Для чего предназначен механический редуктор?

Кто в масле катается

Обзор основных классов механических редукторов

Иллюстрация: Яковлев Артем / edu.ascon.ru

Недавно европеец Оскар Ван Девентер напечатал на 3D-принтере редуктор с экстремально высоким передаточным числом — 11373076. В этом механизме изобретатель соединил два планетарных редуктора. При увеличении количества зубцов шестеренок, использованных в механизме, передаточное число можно увеличить и до 1141624705. Чем такой редуктор может быть полезен, Ван Девентер не объяснил, рассказав только, что при его помощи обычной стоматологической бормашиной можно сдвинуть локомотив. Правда, с очень небольшой скоростью. Вдохновившись разработкой европейца мы решили разобраться в основных типах механических редукторов.

Редуктор представляет собой механизм, позволяющий передавать и преобразовывать крутящий момент с одного вала на другой. Если такой механизм преобразует высокую угловую скорость ведущего вала в более низкую ведомого, его называют демультипликатором, а если наоборот — мультипликатором. Впрочем, так сложилось, что термин демультипликатор используется крайне редко, а устройство, понижающее угловую скорость, называют просто редуктором. В зависимости от типа такой механизм может состоять из нескольких типов шестерен, червяков и валов.

Основными характеристиками редукторов являются передаваемая мощность, угловые скорости и количество валов, а также передаточное число. Любые редукторы уменьшают передаваемую мощность за счет потерь на механическую передачу крутящего момента — из-за трения, массивности конструкции, нагрузок на валах. Угловые скорости на ведущем валу и ведомом могут различаться в десятки, сотни и тысяч раз благодаря передаточному числу редуктора.

Передаточным числом называется соотношение количества зубьев шестеренки на ведущем валу к их числу у шестеренки на ведомом. Оно записывается целым или дробным числом и фактически обозначает, сколько именно раз должен провернуться ведущий вал, чтобы ведомый совершил один полный оборот. В случае с редуктором Ван Девентера, ведущий вал необходимо повернуть 11 миллионов 373 тысячи 76 раз. Только тогда ведомый вал совершит один полный оборот.

В целом редукторы позволяют увеличить усилие на ведомом валу, при этом потратив часть мощности на ведущем и уменьшив скорость вращения. Эту особенность используют тогда, когда необходимо работать с большими нагрузками, например, при помощи относительно маломощного мотора приводить в движение большой по массе транспорт. Например, двигатель седельного тягача КамАЗ-65225 мощностью 400 лошадиных сил может через коробку передач (многоступенчатая разновидность редуктора) сдвигать автопоезд полной массой до 75 тонн.

Сегодня редукторы используются во многих отраслях: на автомобилях, в самолетах и вертолетах, в поездах, станках, велосипедах, то есть везде, где нужно передавать вращательный момент с одного агрегата на другой. Механизмы, позволяющие передавать крутящий момент с одного вала на другой, принято делить на пять наиболее распространенных основных классов: цилиндрические, конические, червячные, планетарные и комбинированные. В последних могут сочетаться несколько типов редукторов.

Иллюстрация: Чабанный Александр / edu.ascon.ru

Цилиндрический редуктор представляет собой механизм, в котором ведущий вал и ведомый находятся в параллельных плоскостях. Передача в них осуществляется с большей шестеренки с прямыми или косыми зубцами на меньшую, по своей форме напоминающую цилиндр. Такие редукторы делятся на несколько подтипов: вертикальные (валы находятся друг над другом) и горизонтальные. Цилиндрические редукторы бывают одно-, двух-, трех- и четырехступенчатыми в зависимости от количества шестерен, установленных между ведущим и ведомым валами.

Цилиндрические редукторы имеют очень высокий коэффициент полезного действия, который может достигать 98 процентов, то есть потеря мощности при передаче вращательного момента с одного вала на другой будет относительно небольшой. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия в цилиндрических редукторах практически отсутствует эффект рассеивания передаваемой энергии, а значит рабочие элементы редуктора практически не нагреваются.

Такие механизмы используются преимущественно в различных металлорежущих станках, станках для обработки древесины, измельчителях и бетономешалках, на мельницах. Цилиндрические редукторы малочувствительны к рывковым нагрузкам, выдерживают большое количество пусков и остановок. При этом они лишены самоторможения, то есть, приложив определенное усилие на ведомый вал, можно провернуть ведущий. При этом конструкция таких редукторов достаточно шумная, а сами они обладают низким передаточным числом.

Иллюстрация: Manuel Neuer / grabcad.com

Конический редуктор используется для передачи вращательного момента с ведущего вала на ведомый в случае, если плоскости их осей пересекаются. В них используются конические шестеренки. Такие механизмы имеют меньшую надежность по сравнению с цилиндрическими, но обладают довольно высоким коэффициентом полезного действия, который может достигать 95 процентов. Благодаря конической конструкции шестерен таких редукторов, они могут иметь несколько выходных валов, оси вращения которых, например, можно расположить в виде креста.

