Reduktor je dio mehaničkog sustava zupčanika i osovina koji služi primarnoj svrsi usporavanja stvari unutar stroja tako da se energija s jednog mjesta može prenositi i koristiti na drugom. Reduktori se najčešće mogu vidjeti u pogonima automobila i kamiona, a u tim postavkama smanjuju velike brzine vrtnje motora i pretvaraju ih u korisnu, sporiju brzinu koju gume mogu protumačiti i sigurno koristiti. Ove vrste konfiguracija zupčanika također se često koriste u teškim strojevima i drugim mehaničkim uređajima, velikim i malim. Sve što koristi velike brzine rotacije na jednom mjestu, ali treba smanjenu energiju na drugom, može koristiti ovu vrstu unutarnjeg sustava. Kada zupčanici rade ispravno, brzina vrtnje ulazne osovine pretvara se u sporiju brzinu vrtnje na izlaznoj osovini. Ovo smanjenje izlazne brzine pomaže u povećanju zakretnog momenta. Sustav može izgledati malo drugačije u različitim postavkama, ali koncept je obično isti.
Osnovni sastav
Ove vrste konfiguracija zupčanika gotovo se uvijek javljaju unutar unutarnjeg rada motora, strojeva i drugih mehaničkih komponenti. Što se tiče osnova, oni obično nisu jako komplicirani. Jednostavan reduktor sastoji se od dva zupčanika koji imaju iste veličine zuba, ali su različitog promjera. Broj zuba proporcionalan je opsegu; zupčanik manjeg opsega imat će manje zuba od većeg. Na primjer, zupčanik s opsegom od 16 inča (40.64 cm) imat će dvostruko više zuba od zupčanika s opsegom od 8 inča (20.32 cm).
Kada se ti zupčanici spoje u redukcijski mjenjač, manji zupčanik napravi dva okretaja za svaki okret većeg zupčanika — drugim riječima, okreće se dvostruko brže. Suprotno tome, količina zakretnog momenta dostupna na većoj osovini bila bi dvostruko veća od one na manjoj. Kako se izlazna brzina smanjuje, okretni moment se proporcionalno povećava.
Određivanje omjera prijenosa
Omjer prijenosa, koji je način izražavanja odnosa između relativnih brzina svakog uključenog zupčanika, gotovo je uvijek određen brojem uključenih zuba. To se pak izražava u omjeru broja zuba na većem zupčaniku prema broju zuba na manjem zupčaniku. Na primjer, jednostupanjski sustav redukcije zupčanika koji se sastoji od dva zupčanika, jedan s 30 zuba, a drugi s 10 zuba, imao bi omjer prijenosa od 30:10, odnosno 3:1. U ovom sustavu, veći zupčanik bi se okretao s jednom trećinom brzine manjeg, dok bi imao tri puta veći raspoloživi zakretni moment.
Mjenjači s više stupnjeva prijenosa omogućuju mnogo veće omjere prijenosa nego što je to praktično kod jednostupanjskih sustava. U tim se sustavima koriste dodatna vratila i zupčanici. Na primjer, na izlaznu osovinu prvog seta zupčanika dodaje se mali zupčanik koji služi kao ulazni pogon za drugi set zupčanika. Po potrebi se mogu dodati dodatni setovi zupčanika. Konačni omjer prijenosa određuje se množenjem omjera svakog seta zupčanika. Na primjer, reduktorski mjenjač koji se sastoji od tri seta zupčanika s omjerima prijenosa 3:1, 4:1 i 5:1 dao bi konačni omjer prijenosa od 60:1.
Pogonski sklopovi kao uobičajen primjer
Pogonski sklopovi automobila dobar su primjer višestupanjskog sustava redukcije stupnjeva prijenosa. Tipičan motor okreće se pri 1500 do 3000 okretaja u minuti (RPM), brzini daleko većoj nego što je potrebna na gumama. Zapravo, ako bi ovolika snaga otišla na gume, to bi vjerojatno izazvalo ozbiljne probleme jer bi vjerojatno bilo više nego što bi oni mogli podnijeti. Mjenjač automobila smanjuje broj okretaja do pogonske osovine, dovoljno povećavajući zakretni moment za kretanje vozila. Stražnji kraj dodatno smanjuje brzinu na upotrebljivu razinu, istovremeno umnožavajući količinu zakretnog momenta dostupnog pogonskim kotačima.
Mnogi drugi strojevi, uključujući mnoge ručne alate na električni pogon, koriste neki oblik reduktora za kontrolu izlazne brzine uz povećanje raspoloživog zakretnog momenta. To omogućuje malim, relativno malim elektromotorima da obavljaju posao koji bi inače zahtijevao mnogo veće, snažnije motore.