Значение работы редуктора, его основные характеристики и виды

Справочная информация по выбору редуктора

Редукторы (латинского слова reductor) получили широкое распространение во всех отраслях промышленного и аграрного хозяйства, поэтому их производство с каждым годом увеличивается, появляются новые модификации, совершенствуются уже существующие модели.

Редуктор служит для снижения частоты вращения тихоходного вала и увеличения усилия на выходном валу. Редуктор может иметь одну или несколько ступеней, цель которых увеличение передаточного отношения. По типу механической передачи редукторы могут быть червячными, коническими, планетарными или цилиндрическими. Конструктивно редуктор выполнен как отдельное изделие, работающее в паре с электродвигателем и установленное с ним на одной раме.

Промышленностью сегодня выпускаются редукторы общего и специального назначения.
Редукторы общего назначения могут применяться во многих случаях и отвечают общим требованиям. Специальные же редукторы имеют нестандартные характеристики подходящие под определенные требования.

Классификация, основные параметры редукторов

В зависимости от типа зубчатой передачи редукторы бывают цилиндрические, конические, волновые, планетарные, глобоидные и червячные. Широко применяются комбинированные редукторы, состоящие из нескольких совмещенных в одном корпусе типов передач (цилиндро-конические, цилиндро-червячные и т.д.).

Конструктивно редукторы могут передавать вращение между перекрещивающимися, пересекающимися и параллельными валами.
Так, например цилиндрические редукторы позволяют передать вращение между параллельными валами, конические – между пересекающимися, а червячные – между пересекающимися валами.

Общее передаточное число может достигать до нескольких десятков тысяч, и зависит от количества ступеней в редукторе. Широкое применение нашли редукторы, состоящие из одной, двух или трех ступеней, при чем они могут, как описывалось выше, совмещать разные типы зубчатых передач.

Ниже представлены наиболее популярные виды редукторов, серийно выпускаемые промышленностью.

Цилиндрические редукторы

Цилиндрические редукторы являются самыми популярными в машиностроении. Они позволяют передавать достаточно большие мощности, при этом КПД достигает 95%. Вращение передается между параллельными или соосными валами. Передаваемая мощность зависит от типоразмера редуктора. В цилиндрических редукторах применяются передачи, состоящие из прямозубых, косозубых или шевронных зубчатых колес. Количество цилиндрических передач напрямую влияет на передаточное отношение. Например, одноступенчатый редуктор может иметь передаточное число 1,5 до 10, две ступени – от 10 до 60, а три ступени – от 60 до 400.

Кинематические схемы наиболее распространенных видов цилиндрических редукторов представлены на рисунке ниже:

А) – Простой одноступенчатый цилиндрический редуктор
Б) – Двухступенчатый редуктор цилиндрический с несимметричным расположением зубчатых колес
В) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор, входной вал быстроходной передачи изготовлен с двумя шестернями
Г) – Соосный цилиндрический редуктор
Д) – Соосный цилиндрический редуктор с симметричным расположением опор относительно тихоходной передачи
Е) – Соосный цилиндрический редуктор с шевронной быстроходной передачей
Ж) – Соосный цилиндрический редуктор с раздвоенной передачей
З) – Соосный цилиндрический редуктор с посаженными на быстроходный вал двумя косозубыми шестернями с противоположенным наклоном зубьев
И) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор с раздвоенной быстроходной и тихоходной передачей

Червячные редукторы

Червячные редукторы получили большую популярность в виду своей простоты и достаточно низкой стоимости. Из всех видов червячных редукторов наиболее распространены редукторы с цилиндрическими или глобоидными червяками. Как и многие другие типы редукторов червячные могут состоять из одной или нескольких ступеней. На одноступенчатом редукторе передаточное отношение может быть в пределах 5-100, а на двух ступенях может достигать 10000. Основными достоинствами редукторов червячного типа являются компактные размеры, плавность хода и самоторможение. Из недостатков можно отметить не очень высокий КПД и ограниченная нагружаемая способность. Основными элементами являются зубчатое колесо и цилиндрический червяк. Цилиндрический червяк представляет собой винт с нанесенной на его поверхности резьбой определенного профиля. Число заходов зависит от передаточного отношения, и может составлять от 1 до 4. Вторым основным элементом редуктора является червячное колесо. Оно представляет собой зубчатое колесо из сплава бронзы, количество зубьев также зависит от передаточного отношения и может составлять 26-100.

В ниже приведенной таблице представлена зависимость передаточного отношения от количества зубов колеса и заходов винта.

Значение работы редуктора, его основные характеристики и виды

Редуктор — важная составляющая любого механизма, которая отличается своим сложным строением. Он состоит из металлической основы, внутрь которой помещены специальные пластины (передачи). Вращаясь, они приводят в движение механизм. Внутрь корпуса еще обычно помещают дополнительные детали для охлаждения и смазки.

Без редуктора не могут работать большее число современных технологий, используют это изобретение очень часто.

Сейчас производят разнообразные редукторы по составу и по форме:

  1. В зависимости от количества пластин:
  • одноступенчастый;
  • многоступенчастый.
  1. В зависимости от своей формы и наполнения:
  • цилиндрический редуктор;
  • редуктор конусный;
  • редуктор червячный;
  • комбинированный.