В современных конических редукторах как правило используется колесное соединение — внутри них на концах валов установлены конические шестеренки, которые своими конусами опираются на другую шестеренку. Плоскость последней находится в одной плоскости с плоскостями осей валов. В этом случае, если колесное соединение одно, ведомый и ведущий валы будут вращаться в одном направлении. Конические редукторы нередко используются для изменения направления передачи.

Как правило диапазон передаточных чисел в конических редукторах составляет от одного до пяти, но углы наклона оси ведомого вала к ведущему могут быть самыми разнообразными. Такие механизмы, как и цилиндрические, чаще всего используются в различных станках, например, сверлильных. Как и цилиндрические, конические редукторы обратимы, то есть вращая их ведомый вал, можно провернуть ведущий. Однако, из-за особенностей своей конструкции, конические редукторы могут иногда заедать.

Иллюстрация: Исаков Сергей / edu.ascon.ru

Червячные редукторы получили название от типа используемой в них передачи. В самом простом исполнении эти механизмы состоят из червячного колеса (шестеренки с косыми зубцами) и самого червяка. Последний представляет собой цилиндр с нанесенной на него резбой, которая при вращении напоминает червяка. В таком редукторе ведущий вал приводит в движение червяка, резьба которого сдвигает косые зубья червячного колеса, заставляя его вращаться.

Редукторы с червячной передачей придумали как альтернативу механизмам с обыкновенной зубчатой передачей, например, цилиндрическим. Они обладают гораздо меньшими размерами, но имеют большее передаточное число. Например, при двухзаходном червяке (имеет две параллельных резьбы) и червячном колесе с сотней зубьев передаточное число составит 50. Это означает, что ведущий вал должен будет совершить 50 полных оборотов, чтобы ведомый вал повернулся один раз.

Червячные редукторы имеют очень высокий коэффициент самоторможения. Это означает, что приложив усилие к ведомому валу провернуть ведущий скорее всего не удастся. Кроме того, червячные редукторы имеют относительно невысокий коэффициент полезного действия (от 70 до 92 процентов) и крайне чувствительны к смазке. Их используют для передачи малой мощности в условиях, когда нет достаточного места для размещения цилиндрического или конического редукторов. Чаще всего червячные редукторы используют для привода конвейеров или ворот.

Иллюстрация: Филимонов Илья / edu.ascon.ru

Планетарный редуктор — это уже более сложное механическое устройство, получившее свое название из-за способа размещения ведущей, передаточных и ведомой шестерен. Механизм состоит из солнечной шестерни, расположенной в центре конструкции, сателлитов (меньших шестеренок) и эпицикла (коронной шестерни), расположенной на периферии. Вращение коронной шестерни осуществляется солнечной через сателлиты. Последние механически соединяются водилом, кольцом со штырями, на которые и крепятся сателлиты.

Особенностью планетарного редуктора является то, что вращение можно подводить к любому из его элементов и снимать с любого другого. При этом третий элемент необходимо остановить. Например, вращение можно подвести к одному из сателлитов, а снимать его с коронной шестерни. В этом случае солнечная шестерня должна быть неподвижной. При подведении вращения к солнечной шестерне и снятия его с коронной в редукторе неподвижным остается водило. В некоторых редукторах водила нет.

Благодаря изменению схемы подвода и снятия вращения можно не меняя сам редуктор изменять его передаточные числа в очень широком диапазоне. Именно по этой причине, планетарные редукторы, пожалуй, могут иметь наибольшие передаточные числа среди таких механизмов других классов. Коэффициент самоторможения у планетарных редукторов зависит от их передаточного числа, но при вращении ведомого вала все же можно добиться и вращения ведущего.

Планетарные редукторы коробки переключения передач во втулке заднего колеса велосипеда.

Механические редукторы

Промышленные механические редукторы классифицируют по виду передачи: цилиндрические, червячные, планетарные, конические, комбинированные, по способу монтажа: горизонтальные, вертикальные, наклонные, фланцевые. Каждый из видов механических редукторов, имеет определенные характеристики и отличается по устройству.

Читайте также  Как проверить работу термостата на калине?

Виды и типы

Переходите к типам редукторов для получения подробной справочной информации – от сборочных чертежей и характеристик, до объема заливаемого масла и марок устанавливаемых подшипников.

