Что такое редукторный привод

Редуктор: определение, назначение, устройство, виды

Редуктор – механизм, изменяющий крутящий момент и мощность двигателя, присутствует практически в любой машине и станке. Он является частью трансмиссии автомобиля и регулирует с высокой точностью перемещение в точных приборах. Что такое редуктор с технической точки зрения?

Это одно или несколько зубчатых зацеплений, взаимодействующих между собой и понижающих количество оборотов двигателя до приемлемой скорости вращения исполняющего узла. Вместо ведущей шестерни может быть червяк.

Устройство и принцип работы

Редуктор без дополнений газовый или гидравлический, подразумевает механическое устройство для изменения угловой скорости и крутящего момента. Он работает по принципу Золотого правила, когда передаваемая вращением мощность практически не изменяется, уменьшается на КПД.

Устройство

Простейшее устройство редуктора, это зацепление из шестерни и зубчатого колеса. Крутящий момент передается через непосредственный контакт зубьев – элементов детали. Они движутся с одинаковой линейной скоростью, но разной угловой. Количество вращений шестерни и колеса за единицу времени разное, зависит от диаметров деталей и количества зубьев.

Шестерни и колеса неподвижно закреплены на валах или изготовлены совместно с ними. В корпусе может быть от одной до нескольких пар зубчатых зацеплений. На сборочном чертеже редуктора хорошо видно его устройство и составные части:

• корпус;
• крышка корпуса;
• пары в зацеплении;
• валы;
• подшипники;
• уплотнительные кольца;
• крышки.

Корпус в самом низу имеет отверстие для слива масла и приспособление контроля уровня смазочных материалов, глазок или щуп. Разъем с крышкой совпадает с плоскостью расположения осей.

На кинематической схеме редуктора схематически указаны зубчатые соединения, расположений валов и направление вращения. Также показан тип зуба, прямой или наклонный. По кинематической схеме можно определить количество ступеней, передаточное число и другие характеристики, как работает данный редуктор.

Принцип действия

Принцип работы механического редуктора основан на передаче вращательного момента от одного вала другому посредством взаимодействия зубчатых деталей, неподвижно закрепленных на них. Линейная скорость зубьев одинаковая. Она не может быть разной, поскольку контакт жесткий.

Принципом действия редуктора является давление зуба на поверхность аналогичного со смежной детали и передача при этом усилия, двигающего ведомое колесо. В результате скорость вращения уменьшается. На выходном валу создается усилие, которое способно привести в движение исполняющий механизм.

Главная пара всегда первая, быстроходная шестерня или червяк, соединенный с двигателем и соответствующее ему колесо. По ее типу определяется и весь узел. Количество ступеней равно количеству зацеплений, имеющих передаточное число больше 1.

Кроме рабочих шестерен могут использоваться паразитки – шестерни, которые не изменяют крутящий момент, только направление вращения колеса и соответственно вала, на котором оно расположено.

Маркировка

В условном обозначении редуктора имеется ряд цифр и букв, указывающих на его параметры и тип. Первым стоит указание на количество ступеней и вид зубчатого зацепления:

• цилиндрическое – Ц;
• червячное – Ч;
• коническое – К;
• глобоидное – Г;
• волновые – В;
• планетарное – П.

Комбинированные модели обозначаются несколькими буквами, начиная с первой пары:

• цилиндрически-червячные – ЦЧ;
• червячно-цилиндрические – ЧЦ;
• конически-цилиндрические – КЦ.

Количество передач данного вида указывается цифрой перед буквой.

Горизонтальное расположение считается нормой и не имеет своего обозначения. Для вертикального узла после обозначения типа передач ставится буква В. Б – означает быстроходную модель. За ним ставится условное числовое обозначение варианта сборки.

Далее указывается расстояние между осями ведущего и выходного вала, передаточное число цифрами и форма выходного вала буквенным обозначением, например, Ц – цилиндрический хвостовик, К – конический.

В маркировке может присутствовать указание на климатическое исполнение, например, для тропиков, северных районов, по какому госту выполнено.

Например: 1Ц2У-250-31,5-22-М-У2. Двухступенчатый цилиндрический с горизонтальным расположением. Межцентровое расстояние валов тихоходной ступени 250 мм, передаточное число 31,5. Вариант сборки узла 22, хвостовик по типу муфты, климатическое исполнение соответствует ГОСТ 15150-69.