Самыми популярными из них являются червячный и цилиндрический двигатели.

Редуктор червячного типа

В составе такого механизма основную работу осуществляют зубчатые пластины и червяк — специальный винт, который заставляет ее работать. Такой редуктор является одним из сложнейших изобретений, так как кручение там происходит не так, как в других типах двигателей.

У винта резьба наносится необычно — в виде трапеции. Изготавливают такой элемент из очень прочного материала, что бы продлить срок службы. Резьба может иметь от одной до четырех составляющих, в зависимости от того изделия, где он будет применен.

Рабочая пластина имеет вид колеса, на котором делается тоже резьба под червячный винт. Материал, который используется для передачи, зависит от мощности самого редуктора.

Такое устройство часто используют для приборов с большой мощностью, там он будет очень эффективен.

Основные плюсы червячного двигателя:

  • плавная работа;
  • небольшой уровень шума при движении пластины;
  • имеет способность самоторможения;
  • небольшой вес и размер, так как имеет только две составляющие.

Минусы:

  • большое трение в процессе работы, соответственно и износ деталей;
  • нагревание редуктора;

Этот редуктор работает очень медленно, поэтому его рационально применять в устройсвах для получения большой мощности.

Применение редукторов цилиндрического типа

Они имеют в своем составе зубчатые пластины в форме цилиндра, которые могут располагаться на одной оси или параллельно.

При размещении передач на одной оси, редукторы бывают с одной ступенью или с несколькими. Устанавливаются они в механизме на специальные насадки или в углубления.

Плюсами таких устройств являются:

  • они имеют большой срок службы;
  • имеют большой коэффициент полезной работы;
  • обладают способностью выносить большие нагрузки;
  • очень точны и практичны;
  • работают одинаково хорошо и при частом использовании, и при редком;
  • прекрасно отдают всю потребительскую энергию, в следствии чего практически не нагреваются;
  • производятся из прочного материала, надежны;
  • большое разнообразие таких редукторов позволяет выбрать нужный именно для определенного устройства.

Существуют, конечно, и некоторые недостатки:

  • отсутствует эффект самоторможения;
  • создают большой шум в процессе работы;
  • работают только по одной оси в одном направлении.

Однако большой перечень достоинств цилиндрический двигателей, делает их наиболее популярными среди остальных. Их используют в бытовых приборах, для производственных станков и во многих других устройствах. Цилиндрические редукторы практически универсальны. Преимуществом их является и то, что есть возможность установки в любом положении — и в горизонтальном, и в вертикальном.

При выборе типа редуктора, важно разобраться для каких целей он нужен. Тогда подобрать нужный механизм будет не сложно.

Виды редукторов. Применение редукторов

Этот механизм можно назвать ключевым инженерно-техническим устройством. 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.

Читайте также:  Алакса в стране зомби Admiral X

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.

Все о редукторах

Свое название редуктор получил от латинского слова reductor, что означает «возвращаю обратно». Это и есть основной принцип действия редуктора, который представляет собой сложное механическое устройство, состоящее из одной или нескольких передач зубчатого или червячного типа. Назначение редуктора состоит в том, что при помощи этих передач любое вращение преобразуется и изменяет угловые скорости.

Редукторы входят в системы приводных механизмов. Область применения у редукторов обширна: ни один механизм, который имеет узлы вращения, не обходится без них. Все двигатели, будь то электродвигатели или двигатели внутреннего сгорания, обязательно имеют редукторы разных типов. В редукторе имеется одна или несколько систем передач с зацеплением и постоянным передаточным числом. Именно от типа этих передач зависит тип редуктора.

Классификация редукторов

Редукторы бывают конические, цилиндрические, волновые, планетарные – это зубчатые типы передач, а также червячного типа. Кроме того они могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и трехступенчатыми системами. При этом в двухступенчатых и трехступенчатых редукторах могут применяться разные типы передач. Помимо подразделения по типам передач, редукторы делятся и по своему конструктивному исполнению.

Типы редукторов по такому принципу делятся на механические и мотор-редукторы.

Механические редукторы представляют собой просто механические передачи, а мотор-редукторы – это совмещенные в одном корпусе редуктор и электродвигатель. По типу расположения в пространстве редукторы делятся на горизонтальные и вертикальные.

Червячные редукторы

Эти редукторы имеют одну или две передачи червячного типа. Винт, который лежит в основе такой передачи, своим видом похож на червяка. Червячный редуктор чаще всего применяется для сообщения энергии вращения между осями, скрещивающимися в пространстве, чаще всего перпендикулярно.

В червячных редукторах уменьшение угловой скорости выходного вала и увеличение крутящего момента происходит за счет преобразования энергии, заключенной в высокой угловой скорости и низком крутящем моменте на входном валу. Такие редукторы имеют высокую универсальность и обширную область применения.

Наибольшее распространение имеют одноступенчатые червячные редукторы однако встречаются и двухступенчатые. В них два одноступенчатых червячных редуктора скомпонованы в единый механизм. Выходной вал, как правило, полого типа, одного редуктора имеет жёсткое соединение с входным валом второго редуктора. Двухступенчатая компоновка позволяет добиться высокого передаточного отношения всего редуктора, что даёт возможность получения большего крутящего момента при малой входной мощности. Встречаются редукторы, в которых червячная передача совмещена с цилиндрической или передачей иного типа.