  • Редуктор ЦУ
  • Редуктор Ц2У
  • Редуктор Ц2У-Н
  • Редуктор Ц3У
  • Редуктор РЦД
  • Редуктор Ц2
  • Редуктор РЧП/РЧН
  • Редуктор РК
  • Редуктор РМ
  • Редуктор ГПШ
  • Редуктор ЦТНД
  • Редукторы В
  • Редуктор ВК
  • Редуктор ВКУ
  • Редукторы Ч
  • Редуктор 2Ч
  • Основные передаточные числа:
  • 2
  • 3
  • 5
  • 10
  • 20
  • 30
  • 40
  • 50
  • 60
  • 100
  • 200
  • 1000

Определение. Устройство и принцип работы

Механический редуктор — это механизм для передачи мощности, предназначенный для снижения количества оборотов мотора и увеличения крутящего момента, необходимого для привода промышленного оборудования.

Из чего состоит? Основные детали конструкции: корпус, зубчатые колеса, вал-шестерни, валы, подшипники, крышки подшипников, прокладки и манжетные уплотнители.

Принцип работы – взаимообратное изменение угловой скорости и крутящего момента. Редукция подразумевает, что угловая скорость на выходе уменьшается, а крутящий момент увеличивается. Величина изменений определяется передаточным числом, превышающим единицу.

Устройство. В основе конструкции лежит принцип последовательное зацепление зубчатых колес разного диаметра. Количество шестерней определяется количеством ступеней – одноступенчатые, двухступенчатые, трёхступенчатые и многоступенчатые. Детали передач помещены в корпус, который фиксирует валы с подшипниками, создает условия смазывания, защищает шестерни от механических повреждений и снижает уровень шума.

Допускается реверсивный режим работы (зачастую сопровождается снижением передаваемого момента силы на 30%).

Горизонтальные цилиндрические

Горизонтальные цилиндрические редукторы используют в приводах промышленных машин, где требуется компоновка механического редуктора в горизонтальном положении опорной частью к низу. Достоинства – высокий КПД, широкий диапазон крутящих моментов и передаточных чисел, низкий нагрев, способность выдерживать большие нагрузки, низкая цена.

Промышленные зубчатые редукторы бывают: одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые.

По назначению делятся на:

  • общего назначения узкого типа – ЦУ, Ц2У, Ц3У, Ц2У-Н;
  • широкого типа для тяжелого и среднего машиностроения – ЦТНД, ЦДН, РМ, РЦД, Ц2Н;
  • крановые – Ц2, ГПШ, РК.

По типу зацепления шестерен классифицируют на: косозубые, прямозубые, с шевронным зацеплением и зацеплением Новикова. Производятся с коническими и цилиндрическими валами, в виде зубчатой муфты или полым тихоходным валом.

Вертикальные цилиндрические

Промышленные вертикальные цилиндрические редукторы предназначены для работы в повторно-кратковременных режимах, устанавливаются в вертикальном либо наклоном положениях. Достоинства: устойчивость к переменным нагрузкам, вращение в любую сторону – реверс, доступная цена.

Устанавливаются в качестве приводов:

  • подъёмных механизмов и передвижения мостовых и козловых кранов – ВК и ВКУ
  • хода кран-балок (согласно ГОСТу 22045-89) и крановых тележек – редуктор А-400, В и Ц3ВК

Для удобства монтажа и установки электродвигателя, вертикальные редукторы производятся в корпусах с фланцем по типу мотор-редуктора. Для присоединения приборов управления либо привода двух механизмов, изготавливаются в схемах сборки с тремя и четырьмя валами.

Червячные

Червячные одноступенчатые редукторы. Принцип работы в зацеплении червяной передачи – винта с зубчатым колесом. Имеют малогабаритные размеры, дают возможность передачи вращения под углом 90°. Производятся в алюминиевых корпусах (2Ч-40, 2Ч-63, 2Ч-80) и чугунных (Ч-100, Ч-125, Ч-160, РЧН и РЧП).

Материал колеса – бронза, вал изготавливается из стали. Промышленные редукторы модели 2Ч могут устанавливаться с вертикальным и горизонтальным расположением тихоходного вала, Ч – с возможностью расположения червячной пары червяк под и над колесом (имеют отлитые лапы сверху и снизу), РЧН и РЧП устанавливаются только в одном положении.

Коническо-цилиндрические

Коническо-цилиндрический редуктор включает в свое строение два вида передач. Особенностью, является возможность передачи крутящего момента с изменением направления оси вращения (быстроходный вал в торце). Технические преимущества: высокий КПД, удобство при компоновке, низкий шум при работе.

Назначение: приводы прессов, транспортеров, подъёмников, прокатных станков. По количеству ступней классифицируют на двухступенчатые и трехступенчатые, обладают широким рядом передаточных чисел и крутящих моментов. В качестве быстроходной ступени используется коническая передача. Производятся в трех вариантах сборки, схема расположения валов – угловая.