Электрический привод – мотор и передаточный узел в одном корпусе, имеет несколько отличающуюся маркировку. Вначале стоит буквенное обозначение марки сборного привода, указывается скорость вращения выходного колеса, поскольку она постоянна, соединена с одним электродвигателем.

Технические характеристики

Редуктора отличаются внешне по размерам и форме. Внутреннее строение разнообразное. Объединяет их всех перечень технических характеристик, по которым они подбираются на различные машины и станки. К основным параметрам редуктора относятся:

• передаточное число; ;
• значение крутящего момента редуктора;
• расположение;
• количество ступеней;
• крутящий момент.

Передаточное число берется общее, всех передач, и одновременно указывается таблица передаточных чисел, если узел имеет 2 и более ступени. По нему подбирают узел, который преобразует вращение электродвигателя или мотора с нужное количество оборотов.

При этом важно знать величину крутящего момента на выходном валу редуктора, чтобы определить, будет ли достаточной мощность, чтобы привести в движение агрегат.

Передаточное число

Основная характеристика зубчатого зацепления, по которой определяются все остальные параметры. Показывает, на сколько оборотов меньше делает колесо относительно шестерни. Формула передаточного отношения:

где U – передаточное число;

Z₁ число зубьев шестерни;

Z₂ число зубьев зубчатого колеса.

Модуль зубьев шестерни и колеса одинаковый. Их количество напрямую зависит от диаметра. Поэтому можно использовать формулу:

Где D₂ и D₁ диаметры колеса и шестерни соответственно.

Расчет общего передаточного момента определяется как произведение передаточных чисел всех пар:

Где U_р передаточное число;

U₁, U₂, U_n передаточные числа зубчатых пар.

При расчете передаточного числа берется отношение количества зубьев колеса и заходов червяка.

В цепных передачах расчет передаточного числа делается аналогично, по количеству зубьев на звездочках и по диаметрам деталей.

При определении передаточного числа ременной пары количество зубьев заменяется диаметрами шкивов и все умножается на коэффициент скольжения. В отличие от зубчатой передачи, линейная скорость движения крайних точек на шкивах не равна друг другу. Зацепление не жесткое, ремень проскальзывает. КПД передачи ниже, чем у зубчатой и цепной передачи.

Передаточное отношение

При проектировании нового узла с заранее заданными характеристиками, за основу берется мощность будущего редуктора. Она определяется по величине крутящего момента:

где U₁₂ – передаточное отношение;

Знак «–» указывает на обратное направление вращения колеса и вала, на котором оно находится. При нечетном количестве передач ведомое колесо крутится в противоположном направлении по отношению к ведущему, навстречу ему. При четном количестве зацеплений конических колес вращение обоих валов происходит в одном направлении. Заставить его крутится в нужную сторону можно установкой промежуточной детали – паразитки. У нее количество зубьев как у шестерни. Паразитка изменяет только направление вращения. Все остальные характеристики остаются прежними.

Крутящий момент

Определение крутящего момента на валу необходимо, оно позволяет узнать мощность на выходе редуктора, величины связаны прямо пропорциональным соотношением.

Крутящий момент входного двигателя на входе, умножается на передаточное число. Для получения более точного фактического значения надо умножить на значение КПД. Коэффициент зависит от количества ступеней и типа зацепления. Для прямозубой конической пары он равен 98%.

Назначение механизма

Редуктором называют узел, который изменяет мощность. Это может быть давление газа и жидкости в газовых баллонах, трубопроводах и на распределительных подстанциях. Механические редукторы изменяют число оборотов и угловую скорость.

Для чего нужен в механизме и машине зубчатый передаточный механизм. Он снижает угловую скорость двигателя, увеличивая при этом в столько же раз крутящий момент – силу, с которой может воздействовать выходной вал на исполняющий механизм.

Функции узла, уменьшить скорость вращения в десятки раз и настолько же увеличить крутящий момент – усилие, с которым машина будет совершать работу.

Виды редукторов

Редуктор, это механизм, передающий крутящий момент. Простейшими механическими узлами, передающими крутящий момент, считаются ременная и цепная передачи. Они передают вращение с одного детали на другую и при этом изменяют угловую скорость.

