L'estructura interna d'una caixa de canvis és un factor fonamental que determina el rendiment de la transmissió i la vida útil. Una caixa de canvis típica consta d'una carcassa, components de transmissió, elements de suport i sistemes auxiliars. Aquests components treballen junts mitjançant un disseny i un muntatge precisos per aconseguir una conversió eficient de potència i una transmissió estable.
La carcassa, com a esquelet principal de la caixa de canvis, allotja peces internes, suporta càrregues i proporciona protecció de segellat. Normalment està fet de ferro colat o d'aliatge d'alumini-alta resistència, amb parets interiors mecanitzades amb precisió-per garantir la coaxialitat i la separació d'engranatge dels parells d'engranatges. Una estructura de l'habitatge ben dissenyada-no només dispersa les forces radials i axials generades durant el funcionament, sinó que també millora l'eficiència de dissipació de calor mitjançant la disposició optimitzada de les aletes de dissipació de calor, mantenint la temperatura interna estable.
Els components de la transmissió són les unitats funcionals bàsiques de la caixa de canvis, que inclouen principalment conjunts d'engranatges, parells d'engranatges de cuc o trens d'engranatges planetaris. Els engranatges estan fets majoritàriament d'acer d'aliatge d'alta-qualitat i se sotmeten a un tractament de cementació i extinció, aconseguint una precisió del perfil de la dent d'ISO 6 o superior, garantint la màxima àrea de contacte durant l'engranatge i reduint l'impacte i el desgast. L'engranatge solar, els engranatges planetaris i la corona interna d'un reductor planetari s'han d'ajustar amb precisió en termes de mòdul i angle de pressió per aconseguir una transmissió compartida de càrrega-. Les unitats d'engranatges de cuc requereixen un contacte precís entre l'hèlix de cuc i la superfície de la dent de la roda de cuc per reduir la pèrdua de fricció per lliscament.
Els components de suport es refereixen principalment al sistema de coixinets, utilitzant habitualment coixinets de rodets cònics o coixinets de rodets creuats per manejar càrregues radials i axials. La posició d'instal·lació del coixinet i la configuració de la precàrrega afecten directament la precisió de la transmissió. Els coixinets d'alta-precisió poden controlar el joc del reductor en qüestió de minuts d'arc, complint els estrictes requisits dels sistemes servo.
En el sistema auxiliar, la lubricació i el segellat són especialment crítics. L'oli lubricant no només redueix la fricció, sinó que també elimina la calor de malla i elimina les impureses. Els sistemes de lubricació forçada utilitzen bombes d'oli per lliurar oli a la zona d'engranatge i a les posicions dels coixinets, treballant conjuntament amb filtres magnètics per interceptar partícules metàl·liques. L'estructura de segellat utilitza una combinació d'anells de segellat i un disseny laberint a prova de pols per evitar les fuites de lubricant i la intrusió de contaminants externs.
En general, el disseny estructural del reductor ha d'aconseguir un equilibri entre força, precisió, dissipació de calor i manteniment. Amb els avenços en la tecnologia de processament i l'anàlisi de simulació, estan sorgint constantment noves estructures com ara carcasses modulars i interfícies de sensors integrades, millorant encara més l'adaptabilitat ambiental i el nivell d'intel·ligència dels reductors de velocitat. Aquesta coordinació estructural precisa els converteix en un nucli bàsic indispensable en els sistemes de transmissió industrials.