Мотор-редукторы

Мотор-редуктор — приводной агрегат, представляющий собой совмещенный в одном блоке механический редуктор и электродвигатель. Незаменимый элемент электропривода для всех видов промышленности. Напряжение питания – 220В–380В. Достоинства: компактные размеры, удобный монтаж, высокий КПД, простота эксплуатации и обслуживания, доступная цена.

По виду передачи мотор-редукторы 220В и 380В классифицируют:

  • червячные – МЧ, 2МЧ, МЧ2
  • планетарные – 1мпз, 3МП, 4МП, 5МП, 6МП
  • цилиндрические – 1мц2с, 2мц2с, 3мц2с, 4мц2с, 5мц2с, 6мц2с

Мотор-редукторы устанавливают на оборудование, требующее низких скоростей вращения – конвейеры, элеваторы, бетономешалки, дозаторы, дождевальные установки.

Правила покупки. Цены. Фото

Цена на механический редуктор зависит от типоразмера, схемы сборки и передаточного числа. Модели с шевронным зацеплением и зацеплением Новикова, стоят дороже косозубых за счет сложности конструкции, и требований к точности зубьев. В червячных редукторах используется бронза, что также отражается в цене запчастей.

Чтобы купить механический редуктор, необходима полная маркировка, либо технические требования — вид, передаточное отношение, вариант сборки, исполнение входных и выходных валов.

При работе промышленных понижающих редукторов в паре – соблюдайте полное соответствие фактических передаточных чисел (отличается от номинального). Малейшее отличие в передатках приведет к быстрому выходу оборудования из строя.

Фото промышленных механических редукторов различных видов – от распространенных двухступенчатых Ц2У, червячных Ч и крановых вертикальных А400 до редких крупногабаритных Ц2-1000.

«Системы качества» добились потрясающей статистики безотказности и надежности. Все промышленные механические редукторы проходят аттестационные испытания и принимаются ОТК. Во время испытаний подлежат проверке следующие параметры: крутящий момент, температура нагрева корпуса и масла, уровень шума, КПД, консольно-радиальные нагрузки на выходных валах, работоспособность при кратковременных перегрузках, ресурс подшипников, эффективность смазывания и отсутствие течи масла под давлением. Согласно технического задания заказчика, поставляем промышленные редукторы в комплекте с тормозными шкивами (барабанами), колодочными тормозами ТКГ, зубчатыми муфтами МЗ или МЗП.
Заказать новый редуктор по телефону

Марки масел для смазки редукторов

Для каждого промышленного редуктора, используются определенные смазки. Марка смазочных материалов. определяется типом механической передачи и температурой окружающей среды. Какое масло купить? Ниже приведен список рекомендуемых масел для червячных, цилиндрических, планетарных передач.

Тип механического редуктора Марка масел Температура окружающей среды
Червячный ИГП-152, ИГП-182, МС-20 0…+50 °С
АСЗП-6, АСЗП-10 –40…0 °С
Трансол-100 –40…+50 °С
Планетарный ТАп-15, ТСп-14,5, ГСп-10 0…+50 °С
ТС-з9 –40…0 °С
Цилиндрический ТСп-10 –40…0 °С
ИРП-150, ИСП-110 –10…+25 °С
ИТП-200, ИТП-300 –15…+50 °С

Выбрать и купить масло для промышленных механических редукторов можно связавшись с техническим специалистом «Систем Качества».

Изготовление запчастей и ремонт

В настоящее время, цена изготовления нового редуктора слишком высока для украинского потребителя. Поэтому, при покупке крупногабаритных промышленных редукторов отдается преимущество неликвидам. Для сравнения, цена редуктора Ц2У-250 с хранения – 24 000 грн, нового может достигать 100 000 грн. В отдельных случаях выходит дешевле купить редуктор с хранения, чем произвести ремонт или купить запчасти.

Редуктор от «А» до «Я»

Редуктор представляет собой составной механизм приводов машин. Его основное назначение — уменьшение частоты вращения ведомого вала при одновременном увеличении крутящего момента. Конструкцией редуктора могут быть предусмотрены одна или несколько передач зацеплением.

1. Классификация редукторов

Редуктор общемашиностроительного назначения. Этот тип оборудования представляет собой самостоятельный агрегат, используемый в приводах машин. Его технические характеристики отвечают общим для разных применений требованиям. Конструктивно общемашиностроительные редукторы могут отличаться.

Специальные редукторы разработаны для автомобильной, авиационной и других узкоспециализированных отраслей. Из названия понятно, что агрегаты этой группы должны соответствовать специфике и параметрам конкретного применения.

Редукторы можно классифицировать по следующим признакам:

  • По типам передач и числу ступеней;
  • По расположению осей входного/выходного валов в пространстве и относительно друг друга;
  • По способу крепления.