Наибольшая группа редукторов, которые широко используются во всех механизмах, от кофемолки до доменных печей, механические зубчатые редукторы. Они разделяются на группы по нескольким параметрам:

• типу зубчатого зацепления;
• количеству передач;
• способу монтажа;
• пространственное положение осей и зубчатых соединений.

Обычно ведущий вал редуктора быстроходный. Он жестко соединен с двигателем и вращается с такой же скоростью, до 1500 об/мин. При обратном отношении, когда ведущим является колесо и скорость вращения на выходе возрастает, а крутящий момент падает, узел называют понижающим.

По типу зубчатого зацепления и форме шестерни, они делятся:

• цилиндрические;
• конические;
• червячные;
• планетарные;
• комбинированные;
• волновые.

Комбинированные модели могут иметь различные типу зубчатых зацеплений.

Цилиндрические

Наибольшее количество выпускается цилиндрических редукторов. Рабочая поверхность колеса и шестерни имеет форму цилиндра. Модели отличаются высоким КПД, простотой исполнения и большим разнообразием деталей. Одноступенчатые узлы получили название передаточного редуктора. Он компактный, понижает скорость вращения и одновременно передает крутящий момент.

По форме зуба цилиндрические модели делятся:

• прямозубые;
• косозубые;
• шевронные.

По кинематической схеме они бывают прямолинейные и разветвленные.

Прямой зуб имеет закругленную поверхность, способствующую максимально возможной площади контакта. При зацеплении зубья контактируют по всей длине. Трение сводится к минимуму. КПД прямозубого зацепления наиболее высокое, 99%.

К достоинствам прямозубых передач относятся минимальная нагрузка на подшипники, малое трение, механизм не греется.

Недостаток в сильном шуме во время работы и малой мощности. Чтобы предать большое усилие, колеса надо делать широкими, крупногабаритными.

Косой зуб расположен под углом. Площадь контакта у него больше при одинаковой ширине обода колеса. Зубья заходят в зацепление постепенно. Работает косозубая пара тихо, плавно и способна выдержать большие нагрузки.

Площадь трения по эвольвенте больше, детали греются. КПД косозубого зацепления 98% и ниже. Изготовление деталей с косым зубом сложнее, особенно фрезеровка зубьев. Требуется большая точность при настройке режущего инструмента. Наклонное положение зуба создает дополнительные осевые нагрузки на подшипники и сокращает срок их работы.

Для компенсации отрицательных осевых усилий косозубых передач, созданы шевронные. Они представляют два колеса на одном валу с наклоном зубьев в противоположную сторону. Таким образом еще больше увеличивается мощность.

Работают шевронные зацепления тихо. Недостаток в сложной и длительной технологии нарезания зубьев.

Количество передач может быть любое. Расположение валов параллельное, горизонтальное и вертикальное в одной плоскости. При большом числе зубчатых зацеплений в одном корпусе, возможно двурядное расположение валов.

Цилиндрические модели широко применяются во всех областях. От бытовой техники, кофемолок, дрелей, до металлургической и горнорудной промышленности. На каждом станке стоит один или несколько редукторов. В особо тяжелых условиях используют шевронные передачи.

Конические

Шестерня и колесо имеют коническую поверхность. Валы расположены под углом. Зуб на шестерне прямой и радиальный. Часто конические передачи используются в комбинированных или понижающих узлах. Направление вращения возможно в любую сторону. В качестве ведущего может выступать колесо.

Сколько передач в коническом передаточном механизме, зависит от его назначения. Обычно одна. Наиболее известный пример косозубого зацепления – дифференциал заднего моста, понижающий крутящий момент узел. От одного колеса вращается синхронно в одном направлении 2 шестерни.

Червячный

Вместо ведущей шестерни в зубчатом зацеплении стоит червяк с нарезанной резьбой. Нитей бывает 1, 2, 4. Другого количества заходов не делают. Оси валов расположены перпендикулярно в разных плоскостях.

Червяк при вращении взаимодействует с несколькими зубьями колеса. От сильного трения под углом, возникает тормозящий момент. Он не позволяет колесу провернуться и сдвинуть червяк. Самоторможении используют в грузоподъемных механизмах. Подвешенный груз не сможет пойти вниз. Червячная передача может перемещать колесо и связанный с ним механизм с большой точностью. Это используют в приборах и станках для точной настройки положения инструмента.