Цилиндрические редукторы

Такие редукторы обязаны названию не цилиндрической формой, а типом передачи, которая в них используется. Зубчатый цилиндр является основным валом такого редуктора. Благодаря своему устройству, редуктор этого типа используется чаще всего в горизонтальном положении, в котором производительность передачи наиболее высока. КПД редуктора такого типа достигает 98%, что зависит от его передаточного числа. Благодаря высокому КПД нет эффекта рассеивания передаваемой редуктором энергии, и это позволяет избежать нагревания всех элементов механизма. Цилиндрический редуктор бывает одно-, двух-, трех- и четырехступенчатой модификации. Но чаще используются редукторы с несколькими ступенями, или редукторы, в которых совмещены цилиндрическая и коническая передача. Применяется цилиндрический редуктор в первую очередь в машиностроении и тяжелой промышленности.

Кроме червячных и цилиндрических редукторов, есть типы зубчатой передачи, конические, планетарные и волновые. Такие типы редукторов тоже бывают одноступенчатыми и двухступенчатыми и используются как с моно-передачей, так и с совмещением передач нескольких типов.

Классификация редукторов в зависимости от вида передач и числа ступеней

РедукторЧисло ступенейВиды передачВзаимное расположе­ние осей входного и выходного валов
ЦилиндрическийОдноступенчатыйОдна или несколько цилиндрических передачПараллельное
Двухступенчатый; трехступенчатыйПараллельное или соосное
ЧетырехступенчатыйПараллельное
КоническийОдноступенчатыйОдна коническая передачаПересекающееся
Коническо-цилиндрическийДвухступенчатый; трехступенчатый; четырехступенчатыйОдна коническая переда­ча и одна или несколько цилиндрических передачПересекающееся или скрещивающееся
ЧервячныйОдноступенчатый; двухступенчатыйОдна или две червячные передачиСкрещивающееся
Параллельное
Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрическийДвухступенчатый; трехступенчатыйОдна или две цилиндрические передачи и одна червячная передачаСкрещивающееся
ПланетарныйОдноступенчатый; двухступенчатый; трехступенчатыйКаждая ступень состоит из двух центральных зубчатых колес и сател­литовСоосное
Цилиндрическо-планетарныйДвухступенчатый; трехступенчатый; четырехступенчатыйКомбинация из одной или нескольких цилин­дрических и планетар­ных передачПараллельное или соосное
Коническо-планетарныйДвухступенчатый; трехступенчатый; четырехступенчатыйКомбинация из одной конической и планетар­ных передачПересекающееся
Червячно-планетарныйДвухступенчатый; трехступенчатый; четырехступенчатыйКомбинация из одной конической и планетар­ных передачСкрещивающееся
ВолновойОдноступенчатыйОдна волновая передачаСоосное

Устройство и назначение редуктора

Редуктор – это механизм, который состоит из зубчатых и червячных передач, и выполнен в виде отдельного устройства. Он служит для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочего механизма. Основное назначение редуктора это понижение угловой скорости и, вследствие этого увеличение крутящего момента ведомого вала по отношению к ведущему. Есть несколько типов редукторов, можно купить редуктор червячный, цилиндрический редуктор, волновой редуктор, конический угловой редуктор. Все эти виды обусловлены типом передач, на которых построена работа редуктора, или по типу зубчатых колес, это относится к цилиндрическим и коническим редукторам. Кроме того редукторы подразделяются по числу ступеней передачи, существует одноступенчатый редуктор, двухступенчатый редуктор и редукторы с большим ступенчатым числом.

Редуктор представляет собой корпус, в который помещены все элементы передачи – валы, зубчатые колеса, подшипники и остальное. Иногда в корпусе редуктора расположены устройства, которые служат для смазки зацепления и подшипников (к примеру, в корпус редуктора может быть размещен шестеренный масляный насос) или охлаждающие устройства (к примеру, змеевик с водой в корпусе червячного двухступенчатого редуктора).

Редукторы проектируются либо для привода конкретного механизма, либо можно купить редуктор, ориентируясь по заданной нагрузке и его передаточному числу без указания конкретного назначения. Так же редукторы подразделяются на горизонтальные и вертикальные, в соответствии с положением вала в пространстве.

Принцип работы редукторов

Так как в основе работы редуктора лежит передача и преобразование крутящего момента, основной характеристикой механических редукторов является тип механической передачи, которая в них используется.