1.1 Количество ступеней и расположение валов

У двух- и трехступенчатых редукторов развернутых и раздвоенных схем (в случае с двухступенчатыми моделями еще и соосных схем) есть ряд преимуществ перед агрегатами других типов — прежде всего это высокий КПД и устойчивость к нагрузкам. Соосные цилиндрические редукторы могут комплектоваться тихоходной ступенью с внутренним зацеплением. Планетарные и волновые агрегаты с соосным расположением осей валов также обеспечивают высокую производительность и широкий диапазон передаточных чисел.

При комплектации машин и механизмов, требующих пересекающегося расположения валов, будут эффективны двух- и трехступенчатые конические (коническо-цилиндрические) редукторы.

Агрегаты с червячными (червячно-цилиндрическими, цилиндрическо-червячными) передачами характеризуются высоким передаточным числом и низким уровнем шума. Однако КПД у таких моделей ниже, чем у цилиндрических аналогов.

Вертикальное расположение выходных валов требует меньшего пространства. В механизмах, где необходима подобная компоновка, чаще используются червячные или конические редукторы. Удобство заключается в том, что ось двигателя находится в горизонтальном положении.

Таблица 1. Классификация редукторов по расположению осей валов

Параллельные оси входного/выходного валов

  • оси в горизонтальной плоскости;
  • оси в вертикальной плоскости (входной вал — над или под выходным валом);
  • оси в наклонной плоскости.

Совпадающие оси входного/и выходного валов (соосный)

1. Горизонтальное
2. Вертикальное

Пересекающиеся оси входного/выходного валов

1. Горизонтальное
2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала
3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала

Скрещивающиеся оси входного/выходного валов

1. Горизонтальное (входной вал — над или под выходным валом)
2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала
3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала

1.2 Типы используемых передач

1.2.1 Червячные редукторы

Червячный редуктор — наиболее распространенный тип редукторов. Привод имеет компактные размеры (в сравнении с цилиндрическими агрегатами). Передаточное отношение червячной пары может достигать 1-100 (иногда и выше).

Потенциал увеличения крутящего момента при снижении частоты вращения вала у червячных редукторов выше, чем у оборудования с другими типами передач. Передаточное число того же порядка можно получить при эксплуатации трехступенчатого цилиндрического редуктора. В червячных агрегатах для решения этой задачи достаточно одной ступени. Еще одно преимущество — простота и низкая стоимость червячных редукторов. Использование червячного зацепления позволяет снизить уровень шума передачи, обеспечить высокую плавность хода.

Функция самоторможения присутствует только в червячных редукторах. Ее принцип основан на торможении ведомого вала при отсутствии движения на ведущем валу (червяке). Самоторможение в передаче осуществляется в тот момент, когда угол подъема ведущего вала меньше или равен 3,5 градусам.

При выборе червячного редуктора следует учитывать тот факт, что при увеличении передаточного числа снижается КПД червячной передачи. Отсюда — потери энергии вследствие трения червяка об зубья колеса.

Ресурс червячных приводов составляет, в среднем, 10 тысяч часов.

1.2.2 Червячный глобоидный редуктор

Винт глобоидного червячного редуктора имеет выпуклую форму (в других червячных передачах он цилиндрический). Эта конструктивная особенность увеличивает передачу крутящего момента и мощность привода.

Глобоидные редукторы предназначены для использования в условиях, предполагающих высокую надежность, отсутствие обратного проскальзывания и динамических толчков на выходном валу. Чаще всего редукторы этого типа применяются в барабанных приводах лифтов: глобоидная пара адаптирована к переменным нагрузкам, возникающим при подъеме и торможении кабины, в состоянии поддерживать нормальную реверсивность при эксплуатации.

Таблица 2. Допустимые нагрузки для червячных глобоидных редукторов типа ЧГ

Номинальное передаточное число

Частота вращения червяка, об/мин

1.2.3 Цилиндрические редукторы

В цилиндрических редукторах устанавливаются цилиндрические зубчатые передачи. Комплектация таких приводов может отличаться положением входного/выходного валов и количеством ступеней. Одноступенчатые цилиндрические агрегаты классифицируются только по расположению валов. Передаточные числа варьируются в диапазоне 1,6-6,3.

Схемы исполнения цилиндрических пар:

  • развернутая узкая;
  • развернутая;
  • раздвоенная;
  • соосная.

Наиболее распространена развернутая схема. Она позволяет выпускать унифицированные колеса, валы и шестерни, которые подходят для производства редукторов разных типоразмеров. Этот фактор является определяющим для серийного производства, т.к. способствует снижению себестоимости выпускаемой продукции.

С той же целью выбирается левое направление зуба шестерни и правое направление колеса для всех ступеней редуктора. При индивидуальной комплектации единичного редуктора целесообразнее использовать следующую схему: левое направление зуба шестерни на первой ступени, правое — на второй ступени. Такая комплектация снизит осевую нагрузку на опоры.