Червячные редукторы создают с одной и двумя передачами. Часто делают комбинированные с коническими зацеплениями.

У червячного редуктора тихий и плавный ход, самое большое передаточное число одной пары до 80 единиц. Недостаток в низком КПД и сильном нагреве во время работы. необходимо делать систему охлаждения.

Планетарный

Планетарные модели конструктивно отличаются от всех других. У них колесо неподвижно зафиксировано в корпусе. В зацеплении с ним 4 сателлита – зубчатые колеса, которые синхронно вращаются от центральной шестерни.

Водило, соединенное с выходным валом, вращается вокруг солнечной шестерни. Валы сателлитов закреплены в нем через подшипники.

Сложное исполнение планетарного редуктора компенсируется его высокой мощностью, компактными размерами и тихим ходом. Планетарные модели используются для работы в шахтах, металлургии, горнорудной промышленности.

Комбинированные

Редукторы, в которых установлены передачи разного типа, называются комбинированными. Наиболее часто соединяют в одном корпусе цилиндрические пары с червячными или коническими.

Мотор-редуктор – собранные в одном корпусе двигатель и передаточный узел. Привод обычно изготавливается с коническими или червячными парами. Количество передач одна и две.

В волновых моделях для вращения применяют колебания расположенной внутри колеса шестерни. Широкого распространения модель пока не получила.

Рекомендации по выбору

Как выбирать редуктор вместо сломавшегося, на имеющуюся технику и при создании механизмов самостоятельно. Основным является мощность на выходном валу. Она рассчитывается на основании оборотов двигателя по передаточному числу.

Следует обратить на расположение валов, оно в цилиндрических моделях может быть в одну сторону.

Крепление осуществляется с помощью фланца непосредственно к валу двигателя и с помощью отверстий в подошве устанавливается на платформу.

В маркировке указано межцентровое расстояние между валами. Этот размер имеет конструктивное значение при установке узла и соединения его с двигателем и валом рабочего механизма.

Следует посмотреть, какая пара в редукторе первая, ее передаточное число, зацепление. Выбор редуктора включает в себя и расположение валов в пространстве. Они могут располагаться под прямым углом и быть в разных плоскостях. Тип подшипников указывается в технической документации. Там же таблица сроков эксплуатации разных узлов.

При проектировании машины, подбор червячного редуктора выполняется по мощности и расположении зацепления. При нижнем зацеплении пара хорошо смазывается, не требует дополнительного охлаждения и способна работать длительно время. Следует обратить внимание на рабочий режим. Узел не всегда способен работать по несколько часов непрерывно. Червячное соединение быстро перегревается.

Распространенные неисправности

Поломки редуктора можно избежать при правильной его эксплуатации и регулярном уходе. Следует внимательно изучить паспорт. В нем указаны виды технического обслуживания и их периодичность. Надо регулярно менять масло, постоянно доливать его. Соблюдения режима работы позволит сохранить агрегат целым.

Основная неисправность редуктора связана с его перегревом. Это происходит при отсутствии смазки и использовании масел других марок. В противном случае агрегат перегревается, зубчатое зацепление может заклинить.

Подшипники имеют свой запас прочности. Их период эксплуатации указан в паспорте. Если вовремя не поменять на новые, узлы начинают рассыпаться. Шарики выпадут, и вал начнет вращаться с большим усилием, рывками.

Между корпусом и крышками: верхней и боковой, по плоскости разъема, при сборке закладывается герметик. Он не позволяет маслу вытекать наружу. Если его вовремя не менять, жидкость потечет со всех разъемов.

Перегрузки, резкое включение приводит к разрушению зуба. Когда передаточный механизм не соответствует двигателю, он долго не выдержит.

Что такое редуктор и как он работает

Редукторы скорости представляют собой довольно простые механизмы. Редуктор — это зубчатая передача между двигателем и механизмом, которая используется для уменьшения скорости передачи мощности.

Редукторы скорости, также называемые шестеренчатыми редукторами, представляют собой механические приспособления, в основном используемые для двух целей.

Для чего нужен 15-ступенчатый редуктор?

Редуктор, который вы можете купить тут https://tehprivod.su/, представляет собой механическое устройство передачи, которое соединяет двигатель с ведомой нагрузкой. Он также известен как коробка передач и позволяет менять крутящий момент и скорость между двигателем и нагрузкой.