Типы передач:

  • Цилиндрическая зубчатая передача – один из самых надежных и долговечных типов передач, обеспечивающий высокий ресурс использования. Как правило, применяется в редукторах с особо сложным режимом работы. Этот тип передач подразделяется на прямозубные передачи, косозубчатые и шевронные передачи;
  • Коническая зубчатая передача – в отличие от предыдущей имеет оси входных и выходных валов, которые пересекаются друг с другом. Роторы с такой передачей используются когда необходимо изменить направление передаваемой кинетической энергии;
  • Червячная передача – это механическая передача от винта («червяка») к зубчатому колесу. Имеют достаточно высокое передаточное отношение и относительно низкое КПД. Бывают однозаходные и многозаходные;
  • Гипоидная передача (спироидная) – использует для передачи конические колёса со скрещивающимися осями (колеса могут иметь косые или криволинейные зубья). Такой тип передачи отличается низким шумом работы, плавностью хода и высокой нагрузочной способностью;
  • Цепная передача – как понятно из названия, использует гибкую цепь для передачи механической энергии. Состоит из двух звёздочек (ведущей и ведомой) и цепи, состоящей, в свою очередь, из подвижных звеньев. Это один из самых универсальных, простых и экономичных типов передач;
  • Ремённая передача – передача энергии при помощи гибкого ремня за счет силы трения или сил зацепления (в случае с зубчатыми ремнями). Состоит из ведущего и ведомого шкивов, а также приводного ремня. К преимуществам можно отнести недорогую стоимость, бесшумность и плавность работы, а также легкий монтаж и компенсацию перегрузок за счет проскальзывания;
  • Винтовая передача – преобразует поступательное движение во вращательное, и наоборот. Как правило, представляет собой конструкцию, состоящую из винта и гайки. Бывает передача качения и скольжения. Эта передача чаще используется не для перемещения, а для закрепления. Применяется в регулировочных винтах, приводах исполнительных органов механизмов, различных инструментах;
  • Волновая передача – относительно новый тип передач, характеризующийся очень высоким передаточным отношением. Работает за счёт генерирования волн на гибком колесе, оснащенным меньшим количеством зубьев чем жесткое колесо, и смещения колесо относительно друг друга на разницу зубьев за один оборот. Среди достоинств – малый вес, высокая кинематическая точность, способность передачи момента через герметичные стенки.

Число ступеней редуктора

Как правило, редукторы, состоящие только из одной передачи, встречаются крайне редко. Такой тип редукторов называется одноступенчатым. Куда больше распространение получили двух-трех и многоступенчатые редукторы, причем в таких редукторах могут встречаться как передачи одного типа, так и несколько различных передач, комбинированных между собой. Общее передаточное отношение редуктора напрямую зависит от типа используемой передачи и количества ступеней. В некоторых механизмах количество ступеней может до десятков и сотен тысяч.

Валы редуктора

Размещение различных передач в одном корпусе редуктора позволяет разместить опоры валов с очень точно соблюдённой соосностью и строго выдержанными межосевыми расстояниями. Передача крутящего момента может осуществляться между параллельными, пересекающимися и даже перекрещивающимися валами. Взаимное расположение валов определяет, какой именно тип передачи будет использоваться в данном редукторе. Так, например, для передачи вращения между валами, расположенными параллельно используются цилиндрические зубчатые передачи. Если валы пересекаются – применяют конические зубчатые передачи, а в случае с перекрещивающимися валами оптимальным будет применение червячных, зубчато-винтовых и гипоидных передач. По количеству возможных скоростей выходного вала редукторы можно разделить на механизмы с постоянным показателем передаточного отношения (односкоростные редукторы), а также на двух – и многоскоростные редукторы, с возможностью изменения передаточного отношения.

Ресурс передач, валов и подшипников редукторов

Наименование показателяТип редуктораЗначение показателя, ч
90%-ный ресурс передач и валовЦилиндрический, конический, коническо-цилиндрический, планетарный25000
90%-ный ресурс подшипниковЧервячный, глобоидный, волновой10000
Цилиндрический, конический, коническо-цилиндрический, планетарный12500
Червячный5000
Глобоидный, волновой10000

Конструктивные особенности редуктора

Конструктивное исполнение – это корпус, внутри которого находятся все элементы передачи – валы, шестерни и подшипники, зубчатые колеса и другие. За счет разницы передаточных чисел сопряженных шестерен, редуктор может снижать скорость вращения выходного вала, относительно скорости входного. Благодаря этому свойству, редуктор активно используется как привод для разных двигателей и механизмов. Универсальность применения, которой обладает редуктор, предопределяет его широкое применение в промышленности.

Читайте также:  Выясняем все про бумажные полотенца

Для работы, например, конвейера, нужны подшипники и приводные цепи, способные обеспечить движение различных транспортеров и грузовых площадок. Все конвейерные механизмы приводит в движение мотор-редуктор, представляющий собой электродвигатель, конструктивно совмещенный с центральной шестерней редуктора любого типа передачи.

Благодаря тому, что мотор-редуктор имеет простую конструкцию, он не требует постоянного технического обслуживания, а его компактные размеры позволяют закрепить на раму подъемного механизма, не занимая лишнего пространства. В редукторах высокоточного позиционирования, используются радиально-аксиальные подшипники, установленные в композитные положения, обеспечивающие плавное и бесшумное вращение вала. Редукторы разного типа устроены по своему, их валы могут находиться как в одной плоскости, так и под углом друг к другу. От этого зависит производительность редуктора и его передаточное число.