Форма редукторов, проектируемых по развернутой схеме, удлиненная. Вес такого агрегата будет на 15-20% больше приводов, сконструированных по раздвоенной схеме.

Раздвоенная схема применима для тихоходной и быстроходной ступеней. Во втором варианте она наиболее рациональна, так как промежуточный вал может быть изготовлен по принципу вала-шестерни, а быстроходный вал становится «плавающим».

При соосной схеме оси быстроходного и тихоходного валов совпадают. Вес и габариты редуктора, собранного по соосной схеме, аналогичны моделям с развернутой схемой. Стоимость обоих типов агрегатов практически одинакова.

Одна из основных технических характеристик соосного редуктора — увеличенная мощность быстроходной ступени, что достигается за счет снижения нагрузки на нее. Однако конструктивно такие агрегаты более сложные.

Ресурс цилиндрического редуктора — 25 тысяч часов и более.

Таблица 3. Допустимые нагрузки для цилиндрических редукторов ЦУ (одноступенчатых горизонтальных)

Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм

Номинальная радиальная сила, Н

выходной вал

Таблица 4. Технические параметры цилиндрических редукторов Ц2С (двухступенчатых соосных)

Номинальные передаточные отношения

Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм

Номинальная радиальная сила, Н

1.2.4 Конические редукторы

Конструкцией конического редуктора предусмотрены колеса с прямыми и круговыми зубьями. Направления наклона линии зуба и вращения колеса должны совпадать. Соблюдение этого условия позволяет предотвратить затягивание шестерни в зацепление, возникающее под действием отрицательной осевой силы на шестерне.

Передаточное отношение конического редуктора — 1-5.

Зубчатое колесо устанавливается между опорами редуктора. Шестерни монтируются консольно.

1.2.5 Коническо-цилиндрические редукторы

Данный тип механизмов представляет собой гибрид цилиндрического одноступенчатого и конического редукторов. Соответственно, этой группе оборудования присущи все достоинства и недостатки агрегатов обоих типов.

Все коническо-цилиндрические редукторы имеют быстроходную коническую ступень. Такая конструктивная особенность объясняется невысокой нагрузочной способностью и, соответственно, большими габаритами агрегата. С целью уменьшения размеров привода и используется быстроходная коническая ступень.

Коническая передача может использоваться в тихоходных и промежуточных ступенях, что оправдано необходимостью снижения ее чувствительности к погрешностям при производстве и установке, минимизацией их влияния на механизм в целом.

Направление зуба в косозубой цилиндрической паре должно быть выбрано с учетом возможности вычитания осевых сил на промежуточных валах.

Таблица 5. Коэффициент режима эксплуатации коническо-цилиндрических редукторов (двухступенчатых и трехступенчатых)

Характер режима нагрузки

Суточная продолжительность эксплуатации

1.2.6 Насадные редукторы

Насадными редукторами называются агрегаты с полым выходным валом. Они монтируются непосредственно на вал — без дополнительных соединений и передач. Преимущество насадных редукторов заключается в более компактных габаритах и сравнительно невысоком весе.

Насадный способ монтажа, как правило, применим к червячным и некоторым другим типам редукторов. Исключение составляет цилиндрическая соосная группа оборудования, конструктивные особенности которой затрудняют такую установку.

При резкой динамике нагрузки на выходной вал (чаще всего при нештатных ситуациях) отсутствие соединительной муфты может стать причиной преждевременного выхода из строя приводного оборудования. Поэтому эксплуатация редуктора требует создания условий эксплуатации при равномерной нагрузке. Как вариант – дополнительная защита привода.

1.2.7 Планетарные редукторы

Планетарные (дифференциальные) редукторы состоят из центральной шестерни (солнечной), расположенной в центре редуктора, вспомогательных шестерней одинакового размера (сателлитов), установленных вокруг центральной шестерни, и фиксатора (водила), обеспечивающего их надежное крепление. Конструкцией планетарного редуктора также предусмотрена кольцевая шестерня, внешне напоминающая зубчатое колесо. Ее предназначение – обеспечение сцепления с сателлитами. Центральная шестерня является ведущим элементов, сателлиты — ведомыми. Кольцевая шестерня всегда неподвижна.

Конструктивно исполнения планетарных редукторов могут отличаться. Модели классифицируются по количеству ступеней (одно-, двух- и трехступенчатые), кинематической схеме планетарной передачи. Тип подшипников также отличается. Подшипники качения предназначены для режимов эксплуатации на низкой скорости. В свою очередь, подшипники скольжения рассчитаны на режим высоких скоростей. Основная сфера использования планетарных редукторов — машиностроение.