Что делает редуктор скорости?

Редукторы скорости используются для управления всеми типами промышленных и бытовых машин, которым необходимо безопасно и эффективно снижать скорость электродвигателя. Редукторы скорости регулируют скорость двигателя, чтобы обеспечить крутящий момент, необходимый машине.

Почему коробка передач используется с двигателем?

Цель редукторов — передать мощность двигателя на колеса, а также уменьшить эту мощность, чтобы получить больший крутящий момент и меньшую скорость. По сравнению с электродвигателями двигатели внутреннего сгорания имеют сравнительно низкий крутящий момент в нижнем диапазоне скоростей.

Как увеличить скорость передачи?

Если вы соедините две шестерни вместе, и у первой больше зубьев, чем у второй (колесо большего размера), вторая должна вращаться намного быстрее, чтобы не отставать. Такое расположение означает, что второе колесо вращается быстрее, чем первое, но с меньшей силой.

В чем преимущество редуктора?

Использование редуктора для увеличения крутящего момента, согласования инерции и снижения скорости помогает сократить позволяет использовать двигатели и приводы меньшего размера.

Доступ к сервису временно запрещён

С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.

Что мне делать?

Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.

Редуктор: определение, назначение, устройство, виды

Редуктор — это механизм, который позволяет изменять вращающий момент и мощность двигателя в зависимости от необходимости. Он используется в различных машинах и станках для передачи крутящего момента на рабочие механизмы. Редуктор состоит из ряда зубчатых колес, которые соединяют входной и выходной валы, и передают вращение от одного вала к другому с изменением скорости вращения и силы тяги. Существует несколько видов редукторов, включая червячные, цилиндрические и конические, каждый из которых обладает своими уникальными характеристиками и предназначен для различных приложений.

Принцип работы и устройство редуктора

Редуктор, газовый или гидравлический, представляет собой механическое устройство, способное изменять угловую скорость и крутящий момент. Его работа основана на Золотом правиле, согласно которому передаваемая вращательная мощность практически не меняется, однако снижается из-за коэффициента полезного действия (КПД).

Устройство редуктора

Простейшее устройство редуктора представляет собой сочетание зубчатого колеса и шестерни. Крутящий момент передается благодаря непосредственному контакту между зубьями – элементами детали. Шестерня и колесо перемещаются с одинаковой линейной скоростью, но с различной угловой скоростью. Количество оборотов шестерни и колеса в единицу времени разное и зависит от диаметров деталей и количества зубьев.

Шестерни и колеса могут быть неподвижно закреплены на валах или произведены с ними вместе. В корпусе может быть от одной до нескольких пар зубчатых зацеплений. Структура редуктора включает в себя следующие элементы:

• корпус;
• крышка корпуса;
• пары зацеплений;
• валы;
• подшипники;
• уплотнительные кольца;
• крышки.

В нижней части корпуса редуктора расположено отверстие для слива масла и контроля уровня смазочных материалов. Для этого используют глазок или щуп. Разъем с крышкой выравнивается с плоскостью расположения осей.

На кинематической схеме редуктора показаны зубчатые соединения, положения валов и направление вращения. Тип зубьев, прямой или наклонный, также указывается на схеме. Используя кинематическую схему, можно определить количество ступеней, передаточное число и другие характеристики работы данного редуктора.

Принцип работы механического редуктора заключается в передаче вращающего момента от одного вала к другому с помощью взаимодействия зубчатых деталей, которые закреплены на них неподвижно. Линейная скорость зубьев остается одинаковой и не может быть разной, так как контакт между зубьями жесткий.

Действие редуктора основано на принципе силы зуба, который передает усилие, двигающее ведомое колесо, на поверхность аналогичной смежной детали. Это приводит к уменьшению скорости вращения. На выходном валу создается усилие, способное привести в движение исполнительный механизм.

Главная пара всегда состоит из первой, быстроходной шестерни или червяка, связанного с двигателем, и соответствующего ему колеса. От типа главной пары зависят и характеристики всего узла. Количество ступеней равно числу зацеплений, которые имеют передаточное число больше 1.

Кроме рабочих шестерен, могут использоваться паразитные, которые не изменяют крутящий момент, а лишь направление вращения колеса и соответственно вала, на котором оно расположено.