Конструктивные исполнения по способу монтажа

Примеры условных обозначений и изображений:
121 – соосный редуктор, конструктивное исполнение корпуса на лапах, крепление к потолку, валы горизонтальные, выходной вал слева (рис. 1, а);
2231 – редуктор с параллельными осями, исполнение корпуса с фланцем, поверхность крепления перпендикулярна осям валов, креп­ление к левой стене, валы горизонтальные в вертикальной плоскости (рис. 1, б);
3120 – редуктор с пересекающимися ося­ми, исполнение корпуса навесное, поверхность крепления параллельна осям валов, крепление к потолку, валы горизонтальные (рис. 1, в);
4323 – редуктор со скрещивающимися осями, исполнение корпуса насадное, поверх­ность крепления перпендикулярна оси колеса, выходной вал вертикальный, червяк слева от колеса (рис. 1, г).
Символом ///// обозначена точка фиксации изделия от проворота реактивным моментом и крепление полого выходного вала на валу рабо­чей машины.

Как выбрать редуктор?

От выбора редуктора зависит не только его надежность и производительность, но и долговечность. Ошибки при расчете в выборе редуктора могут привести к преждевременному выходу его из строя. Поэтому работу по расчету и выбору редуктора нужно по возможности доверить опытным специалистам-конструкторам, которые учтут все факторы, такие как: расположение редуктора в пространстве, условия его работы, рабочей температуры и предельного в процессе эксплуатации.

Подтвердив все это расчетами, специалист сможет подобрать оптимальный редуктор под конкретный привод. Как показывает практика, правильно подобранный тип редуктора и его передаточное число обеспечивает срок службы механизма не менее 7 лет для червячных редукторов и не меньше 15 лет для цилиндрических редукторов. Иногда нет возможности проконсультироваться у специалиста. Как посчитать передаточное число редуктора самому? Любой расчет редуктора необходимо начать с составления кинематической схемы всего привода – это позволит определить тип редуктора, который необходим для данной системы.

Как определить передаточное число редуктора?

Передаточное число редуктора определяется по общей формуле:

где nвх – это количество оборотов входного вала редуктора, то есть обороты электродвигателя, по числу оборотов в минуту, а nвых– это необходимое количество оборотов выходного вала редуктора, оборотов в минуту.

Полученное передаточное число округляется до передаточного числа из типового ряда для данных типов редукторов. Необходимо помнить, что расчет передаточного числа редуктора, таким образом, является довольно приблизительным. А при выборе электродвигателя частота вращения вала всего двигателя, а, значит, и входного вала редуктора не может превышать 1500 оборотов в минуту для редукторов любого типа. Обороты электродвигателя необходимо выбирать исходя из технических характеристик самих электродвигателей и механизмов, для которых они предназначены.

Редуктор и все, что нужно о нем знать — описание,виды,фото,видео

Каждый автовладелец знает, для чего нужен такой механизм, как редуктор и насколько он важен для машины. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое редуктор, какие бывают редукторы и для чего они нужны. Также мы расскажем о составляющих редуктора.

История

Процесс промышленной революции был ознаменован переходом деревянных деталей к металлическим. Движители на ветряной и водяной тяге уже создавали такие усилия, которые деревянным деталям было выдержать сложно. Основным фактором промышленной революции явилось создание более совершенных механизмов, поиск новых энергетических ресурсов. Появление паровой машины потребовало наличие очень больших мощностей. Следовательно появилась нужда в конструировании металлических редукторов. К середине девятнадцатого века ручные ткацкие станки уже стали отходить далеко на задний план и заменяться механическими с втрое большей производительностью.

Энергия стала дешеветь, что привело к повышению быстродействия станков и укрепило их экономическое преимущество. Паровой двигатель обладал достаточной мощью, чтобы запускать несколько текстильных станков. Станки размещали вокруг парового двигателя для повышения КПД. Паровой двигатель развязал руки производственным возможностям, что позволило строить предприятия как у воды, так и в тех местах, где были уголь, транспорт, рабочие руки и рынки сбыта. Новое время селекционировало оптимальные конструкции зубчатых передач.

Большую популярность обрели именно те, которые выдавали наиболее высокий экономический эффект. Середина 19 века ознаменовалась появлением первых серийных редукторов. Ну а появление через несколько лет двигателей внутреннего сгорания и электрического привода, ознаменовало создание редукторов с заданными параметрами. Зубчатые механизмы передавали вращательные движения от двигателей с высокими оборотами и преобразовывали их параметры. Даже первейшие образцы электродвигателей и внутреннего сгорания были наделены слишком большой скоростью и моментом, что, априори, не подходило к использованию в промышленности. Сегодня, конечно же сложно найти любое транспортное средство или технологическое оборудование, которое лишено зубчатого механизма. Редукторы применяются практически во всех автомобилях и технологическом оборудовании. Как Вы уже поняли, зубчатые передачи прошли много лет развития.

Устройство редуктора

Механический редуктор представляет собой механизм, который преобразует крутящий момент и передает его с помощью одной или более механической передачи. Редуктор характеризуется коэффициентом полезного действия, передаточным отношением и передаваемой мощностью, а также максимальными углами валов, которые вращаются с заданной скоростью. Редукторы могут состоять из разного количество ведущих и ведомых валов, а также из разных типов передач. Далее мы рассмотрим, какие бывают типы редукторов исходя из типов их передач.

Типы редукторов

В зависимости от того, какой передачей обладает редуктор, он будет принадлежать к тому или иному типу. Различают цилиндрические, конические, червячные, планетарные, волновые, комбинированные редукторы. Данная классификация является основной, однако, в механике также принято различать и дополнительную классификацию по корпусу изделия. Кроме того, часто редукторы различают по передаточному числу и распределяемой мощности.