Планетарные агрегаты МПО классифицируются как универсальное приводное оборудование. Они широко используются в приводах перемешивающих механизмов медицинской, химической, микробиологической промышленностях, а также в приводах общепромышленного назначения. Редукторы серии МПО могут эксплуатироваться в режиме 24 часа в сутки при постоянной и переменной нагрузках.

К планетарным редукторам предъявляются жесткие требования. Производство такого оборудования требует высокой точности, чтобы зубцы плотно соприкасались между собой, но при этом легко приводились в движение.

Таблица 6. Технические параметры планетарных редукторов Пз (зубчатые одноступенчатые)

Механический редуктор, виды, типы передач

Механический редуктор, виды, типы передач.

Механический редуктор — это механическое устройство для преобразования момента силы с помощью системы зубчатых зацеплений.

Благодаря различным видам зубчатых колес и их возможными комбинациями соединения с валами и между собой, может происходить изменение крутящего момента и угловой скорости, а так же направление вращения вала.

Обычно на входе в редуктор крутящий момент меньше, а угловая скорость больше относительно того, что происходит на его выходе.

Виды редукторов по типу механической передачи:

За счет использования различных типов передач, можно получить различные значения КПД, частоты вращения валов, крутящего момента и пр.

Относительно целей использования и требований по различным параметрам, а так же конструктивных возможностей определенного типа передачи редуктора, они бывают:

Цилиндрические. В таком виде редукторов может использоваться от одной до четырех ступеней. В их конструкции могут применяться прямозубые, косозубые или шевронные зубчатые колеса.

Особенностью данного редуктора является возможность работы с повышенными нагрузками при достаточно высоком КПД передачи по сравнению с другими типами передач.

Конические. Обычно в своей конструкции они имеют одну ступень. Валы внутри корпуса имеют перпендикулярное расположение.

Зубчатые колеса в конструкции такого вида редукторов имеют вид конических шестерней, у которых зубья расположены под определенным углом. Данные шестерни могут быть косозубыми или прямозубыми.

Конические редукторы могут быть узкими или широкими, отличающиеся передаточными числами и количеством зубьев шестерней.

Червячные. Обычно используются одноступенчатые и двухступенчатые. Оси валов в конструкции могут иметь скрещивающееся или параллельное расположение.

В основе механизма используется червяк и червячное колесо, которое зубьями сопрягается с червяком, располагаясь вдоль его оси. Такое сцепление деталей позволяет получить высокое передаточное отношение.

Например, как выглядит одноступенчатый червячный редуктор, можно посмотреть по ссылке: https://reductory.ru/reduktor/chervyachnye-che/reduktor-ch-100

Планетарные. Могут иметь от одной до трех ступеней. Валы в них располагаются соосно.

Данный редуктор в своей работе использует планетарную передачу, которая состоит из шестерен-саттелитов, солнечной шестерни и коронной шестерни. При этом, каждая из этих деталей может выступать опорным звеном. Относительно того, какое передаточное число необходимо получить, выбирается определенный элемент в качестве ведущего.

Комбинированные (например, коническо-цилиндрические, червячно-планетарные и т.п.). Такие редукторы в своей конструкции могут иметь совмещенные типы механических передач. А так же они могут иметь разное количество ступеней и различное расположение осей валов.

Виды редукторов по другим параметрам:

По количеству ступеней:

Ступенью является одна пара, состоящая из зубчатых колес.

Относительно того, какое нужно получить передаточное отношение, может быть подобран одноступенчатый, двухступенчатый, трехступенчатый или четырехступенчатый редуктор.

По конструктивному исполнению:

Если в конструкции редуктора встроен мотор, то это считается мотор-редуктором, в ином случае это будет обычный механический редуктор.

По взаимному расположе­нию осей валов:

Валы в редукторах могут иметь различное расположение относительно друга: параллельное, соосное, пересекающееся, скрещивающееся. Расположение валов может определять, какой тип передачи будет применяться для работы редуктора.

По расположению в пространстве:

Могут быть горизонтальные и вертикальные конструкции редукторов.

Виды редукторов. Применение редукторов

Редуктор можно назвать ключевым инженерно-техническим устройством.

  • Классификация по основным признакам
  • Редукторы с цилиндрической и конической передачей
  • Планетарные редукторы
  • Червячные редукторы
  • Волновые редукторы
  • Общие особенности и дополнительные характеристики
  • Использование редукторов различных типов

Его можно описать как механизм преобразования поступающего крутящего момента с последующей передачей на другие системы. Указанное определение характеризует общий принцип работы, а в более широком смысле редуктором можно назвать любой преобразователь направления движения, давления или вращающего момента.

Ключевыми характеристиками таких устройств считаются:

  • КПД;
  • количество вращательных валов;
  • передаваемая мощность;
  • назначение.