Маркировка редукторов

Редукторы имеют условное обозначение, которое состоит из ряда цифр и букв, указывающих на его параметры и тип. Первая цифра обозначает количество ступеней передач и тип зубчатого зацепления:

Комбинированные модели обозначаются несколькими буквами, начиная с первой пары:

• цилиндрически-червячные – ЦЧ; ; .

За цифрой, обозначающей количество передач, может следовать буква В, если редуктор установлен вертикально, или Б, если это быстроходная модель. После этого ставится условное числовое обозначение варианта сборки.

Далее указывается расстояние между осями ведущего и выходного вала, передаточное число цифрами и форма выходного вала буквенным обозначением, например, Ц – цилиндрический хвостовик, К – конический.

Маркировка может также содержать указание на климатическое исполнение, например, для тропиков или северных районов, и указание на государственный стандарт, по которому выполнен редуктор.

Электрический привод – мотор и передаточный узел в одном корпусе – имеет свою маркировку. Сначала уккзывается буквенное обозначение марки сборного привода, затем указывается скорость вращения выходного колеса, поскольку она постоянна и соединена с одним электродвигателем.

Технические параметры

Технические параметры редукторов могут различаться по внешним размерам и форме корпуса, но объединяют их общие технические характеристики, которые позволяют подобрать наиболее подходящий для конкретной машины или станка. Основные параметры редуктора включают в себя передаточное число, передаточное отношение, крутящий момент, расположение, количество ступеней и другие. Передаточное число определяется для всех передач, и таблица передаточных чисел указывается, если у редуктора есть 2 и более ступеней. Значение крутящего момента на выходном валу также важно для определения достаточности мощности для приведения в движение агрегата.

Передаточное число – основная характеристика зубчатых зацеплений, от которой зависят все другие параметры. Оно показывает, на сколько оборотов меньше ведомое колесо делает относительно ведущей шестерни. Формула передаточного числа:

где U – передаточное число;

Z1 – количество зубьев ведущей шестерни;

Z2 – количество зубьев ведомого колеса.

Модуль зубьев шестерни и колеса одинаковый, и количество их зубьев зависит от диаметра. Поэтому можно использовать формулу:

Где D1 и D2 – диаметры ведущей шестерни и ведомого колеса соответственно.

Общее передаточное число определяется как произведение передаточных чисел всех зубчатых пар:

Uр = U1 × U2 × … × Un;

Где Uр – общее передаточное число;

U1, U2, Un – передаточные числа зубчатых пар.

При расчете передаточного числа в цилиндрических и червячных передачах используется отношение количества зубьев ведомого колеса к числу заходов червяка.

В цепных передачах расчет передаточного числа производится по количеству зубьев на звездочках и диаметрам деталей.

Передаточное отношение

Передаточное отношение определяется на основе формулы, которая связывает мощность и угловые скорости ведущего и ведомого колес. Обратное направление вращения колеса и вала обозначается знаком минус. Если количество передач нечетное, то ведомое колесо крутится в противоположном направлении по отношению к ведущему. В случае четного количества зацеплений конических колес вращение обоих валов происходит в одном направлении. Для изменения направления вращения можно использовать паразитку, которая имеет количество зубьев, равное количеству зубьев шестерни и изменяет только направление вращения, сохраняя все остальные характеристики.

Для определения мощности на выходе редуктора необходимо знать крутящий момент на выходном валу. Он вычисляется как произведение крутящего момента на входном валу и передаточного отношения редуктора. Чтобы получить более точное значение, нужно учесть КПД редуктора, который зависит от количества ступеней и типа зацепления. Например, для прямозубой конической пары КПД составляет около 98%.

Передаточный механизм в машине и механизме выполняет важную роль. Он изменяет число оборотов и угловую скорость, что позволяет снизить скорость вращения двигателя и увеличить крутящий момент на выходе. Таким образом, редуктор может увеличить силу, с которой вал воздействует на исполняющий механизм.

Для примера, скорость вращения электродвигателя может достигать 1500 об/мин, что не подходит для работы станка или другого оборудования. Если же прикрепить груз к шкиву мотора напрямую, он не сможет сдвинуть его с места. В этом случае редуктор выполняет функцию уменьшения скорости вращения и увеличения крутящего момента в десятки раз, чтобы машина могла совершать работу. Зубчатый передаточный механизм также может использоваться для изменения давления газа и жидкости в газовых баллонах, трубопроводах и на распределительных подстанциях.

