttori e i motoriduttori, nonché i principi di base dell’aumento della coppia.
Cosa tratteremo in questa sezione
- Cos’è una testa di ingranaggio?
- Il rapporto tra motore, riduttore e motoriduttore
- Il principio dell’aumento di coppia dovuto alla decelerazione
Comprendendo ciascuno di questi elementi, è possibile progettare il sistema motore ottimale per lo sviluppo dei prodotti.
Cos’è una testa di ingranaggi?
La testa ingranata, detta anche riduttore o cambio, è un meccanismo di riduzione della velocità che si monta sull’albero di uscita del motore. Grazie agli ingranaggi interni, riduce la velocità di rotazione aumentando al contempo la coppia.
Il motore da solo ha caratteristiche tipiche di rotazione relativamente ad alta velocità, ma abbinandolo a una testa ingranata è possibile ottenere basse velocità e coppia elevata.Ad esempio, nelle telecamere per endoscopi utilizzate nelle apparecchiature mediche, l’azionamento delle lenti richiede un controllo preciso della posizione e una coppia adeguata. In applicazioni di questo tipo, si adotta una progettazione che abbina un micromotore ad alta velocità a un riduttore, in modo da ridurre il numero di giri e ottenere al contempo la coppia necessaria.
Il rapporto tra motore, riduttore e motoriduttore
Il motore è un dispositivo che trasforma l’energia elettrica in movimento rotatorio. Il riduttore è un meccanismo di riduzione della velocità che si monta sul motore; quando il motore e il riduttore sono integrati in un unico prodotto, si parla di motoriduttore. A seconda di come si combinano motore e riduttore, è possibile ottenere le prestazioni ottimali per ogni applicazione.
In passato, il motore e il riduttore venivano collegati tramite un giunto, ma questo richiedeva molto spazio. Il motoriduttore, grazie a un design specifico, integra entrambi i componenti, garantendo sia un ingombro ridotto che un’elevata efficienza di trasmissione.C.I. Takiron offre riduttori compatibili con motori senza nucleo e motori brushless, con una gamma che comprende riduttori a denti diritti nelle misure φ12 e φ16 e riduttori planetari nelle misure φ16 e φ22.
Il principio dell’aumento di coppia dovuto alla decelerazione
Grazie alla riduzione della velocità tramite ingranaggi, puoi diminuire il numero di giri e aumentare la coppia.
[Formula per calcolare la coppia in uscita]
Coppia in uscita = Coppia in ingresso × Rapporto di riduzione × Efficienza di trasmissione
Prendiamo ad esempio un motore che gira a 1500 giri/min a cui è stato montato un riduttore con un rapporto di riduzione di 1:5.
Quando la velocità dell’albero di uscita scende a 300 giri/min, la coppia è, in teoria, 5 volte maggiore. Considerando un’efficienza di trasmissione del 90%, la coppia effettiva del motoriduttore sarà 4,5 volte quella del motore.
Con una coppia in ingresso di 0,2 N·m, è possibile calcolare una coppia in uscita di 0,9 N·m.
0,2 N·m × 5 × 90% = 0,9 N·m (0,2 N·m × 4,5 = 0,9 N·m)
Tieni presente che, a causa dell’efficienza di trasmissione, la coppia effettiva risulta leggermente inferiore al valore teorico.
Sfruttando questo principio, è possibile ottenere una grande forza motrice anche con motori di piccole dimensioni, e viene applicato in un’ampia gamma di settori, come gli utensili industriali e le apparecchiature ottiche.
Tipi di riduttori e differenze nella loro struttura
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Le teste ingranate si classificano in diversi tipi, come quelle a denti diritti, planetarie e a vite senza fine, a seconda della disposizione degli ingranaggi. La struttura, le caratteristiche e gli usi più adatti variano molto da un tipo all’altro.Gli ingranaggi a denti diritti sono semplici e altamente efficienti, quelli planetari offrono coppia elevata e dimensioni compatte, mentre quelli a vite senza fine si distinguono per il risparmio di spazio. Qui ti spiegherò la struttura, i pro e i contro e i campi di applicazione di ciascun tipo.
Cosa tratteremo in questa sezione
- Struttura, vantaggi e svantaggi delle teste con ingranaggi a denti piatti
- Struttura, vantaggi e svantaggi delle riduttori epicicloidali
- Come distinguere tra ingranaggi a vite senza fine e ingranaggi ad assi paralleli e ad assi ortogonali
Scegliendo il riduttore più adatto alle tue esigenze, puoi migliorare le prestazioni delle tue macchine e garantirne una maggiore durata.
Struttura, vantaggi e svantaggi delle teste ingranaggi a denti piatti
La testa ingranaggio a denti piatti ha una struttura semplice, con ingranaggi cilindrici disposti parallelamente. Ha il vantaggio di un’elevata efficienza di trasmissione e di costi di produzione contenuti, mentre lo svantaggio è che, quando si deve generare una coppia elevata, il numero di stadi aumenta e le dimensioni diventano maggiori. È ampiamente utilizzata nelle apparecchiature industriali e negli strumenti di misura.