Виды редукторов

По виду передач:

  1. цилиндрические (валы параллельные);
  2. конические (валы пересекаются);
  3. червячные (валы перекрещиваются);
  4. комбинированные (коническо-цилиндрические), валы пересекаются и параллельны.

По числу ступеней:

  1. одноступенчатые (два вала);
  2. двухступенчатые (три вала);
  3. трехступенчатые.

Ступень — одна пара зубчатых колес (передач), обеспечивающих преобразование частоты вращения и крутящего момента.

Число ступеней равно числу валов минус один!

Рассмотрим основные разновидности редукторов:

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор служит для одновременного уменьшения частоты вращения и

увеличения крутящего момента.Цилиндрические редукторы делят на горизонтальные одноступенчатые, и на горизонтальные двухступенчатые. Цилиндрические редукторы применяются при переменной, постоянной, одного направления и реверсивной нагрузке, как при непрерывной работе, так и при работе с периодическими остановками. У цилиндрического редуктора реализовано разностороннее вращение валов. Редукторы этого типа обладают высокой степенью надежности и КПД, но производят высокий уровень шума.

Червячный редуктор

Червячные редукторы, наверное, самый часто используемый тип данных механизмов. Он представляет собой винт с резьбой (червяк), зацепленный с зубчатым колесом со специальным профилем зубьев (червячное колесо). При вращении винта (червяка) его витки при перемещении толкают в том же направлении зубья червячного колеса. Таким образом габариты червячного редуктора ограничены размерами червяка и червячного колеса. Так же данные редукторы отличаются сниженной шумностью и отличной плавностью хода.

Но ему так же присущи и недостатки: нагрев, люфт, пониженный КПД, «самоторможение».

Применение их весьма широко – транспортеры, конвейерные ленты, бетономешалки, насосы. Редукторы используются в автомобилестроении, станкостроении, даже при производстве климатотехники и систем вентиляции применяются различные виды редукторов.

Мотор-редуктор это симбиоз самого редуктора и электродвигателя (иногда также его называют редукторным электродвигателем).

Различают следующие мотор-редукторы предназначенные для использования в промышленности :спироидные, цилиндрические, червячные, цилиндрически-червячные, планетарные, волновые и специального исполнения. Чаще всего в промышленности встречаются следующие мотор-редукторы с соосной схемой расположения редуктора и двигателя – планетарные и цилиндрические. В червячных мотор-редукторах электродвигатель часто расположен под углом 90 градусов к выходному валу.

Выходной вал мотор-редуктора может быть исполнен в различный вариациях: полый с шлицевым отверстием, односторонний или двухсторонний, конический, цилиндрический или муфтовый.

На выбор мотор-редуктора должны, в первую очередь, влиять следующие факторы: как часто будет проводится пуск мотор-редуктора; длительность суточной работы; внешняя нагрузка и частота вращения валов.

Неисправности редуктора

Чаще всего поломки редуктора, как составного элемента автомобильной трансмиссии зачастую связаны полной выработкой ресурса деталей, которые требуют последующей замены. Основными причинами способствующими последующим неисправностям редуктора заднего моста являются: — изношенные сальники хвостовика; — изношенные подшипники хвостовика и дифференциала; — вышедшие из строя элементы дифференциала; — изношенные или сломанные детали главной пары. Признаки сломанного редуктора заднего моста не заметить попросту невозможно. Это и течь масла из самого редуктора, и характерный завывающий звук, который исходит из этого узла при движении. Всё это сразу же выдаёт причину поломки. И если протечку трансмиссионного масла устранить достаточно просто, поставив новый сальник хвостовика, то шум, который издаёт поломанная трансмиссия, убрать не так то и просто.

В первую очередь следует проверить не исчезает ли шум при движении машины накатом. Если он пропадает, то причина шума, естественно в главной паре редуктора. Если же шум и гул никуда не пропали, тогда, скорее всего, причина это заключается в сломанных подшипниках хвостовика или дифференциала. Почему так просто получается диагностировать такие серьёзные неисправности? Отвечаем. Во время движения автомобиля накатом, элементы главной пары не соприкасаются с усилием, следовательно они не в состоянии каким бы то ни было образом повлиять на появление странного шума в автомобиле.

Отметим то, что зачастую главная пара подвержена повышенному износу по причине низкого уровня масла. Когда детали редуктора недостаточно смазаны, это естественно подвергает их очень большим фрикционным и тепловым перегрузкам. А уровень масла, в свою очередь, резко снижается из-за неисправностей в сальнике, который становится непригодным для эксплуатации при плохо затянутой гайке хвостовика. Следующей причиной, приводящей к замене редуктора заднего моста, является повышенная нагрузка трансмиссии, которая возникает при длительном использовании машины с сильным перегрузом. Также не исключайте дефект деталей с конвейера, которые установлены на задний редуктор, стоимость которого непомерно завышена.

