I treni di ingranaggi epicicloidali o a planetario e satelliti costituiscono un sistema di uno o più ingranaggi chiamati satelliti, montati su un organo porta-satelliti chiamato planetario, che ruotano intorno ad un pignone centrale anche detto sole; il tutto è posto all'interno di una ruota dentata internamente detta corona. Uno di questi elemento è mantenuto fisso, un altro costituisce l'ingresso e il terzo l'uscita. Il rapporto di trasmissione è determinato dal numero dei denti ma anche da quale elemento è fisso, e questo è sfruttato in alcuni tipi di cambi di velocità.
Il nome deriva dal fatto che il movimento degli ingranaggi satelliti è simile a quello che si supponeva avessero i pianeti del sistema solare nel sistema tolemaico, in cui si ipotizzava l'esistenza di moti detti epicicli.
Se è mantenuta ferma la corona e applicato l'ingresso al pignone, il planetario costituisce l'uscita, ed il rapporto è 1/(1+C/S), dove C è il numero di denti della corona e S quello del Satellite. Questo è il massimo rapporto ottenibile da un sistema epicicloidale ed è spesso usato in trattori e macchine edili per fornire un momento torcente molto elevato alle ruote.
La realizzazione di diversi rapporti per uno stadio di riduzione si esegue normalmente mantenendo la corona dentata e cambiando gli ingranaggi solare e planetari.
Questa caratteristica si traduce in termini pratici per
la riduzione epicicloidale rispetto a quella ad ingranaggi,
nell’ottenere a
parità di rapporto:
- un miglior proporzionamento degli ingranaggi e quindi
prestazioni più elevate
- in diversi casi la realizzazione del rapporto totale con
uno stadio di riduzione in meno, con conseguenti riduzioni
di costi e dimensioni.
Nella riduzione epicicloidale, gli ingranaggi hanno
ingranamenti multipli contrariamente a quanto avviene in una
riduzione ad
ingranaggi paralleli dove l’ingranamento è singolo.
A parità di coppia da trasmettere, questo si traduce in forze molto inferiori
sui denti e quindi a parità di
sollecitazioni unitarie, la riduzione epicicloidale
necessita di ingranaggi con dimensioni più contenute.
Minori dimensioni, a parità di velocità di rotazione,
portano a velocità periferiche più basse,
per cui ingranaggi a dentatura diritta normalmente
utilizzati nelle riduzioni epicicloidali sono in grado di
competere, a livello di rumorosità, con gli
ingranaggi a denti elicoidali delle riduzioni tradizionali.
Le forze che si trasmettono attraverso gli ingranaggi in una riduzione epicicloidale sono fra loro equilibrate. La loro risultante è nulla, esiste solo la coppia che si trasmette attraverso il portaplanetario all’albero d’uscita. Al contrario in una coppia di ingranaggi le forze devono essere equilibrate supportando gli ingranaggi stessi sugli alberi che ruotano su cuscinetti. Ne deriva che in un riduttore epicicloidale i cuscinetti montati sugli alberi di entrata e uscita sono a disposizione interamente per supportare i carichi esterni al riduttore dato che i carichi interni dovuti agli ingranaggi sono fra loro equilibrati. Ciò non avviene in un riduttore tradizionale dove i cuscinetti devono supportare sia i carichi interni che esterni.