Si tratta di una struttura in cui i denti degli ingranaggi sono tagliati ad angolo retto rispetto all’asse; grazie all’ingranaggio semplice, la progettazione e la produzione risultano facili. Grazie all’elevata efficienza di trasmissione, sono adatti ad applicazioni che richiedono un funzionamento continuo, come i sistemi di trasporto a nastro e gli utensili industriali.C.I. Takiron offre motoriduttori che combinano riduttori a denti piatti nelle misure φ12 e φ16 con motori senza nucleo.
Inoltre, stiamo ampliando la gamma di misure dei riduttori; se cerchi un motoriduttore in una misura non presente sul sito, contattaci.
Contatti: https://cik-ele.com/contact/
Struttura, vantaggi e svantaggi delle riduttori epicicloidali
La testa ingranaggi planetaria ha una struttura che ricorda il modo in cui i pianeti del sistema solare ruotano attorno al Sole. I vantaggi sono che, poiché più ingranaggi si dividono il carico, è possibile ottenere una coppia elevata e dimensioni ridotte pur mantenendo le dimensioni compatte, oltre a un gioco minimo e un’elevata precisione. D’altra parte, la struttura complessa e il costo più elevato rispetto agli ingranaggi a denti diritti rappresentano degli svantaggi.
Il gioco varia a seconda del progetto e del grado di precisione, ma nelle versioni di precisione può essere ridotto a meno di 0,5 gradi; viene quindi utilizzato, ad esempio, per l’azionamento delle lenti delle telecamere endoscopiche o per le articolazioni dei bracci robotici, dove è richiesta una precisione di posizionamento elevata.C.I. Takiron offre riduttori planetari nelle dimensioni φ16 e φ22, garantendo una maggiore flessibilità di progettazione.
Anche in questo caso sono disponibili diverse dimensioni di riduttori, quindi se cerchi un motoriduttore in una misura non indicata sul sito web, non esitare a contattarci.
Contatti: https://cik-ele.com/contact/
Come scegliere tra ingranaggi a vite senza fine e ingranaggi ad assi paralleli o ortogonali
Gli ingranaggi a vite senza fine consentono di risparmiare spazio grazie all’asse di uscita piegato di 90 gradi, ma in genere hanno un rendimento inferiore rispetto agli ingranaggi ad assi paralleli.
A seconda delle condizioni di progettazione, alcuni ingranaggi a vite senza fine possono essere dotati di una funzione anti-rotazione inversa (autobloccante). Sono ideali per applicazioni come ascensori o nastri trasportatori, dove il carico rimane in atto durante l’arresto. D’altra parte, i riduttori ad assi paralleli sono adatti al funzionamento continuo in cui l’efficienza è prioritaria; scegliere il modello giusto in base all’applicazione è la chiave per migliorare le prestazioni.
Criteri di scelta e metodi di calcolo per le teste di ingranaggio
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Per scegliere il riduttore, devi verificare le specifiche come la coppia richiesta, il rapporto di riduzione, il carico ammesso e le dimensioni di montaggio. Qui ti spiegherò in modo pratico quali aspetti controllare durante la scelta, come calcolare la coppia e il rapporto di riduzione, come valutare i carichi radiali e assiali ammessi e come interpretare gli indicatori di prestazione come il gioco e il rumore.
Cosa tratteremo in questa sezione
- Come calcolare la coppia necessaria e il rapporto di riduzione
- Come verificare il carico massimo ammesso e il gioco
- Valutazione di rumore, durata e efficienza di trasmissione
Grazie a calcoli e scelte adeguati, è possibile migliorare l’affidabilità delle apparecchiature e garantirne un funzionamento stabile a lungo termine.
Come calcolare la coppia necessaria e il rapporto di riduzione
La coppia necessaria si calcola in base alla coppia di carico, al momento d’inerzia e al tempo di accelerazione.
Ad esempio, per ridurre la velocità di un motore da 1500 rpm a 300 rpm, si sceglie un rapporto di riduzione di 1:5.
【Formula per calcolare la coppia in uscita】
Tg = Tm × i × η
(Tg: coppia in uscita, Tm: coppia del motore, i: rapporto di riduzione, η: rendimento di trasmissione)
Con una coppia del motore di 0,3 N·m, un rapporto di riduzione di 1:5 e un’efficienza di trasmissione del 90%, la coppia in uscita sarà di 1,35 N·m.
Coppia in uscita = 0,3 N·m × 5 (1:5) × 90% = 1,35 N·m
Quando scegli un riduttore, devi tenere conto del fattore di sicurezza per non superare la coppia ammissibile.Per ogni prodotto è stabilito un limite massimo di coppia ammessa basato sulla resistenza meccanica. Superando questo limite, la durata degli ingranaggi e dei cuscinetti si riduce notevolmente, quindi è necessario tenere conto del fattore di sicurezza nella scelta.