Регулировка редуктора заднего моста

Производить регулировку заднего моста необходимо лишь в тех случаях, когда он действительно начал Вас беспокоить странным гулом, который уже слышно на скоростях от 30 км/ч. Основной причиной появления характерного шума в редукторе заднего моста является постоянное подвергание автомобиля большим перегрузкам или слишком частая езда с прицепом или простые механические повреждения. Поэтому не медлите с визуальной диагностикой механизма. Сальники и фланцы, подшипники, сателлиты (звездообразный элемент в дифференциале) и их оси – всё это нужно будет снять и осмотреть, а в случае износа – незамедлительно поменять. Как должны выглядеть все эти детали в нормальном рабочем состоянии, Вы узнаете из мануала к Вашему транспортному средству. Замена редуктора в отечественном автомобиле будет не дорогостоящей.

Читайте также:  Потрясающий дизайн-проект современного дома в минималистском стиле

А если же у Вас иномарка, тогда лучше изучите все прейскуранты и наведите справки в магазинах автомобильных запчастей. Теперь, когда все детали исправны (это было выявлено при визуальной диагностике), то можно собирать редуктор. Первым делом идёт ведущая шестерня, далее регулировочная шайба, фланец и распорная втулка с подшипниками. Далее затягиваем гайку с необходимым усилием. Для этого берём специальный ключ с встроенным динамометром, в отсутствие такового придётся постоянно пользоваться мерным рычагом. Каждый миллиметр хода рычага нужно будет сопровождать измерением давления безменом. А это очень хлопотно и долго, причём требует определённой точности и осторожности. Гайка должна затягиваться на 1 Ньютон, в это время фланец не должен двигаться.

Его нужно закрепить специальным ключом с распорками, которые по размеру точно подходят под пазы фланца. Затем монтируем ведомую шестерню на её место в корпус дифференциала и затягиваем болты. Теперь приступаем к непосредственной регулировке люфта. После установки всех деталей на своё место, затягиваем все гайки по минимуму и поворачиваем ведомую шестерню. Далее проверяем её на наличие небольшого люфта, покачивая шестерню из стороны в сторону. Запомните, люфт должен быть, но не значительный! Это, можно сказать, запасное место для нагрева редуктора. Чтобы ничего не лопнуло при движении. На заключительном этапе проверяем расстояние между болтами, удерживающими гайки, которые мы недавно закрутили. Гайки необходимо затянуть на одинаковое расстояние, для этого следует воспользоваться штангенциркулем. После снова проверяем шестерню на наличие люфта. Важно, чтобы он таким и оставался дальше. Всё, регулировка редуктора окончена.

Что делает редуктор

Само по себе слово редуктор в буквальном смысле означает понижение. Соответственно, редакторы были придуманы для того, чтобы понижать частоту вращения. При этом редуктор повышает мощность крутящего момента. Как уже было сказано нами в начале статьи, редукторы используют в автомобилях. Там они нужны для того, чтобы осуществлять понижение передачи и возврат. Этот принцип хорошо можно увидеть на примере работы передач велосипеда, где роль редуктора выполняют так называемые звездочки. Отметим, что сегодня редукторы используются не только в машинах, но и во многих двигателях, а также для снижения и поддержания давления рабочей среды, в том числе газа, пара и жидкости.

Чем отличается редуктор от дифференциала

Этот вопрос часто задают начинающие автомобилисты. Редуктор, как мы сказали выше, это узел, который повышает или понижает крутящий момент, приходящий на него от коленвала двигателя. А дифференциал – узел, который делит приходящий от редуктора крутящий момент между осями (межосевой дифференциал) или полуосями (межколесный дифференциал) в определенной пропорции, а также отвечает за подачу большего или меньшего крутящего момента на внешнее колесо при повороте автомобиля.

Как разобрать редуктор

Корпус редуктора имеет некоторые особенности, в результате чего такое устройство разбирается по определенной схеме. Этот процесс необходим, если по какой-то причине устройство редуктора перестал нормально функционировать. Некоторые поступают неправильно: когда редуктор ломается, его просто выбрасывают. Однако при правильном подходе к этому делу оборудование может быть отремонтировано, после чего техника будет функционировать так же, как и раньше.

Кроме того, как уже указывалось ранее, купить запчасти для автомобиля или мотороллера сложно, поэтому не стоит зря ими разбрасываться.

    • Если корпус редуктора некоторое время находился в разобранном состоянии, то для начала его было бы неплохо очистить от пыли и грязи;
    • Открутить все болты, которые стягивают редуктор. Взять строительный фен. С его помощью со всех сторон прогреть устройство, после чего деревянной киянкой постучать по корпусу. Делать это нужно до тех пор, пока он не разойдется на две половинки;
    • Теперь можно выяснить, что повлекло за собой поломку. Естественно, есть разные типы редукторов, поэтому следует это учитывать, во время поисков причины неисправности. Редуктор мог выйти из строя по двум основным причинам: был сломан первичный вал или его подшипник, либо стерлись зубья шестерен. Обе запчасти придется заменить, если они сломаны;
    • Шестерни и подшипники следует снять, чтобы их заменить новыми запчастями;
    • Извлечь стопорный щит;
    • Снять стопорное кольцо и вынуть полуось из чашки;
    • Перед началом сборки всех деталей обратно, нужно проверить их целостность;
    • Когда корпус редуктора полностью собран, его можно отправлять в отведенное место.
Планетарный редуктор: описание,преимущества,характеристики,принцип работы.
Червячный редуктор: описание.виды.принцип работы,ремонт,фото,видео.