Существует множество видов редукторов: механические, газовые, редукторы давления воды, турбинные и другие. Они снижают давление жидкой или газообразной среды и способны изменять направление потока. Их работа основывается на схожем принципе, однако внутреннее устройство и сам механизм преобразования отличаются. Корректная классификация редукторов возможна только при комплексном рассмотрении всех ключевых особенностей конкретного типа.

Классификация по основным признакам

Современные инженерно-технические стандарты предусматривают классификацию редукторов по следующим признакам:

  • конструкция используемой передачи;
  • пространственное расположение элементов;
  • конструктивное исполнение.

По пространственному расположению ключевых элементов эти устройства подразделяются на редукторы вертикального исполнения и традиционные горизонтальные. Конструктивное исполнение предусматривает два дополнительных вида: чистый механический редуктор, и редуктор с двигательной установкой (мотор-редуктор). Однако общепринятой классификацией редукторов считается таковая по типу используемого передаточного узла (передачи).

Редукторы с цилиндрической и конической передачей

В качестве передаточного узла используется зубчатая передача цилиндрической или конической формы. Показатель КПД редукторов этого типа чрезвычайно высок: от 80 до 98% в зависимости от количества звеньев. Важной особенностью цилиндрических и конических редукторов считается отсутствие нагревающихся элементов. Из-за простоты своего внутреннего устройства они не нуждаются в дополнительном охлаждении или усилении конструкции, что объясняет их высокую надежность и простоту в эксплуатации.

Планетарные редукторы

Здесь рабочим элементом выступает планетарная передача, которая преобразует поступающий на нее крутящий момент. Планетарные передачи отличаются от стандартных принципом своей работы: в основе преобразования лежит вращательное движение в пределах одной геометрической оси. Особенности строения планетарных узлов позволяют создавать крайне компактные редукторы, которые широко используются в различных отраслях приборостроения и промышленности.

По своим характеристикам планетарные редукторы занимают промежуточное звено между цилиндрическими и червячными. Они имеют меньший КПД, чем у цилиндрических, однако более компактны и значительно долговечнее редукторов червячного типа. Между собой планетарные редукторы отличаются количеством передач, их расположением относительно главной оси, конструктивным исполнением.

Червячные редукторы

В качестве основного конструктивного элемента здесь выступает червячная передача, которая способна преобразовывать не только прямой крутящий момент, но и угловую скорость. Своему названию червячный редуктор обязан несущему винту, который осуществляет преобразование. Он представляет собой массивный спиралевидный винт, внешне похожий на земляного червяка. КПД червяных редукторов значительно ниже, чем у традиционных цилиндрических.

Страдает и надежность: из-за сложной конструкции червячные редукторы требуют тщательного соблюдения технологических стандартов, а при повышенной нагрузке могут выходить из строя. Тем не менее, этот тип редукторов незаменим в тех случаях, когда требуется установить передаточное соединение с перпендикулярно соотносящимися осями.

Волновые редукторы

В конструктивном плане волновой редуктор состоит из неподвижного корпуса с внутренними зубьями и гибкого элемента, который соединяется с ведущим валом. Гибкий элемент имеет овальную форму и вращается внутри корпуса, создавая волнообразные возмущения.

Волновые редукторы обеспечивают очень большое передаточное отношение — гораздо выше, чем таковое у любых других видов редукторов. Кроме того, относительная простота и компактность позволяет использовать их для соединения герметично отделенных отсеков.

Общие особенности и дополнительные характеристики

Как было отмечено ранее, редукторы практически не встречаются в чистом виде. Так, вертикальные цилиндрические редукторы чаще всего имеют несколько конических передач, расположенных горизонтально. В червячных редукторах используются двухступенчатые винты с дополнительным выходным валом. Кроме того, все редукторы могут изготавливаться с двух конструктивных вариантах: чисто механические и мотор-редукторы. Последние получили самое широкое распространение и представляют собой единое устройство, совмещающее в себе электродвигатель, редукторный механизм и различные вспомогательные элементы.

Использование редукторов различных типов

Редукторы выступают в качестве основного элемента большинства сложных устройств и агрегатов. Они нашли применение практически во всех областях промышленности. В тяжелой промышленности наибольшее распространение получили цилиндрические и червячные редукторы, которые используются для передачи крутящего момента на рабочий инструмент.

В автомобилях редуктор — самый распространенный элемент. Коробка передач, карданный вал, тормозные системы, бензиновые насосы и регуляторы — во всех этих узлах используются редукторы различного типа.

Газовые редукторы и редукторы давления воды используются как в газодобывающей и перерабатывающей промышленности, так и на бытовом уровне (см. Добыча природного газа: особенности и подводные камни). Они позволяют контролировать давление жидкости или газа, изменять его направление.

Мотор-редукторы являются ключевыми элементами бытовой техники: миксеры, комбайны, стиральные машины и дрели используют планетарные или волновые мотор-редукторы для создания оптимальных режимов работы.