Разновидности редукторов

Редуктор — это механизм, который передает крутящий момент. Простейшими механическими узлами, передающими крутящий момент, являются ременные и цепные передачи. Они передают вращение с одной детали на другую, изменяя угловую скорость.

Самая обширная группа редукторов, широко применяемых во всех механизмах, от кофемолок до доменных печей, это механические зубчатые редукторы. Они делятся на группы по нескольким параметрам:

• типу зубчатого зацепления;
• количеству передач;
• способу монтажа;
• пространственному положению осей и зубчатых соединений.

Обычно ведущий вал редуктора быстроходный. Он жестко соединен с двигателем и вращается с такой же скоростью, до 1500 об/мин. При обратном отношении, когда ведущим является колесо и скорость вращения на выходе возрастает, а крутящий момент падает, узел называют понижающим.

По типу зубчатого зацепления и форме шестерни они бывают:

; ; ; ;
• комбинированные;
• волновые.

Цилиндрические редукторы

Цилиндрические редукторы являются наиболее распространенными. Рабочая поверхность колеса и шестерни имеет форму цилиндра. Они отличаются высоким КПД, простотой конструкции и большим разнообразием деталей. Одноступенчатые узлы называют передаточными редукторами. Они компактные, понижают скорость вращения и передают крутящий момент.

Цилиндрические модели делятся по форме зуба на:

• Прямозубые
• Косозубые
• Шевронные

По кинематической схеме они бывают прямолинейные и разветвленные.

Прямой зуб имеет закругленную поверхность, что обеспечивает максимально возможную площадь контакта. При зацеплении зубья контактируют по всей длине. Трение сводится к минимуму. КПД прямозубого зацепления наиболее высокий — 99%.

К достоинствам прямозубых передач относятся минимальная нагрузка на подшипники, малое трение и отсутствие нагрева механизма.

Однако, недостатком является сильный шум во время работы и невысокая мощность. Чтобы обеспечить большое усилие, колеса надо делать широкими и крупногабаритными.

Зубья косозубых передач расположены под углом, что обеспечивает большую площадь контакта при одинаковой ширине обода колеса. В связи с этим зубья заходят в зацепление плавно, постепенно, и косозубая пара работает тихо, эффективно выдерживая значительные нагрузки.

Однако площадь трения по эвольвенте у косозубых передач выше, что приводит к нагреву деталей. КПД косозубого зацепления составляет 98% и ниже. Изготовление деталей с косым зубом более сложное, особенно фрезеровка зубьев, и требует большой точности при настройке режущего инструмента. Кроме того, наклонное положение зуба создает дополнительные осевые нагрузки на подшипники и сокращает срок их работы.

Для компенсации отрицательных осевых усилий косозубых передач были созданы шевронные передачи, представляющие собой два колеса на одном валу с наклоном зубьев в противоположную сторону. Это позволяет еще больше увеличивать мощность. Шевронные зацепления работают более тихо, но их производство требует более сложной и длительной технологии нарезания зубьев.

Количество передач может быть любым, а расположение валов — параллельным, горизонтальным или вертикальным в одной плоскости. При большом числе зубчатых зацеплений в одном корпусе возможно двурядное расположение валов. Цилиндрические модели широко применяются в различных областях, начиная от бытовой техники, кофемолок и дрелей, и заканчивая металлургической и горнорудной промышленностью, где на каждом станке установлен один или несколько редукторов. В особо тяжелых условиях используют шевронные передачи.

Конические

Конические передачи представляют собой шестерню и колесо с конической поверхностью. Валы, на которых они установлены, расположены под углом. Зуб на шестерне прямой и радиальный. Они часто используются в комбинированных или понижающих узлах. Вращение может быть направлено в любую сторону. Колесо может использоваться в качестве ведущего.

Количество передач в коническом передаточном механизме зависит от его назначения, но обычно они используются одна за другой. Наиболее известный пример конической передачи — дифференциал заднего моста, который является понижающим узлом, распределяющим крутящий момент на оба задних колеса. Два шестерня синхронно вращаются в одном направлении, что позволяет справляться с большими нагрузками.

Червячные

Червячные передачи используются вместо ведущей шестерни в зубчатых зацеплениях. Они имеют нарезанную резьбу с одной, двумя или четырьмя нитями. Оси валов расположены перпендикулярно в разных плоскостях.

