Los reductores cicloidales transmiten potencia de manera equivalente a los engranajes convencionales, pero en un sistema más compacto y eficiente. A diferencia del movimiento circular de los engranajes tradicionales, estos dispositivos utilizan componentes excéntricos o no circulares para transformar la rotación de entrada en un movimiento cicloidial oscilante. Luego, este movimiento se convierte nuevamente en una rotación de salida uniforme y concéntrica, logrando así la reducción de velocidad.

Figura — Los accionamientos cicloidales, como esta unidad planocéntrica, convierten la rotación de entrada en un movimiento cicloidal inestable. Este movimiento cicloidal se convierte de nuevo en una rotación de salida circular suave, con una reducción de velocidad en el proceso.

El término cicloidal proviene de hipocicloidal, que describe la trayectoria de un punto en la circunferencia de un círculo que gira dentro de otra circunferencia mayor fija. Un ejemplo común de este tipo de movimiento es el recorrido de un diente de un piñón planetario dentro de una corona dentada.

A diferencia de los engranajes de tornillo sin fin, que presentan una drástica pérdida de eficiencia en relaciones de reducción altas, y de los engranajes helicoidales, que requieren múltiples etapas para alcanzar reducciones significativas, los reductores cicloidales pueden alcanzar relaciones de reducción de hasta 200:1 en una sola etapa, manteniendo una eficiencia moderadamente alta. Además, sus componentes interactúan de manera rodante, lo que evita fallos catastróficos. Como ocurre en los rodamientos, el desgaste en las superficies de contacto genera ruido progresivo, brindando una advertencia anticipada antes de una posible falla total.

El calor generado en estos sistemas, producto de pérdidas mecánicas y de la potencia transmitida, suele disiparse con mayor facilidad en engranajes tradicionales gracias a su mayor superficie de contacto. Sin embargo, dado que los reductores cicloidales son más eficientes que los de tornillo sin fin para una misma capacidad y relación de reducción, generan menos calor y, por lo general, no requieren sistemas de refrigeración auxiliares.

Existen distintos tipos de reductores cicloidales en el mercado. Los reductores armónicos y los planocéntricos son variantes donde la reducción de velocidad ocurre al transformar el movimiento de entrada en movimiento cicloidial. Los cicloidales de doble reducción alcanzan relaciones aún mayores mediante dos etapas consecutivas de conversión: primero, transformando la rotación de entrada en movimiento cicloidial, y luego convirtiendo este en la rotación de salida.

Aunque no son tan eficientes como los engranajes rectos o helicoidales, los reductores cicloidales superan ampliamente en eficiencia a los de tornillo sin fin. Su diseño compacto, alineación concéntrica de ejes y su alta capacidad de reducción los hacen ideales para aplicaciones donde se requiere una combinación de compactación, alta reducción y confiabilidad.

Resumiendo conceptos :

• Los engranajes helicoidales son la opción más eficiente cuando se requieren reducciones moderadas con mínima pérdida de potencia. Sin embargo, su complejidad aumenta en relaciones de reducción altas.
• Los reductores cicloidales sobresalen en aplicaciones que requieren reducciones extremas en un espacio reducido, como robótica y maquinaria compacta, sin comprometer la eficiencia.
• Los reductores de tornillo sin fin son una opción económica y compacta para relaciones de reducción altas, pero su baja eficiencia y generación de calor los hace menos adecuados para aplicaciones de alto rendimiento.

Términos destacados :

• Acoplamiento excéntrico (Eccentric coupling)
• Alta relación de reducción (High reduction ratio)
• Alineación concéntrica (Concentric alignment)
• Alta eficiencia (High efficiency)
• Alta capacidad de reducción (High reduction capability)
• Baja generación de calor (Low heat generation)
• Compacto (Compact design)
• Componentes rodantes (Rolling components)
• Conversión de movimiento (Motion conversion)
• Desgaste progresivo (Progressive wear)
• Diseño planocéntrico (Planocentric design)
• Doble reducción (Double reduction)
• Eficiencia mecánica (Mechanical efficiency)
• Engranajes helicoidales (Helical gears)
• Engranajes rectos (Spur gears)
• Engranajes de tornillo sin fin (Worm gears)
• Entrada rotativa (Rotary input)
• Fallo no catastrófico (Non-catastrophic failure)
• Fatiga superficial (Surface fatigue)
• Flujo de potencia (Power flow)
• Movimiento cicloidal (Cycloidal motion)
• Movimiento excéntrico (Eccentric motion)
• Orientación de ejes (Shaft orientation)
• Reductor armónico (Harmonic drive)
• Reductor cicloidal (Cycloidal drive)
• Reductor planocéntrico (Planocentric reducer)
• Reductor de velocidad (Speed reducer)
• Relación hipocicloidal (Hypocycloidal relation)
• Transmisión de potencia (Power transmission)
• Vida útil prolongada (Extended lifespan)

Si se busca alta eficiencia y capacidad de reducción en un diseño compacto, los reductores cicloidales son una excelente elección. Sin embargo, si la prioridad es una transmisión eficiente con bajas pérdidas, los engranajes helicoidales son ideales. Para aplicaciones donde la simplicidad y el costo son factores clave, los engranajes de tornillo sin fin siguen siendo una opción viable.