Come verificare il carico massimo ammesso e il gioco
Controlla il carico radiale e quello assiale ammessi e verifica che i carichi effettivi rientrino nei valori consentiti. Il gioco è un fattore fondamentale che influisce direttamente sulla precisione di posizionamento. Per applicazioni che richiedono un’elevata precisione, scegli prodotti a gioco ridotto, come gli ingranaggi planetari.
Il carico radiale è la forza applicata perpendicolarmente all’asse di uscita, mentre il carico assiale è la forza applicata lungo l’asse. Questi valori sono indicati nella tabella delle specifiche della testa ingranata; calcola i carichi in caso di trasmissione a catena o a ingranaggi per assicurarti che rimangano entro i limiti consentiti.Il gioco richiede particolare attenzione nelle applicazioni con movimenti alternati, poiché in questi casi si accumulano errori di posizionamento.
Valutazione di rumore, durata e efficienza di trasmissione
Anche il livello di rumorosità, la durata nominale e l’efficienza di trasmissione sono fattori importanti nella scelta. Il livello di rumorosità varia a seconda delle specifiche del prodotto e del tipo di ingranaggio; grazie alla loro struttura, i riduttori epicicloidali possono essere progettati per essere più silenziosi rispetto a quelli a denti diritti.
L’efficienza di trasmissione varia a seconda del tipo di ingranaggio e del numero di stadi, ma gli ingranaggi a denti diritti sono fondamentalmente molto efficienti. L’efficienza di trasmissione degli ingranaggi a vite senza fine è, per via della loro struttura, inferiore rispetto a quella degli ingranaggi a denti diritti, ma permette di combinare un elevato rapporto di riduzione con la funzione di autobloccaggio.Maggiore è l’efficienza, minore è la perdita di energia, il che aiuta anche a ridurre la generazione di calore. La durata nominale varia a seconda dell’ambiente di utilizzo e delle condizioni di carico, ma con una corretta gestione della lubrificazione e un utilizzo entro i limiti consentiti, è possibile un funzionamento continuo da alcune migliaia a diverse decine di migliaia di ore.
C.I. Takiron offre motoriduttori che combinano riduttori a denti diritti da φ12 e φ16 con riduttori planetari da φ16 e φ22 e motori senza nucleo, consentendo lo sviluppo e la proposta di prodotti ottimali in base alle diverse applicazioni.Inoltre, stiamo lanciando una nuova linea di motoriduttori silenziosi che utilizzano ingranaggi metallici silenziosi, puntando a coniugare elevata durata e bassa rumorosità.Se hai difficoltà a scegliere il motoriduttore più adatto alle tue esigenze, non esitare a contattarci tramite il sito dei prodotti ( https://cik-ele.com/contact/ ).
Riepilogo
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Il riduttore è un meccanismo che riduce la velocità di rotazione del motore e aumenta la coppia; ne esistono diversi tipi, come quelli a ingranaggi cilindrici, planetari o a vite senza fine. Al momento della scelta, è importante selezionare il tipo più adatto all’applicazione.
I riduttori a ingranaggi cilindrici si distinguono per la loro struttura semplice, che garantisce un’elevata efficienza e consente di contenere i costi di produzione. I riduttori epicicloidali, invece, grazie alla distribuzione del carico su più ingranaggi, riescono a trasmettere una coppia elevata pur mantenendo dimensioni compatte; sono inoltre caratterizzati da un gioco minimo e sono ideali per un posizionamento di alta precisione.I riduttori a vite senza fine consentono di risparmiare spazio grazie alla possibilità di inclinare l’albero di uscita di 90 gradi e, grazie alla funzione di autobloccaggio, sono ideali per le applicazioni in cui è necessario impedire la rotazione inversa.
C.I. Takiron offre motoriduttori costituiti dalla combinazione di motori senza nucleo e riduttori. La nostra gamma di prodotti comprende motoriduttori che abbinano riduttori a denti diritti da φ12 e φ16 e riduttori planetari da φ16 e φ22 a motori senza nucleo; offriamo anche soluzioni personalizzate.Inoltre, ci stiamo dedicando allo sviluppo tecnologico di ingranaggi silenziosi in metallo, con l’obiettivo di conciliare elevata durata e bassa rumorosità. Se hai difficoltà a scegliere il motoriduttore più adatto alle tue esigenze, non esitare a contattarci.
Informazioni sui prodotti e richieste di informazioni
Per maggiori dettagli sui micromotori di C.I. Takiron, dai un’occhiata al sito web qui sotto.
- Sito del prodotto: https://cik-ele.com/
- Motori senza nucleo: https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Motori brushless: https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Motoriduttore: https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Encoder: https://cik-ele.com/products/list/encoder/
Se hai difficoltà a scegliere il motore compatto giusto per lo sviluppo del tuo prodotto, non esitare a contattarci tramite il modulo di richiesta. Un nostro tecnico valuterà l’applicazione e le tue esigenze per proporti la soluzione più adatta.
- Contatti: https://cik-ele.com/contact/