При вращении червяка происходит взаимодействие с несколькими зубьями колеса. Сильное трение под углом приводит к возникновению тормозящего момента. Это предотвращает провертывание колеса и сдвиг червяка. Самоторможение используется в грузоподъемных механизмах, где подвешенный груз не должен падать вниз. Червячная передача может перемещать колесо и связанный с ним механизм с высокой точностью, что находит свое применение в приборах и станках для точной настройки положения инструмента.

Червячные редукторы создаются с одной или двумя передачами и часто комбинируются с коническими зацеплениями.

У червячного редуктора тихий и плавный ход, и максимальное передаточное число одной пары составляет 80 единиц. Недостатки заключаются в низком КПД и значительном нагреве во время работы, поэтому требуется система охлаждения.

Планетарные

Планетарные передачи конструктивно выделяются среди всех остальных моделей. В таких передачах колесо зафиксировано и неподвижно в корпусе. Четыре сателлита, то есть зубчатые колеса, находятся в зацеплении с ним и синхронно вращаются вокруг центральной шестерни.

Водило, соединенное с выходным валом, вращается вокруг солнечной шестерни. Валы сателлитов закреплены в нем через подшипники.

Хотя конструкция планетарного редуктора сложнее, это компенсируется его высокой мощностью, компактными размерами и плавным ходом. Планетарные передачи применяются в шахтах, металлургии и горнодобывающей промышленности.

Комбинированные редукторы

Комбинированные редукторы — это передаточные механизмы, в которых сочетаются передачи различных типов. Чаще всего в одном корпусе устанавливаются цилиндрические пары с червячными или коническими.

Мотор-редуктор — это устройство, объединяющее двигатель и передаточный механизм в одном корпусе. Привод обычно оснащен коническими или червячными передачами, количество передач в таких редукторах может быть одной или двумя.

В волновых моделях для передачи крутящего момента используются колебания расположенной внутри колеса шестерни. Несмотря на свою инновационность, эта модель пока не получила широкого распространения.

Рекомендации по выбору редуктора

Основной параметр — мощность на выходном валу, которая рассчитывается на основании оборотов двигателя и передаточного числа.

Важно обратить внимание на расположение валов, которое в цилиндрических моделях может быть односторонним. Крепление редуктора осуществляется с помощью фланца непосредственно к валу двигателя или на платформе с помощью отверстий в подошве.

В маркировке указано межцентровое расстояние между валами, которое имеет конструктивное значение при установке узла и соединении его с двигателем и валом рабочего механизма.

При выборе редуктора необходимо обратить внимание на первую пару, передаточное число и тип зацепления. Также следует учесть расположение валов в пространстве, которые могут быть под прямым углом и в разных плоскостях. Тип подшипников и срок эксплуатации указаны в технической документации.

При проектировании машины, подбор червячного редуктора осуществляется по мощности и расположению зацепления. При нижнем зацеплении пара хорошо смазывается и способна работать длительное время без дополнительного охлаждения. Однако, следует учитывать рабочий режим, так как червячное соединение быстро перегревается.

Распространенные неисправности

Для того чтобы избежать поломок редуктора, необходимо правильно эксплуатировать его и регулярно проводить техническое обслуживание. Периодичность видов техобслуживания указана в паспорте, который следует внимательно изучить. Необходимо также регулярно менять масло и следить за его уровнем. Соблюдение режима работы позволит сохранить агрегат в исправном состоянии.

Одной из основных неисправностей редуктора является его перегрев, который может произойти при недостатке смазки или использовании не соответствующего масла. При перегреве агрегат может выйти из строя, а зубчатые зацепления могут заклинить.

Подшипники также имеют свой запас прочности, период эксплуатации которых указан в паспорте. Если их не заменить вовремя, то узлы начнут разваливаться, шарики выпадут, а вал будет вращаться с большим усилием и рывками.

При сборке редуктора на плоскости разъема между корпусом и крышками (верхней и боковой) необходимо закладывать герметик. Он не даст маслу вытекать наружу. Но если герметик не менять вовремя, то масло потечет со всех разъемов.

Перегрузки и резкое включение приводят к разрушению зубьев. Если передаточный механизм не соответствует двигателю, то он не выдержит нагрузку в течение длительного времени.