Как сделать генератор с двигателем самостоятельно

Рулевой редуктор: описание,устройство,принцип работы,регулировка,виды.

Что такое редуктор? Характеристика и виды

Через редуктор выполняется сообщение крутящего движения от одного механического узла другому. Данный узел может иметь разные исполнения и технико-эксплуатационные параметры в зависимости от конкретного назначения. Что такое редуктор с точки зрения конструкционного исполнения? Это достаточно простой механизм, выполненный из группы шестерней и заключенный в металлический корпус. Впрочем, у разных модификаций устройства свои функциональные и технические особенности.

Принципиальное устройство агрегата

Корпус редуктора обычно выполняется из литого металла повышенной прочности с термозащитным покрытием. Например, это может быть литейный чугун или стальной сплав. Если технологическими требованиями ставится задача облегчения конструкции, то могут использоваться и легкосплавные корпуса. Внешняя часть имеет узлы для крепления – так называемые лапки и ушки, благодаря которым агрегат надежно фиксируется к месту эксплуатации. Также предусматриваются каналы для герметизации и уплотнения, препятствующие вытеканию технических жидкостей. Но что такое редуктор изнутри? В центральной части размещается механическая инфраструктура, непосредственно обеспечивающая силовой крутящий момент на базе моста. Это система ведомых и ведущих шестерней, которые взаимодействуют с валом. Ведомая группа обычно превосходит по размерам ведущую, а также имеет больше зубцов, перемещающих функциональные узлы.

Чем редуктор отличается от дифференциала?

Данный агрегат часто путают с редуктором, что не совсем правильно, хотя на то есть веские причины. Действительно, оба узла входят в одну конструкционную систему, отвечающую за передачу и распределение крутящего момента. Что такое редуктор в данной инфраструктуре? Это механизм, который понижает или повышает частоту вращения, передавая движение дифференциалу. Последний, в свою очередь, не влияет на динамику работы крутящего момента, а лишь распределяет усилие между осями. По этой причине дифференциал и называют межосевым. Впрочем, есть и разновидность межколесных агрегатов, которые могут также менять пропорции крутящего момента, транслируя его на колеса при поворотах.

Передний и задний редукторы – в чем разница?

Если рассматривать элементы обоих редукторов в отрыве от общей системы, то определить его принадлежность к приводу не удастся. Но при сравнительном анализе выяснится, что ведомые шестерни у заднего механизма будут крупнее. В остальном же меняется только конфигурация расположения совмещенных узлов. В частности, редуктор заднего моста находится вдоль продольной линии автомобильного корпуса вместе с коробкой передач и двигателем. За гибкость сцепки при этом отвечает карданный вал. В системе с передним приводом задействуются редукторы угловых скоростей шарового типа. В остальном механика работы остается одинаковой.

Основные характеристики редуктора

К наиболее значимым технико-эксплуатационным параметрам редуктора можно отнести следующие:

  • Передаточное число. Отражает отношение количества зубцов колеса к количеству зубцов шестерни в передаче. Также в расчетах может учитываться число заходов к червячной передаче и соотношение диаметра большего шкива с толщиной меньшего шкива в ременной передаче.
  • Надежность. На рабочие качества не влияет, но выражает эксплуатационный ресурс – как отдельных элементов, так и системы в целом. К слову, изменение конструкционных параметров из-за износа может сказаться и на качестве выполнения основных функций механизма, что отражается и на смежных агрегатах. Например, редуктор моста вполне может повлиять на работоспособность осей через вынужденное снижение оборотов крутящего момента.
  • Коэффициент полезного действия. Характеризует производительность и эффективности устройства с точки зрения качества передачи энергии. Для определения КПД используется соотношение использованной энергии к затраченной.
  • Защитно-изоляционные качества. Определяются по системе классов защиты IP. Например, стандартные механизмы на сегодняшний день обеспечиваются корпусами IP 55, способными выдерживать температуры в диапазонах от -15 до 40 °C. Также изоляция не допускает под корпус частицы пыли, грязь и воду.

Червячный редуктор

Достаточно простой и поэтому распространенный механизм, принцип действия которого предусматривает использование передачи с червячной резьбой в профиле. С точки зрения эксплуатации, это оптимальное решение для передачи оборотов между двумя осями, расположенными перпендикулярно. В частности, редукторы этого типа применяются в рулевом управлении легкового транспорта. К преимуществам червячных систем относят возможность выработки в одной ступени высокого передаточного числа (до нескольких сотен). Кроме того, червячный редуктор бесшумен, отличается плавным ходом и не требует применения тормозных устройств, поскольку предусматривает активацию собственного механизма торможения при достижении определенного уровня передаточного числа.

Редуктор в виде мотора

Конструкционно сложная система, представляющая собой комбинацию двигателя и редуктора. Целевой областью применения таких механизмов можно назвать тот же транспорт, но в более широком смысле. Дело в том, что мотор-редуктор на своей базе позволяет выполнять червячные, а также планетарные и цилиндрические конструкции с соответствующими принципами действия, которые могут подстраиваться под самые разные условия применения. Несмотря на сложность устройства и широкий функционал, такие агрегаты характеризуются низким уровнем вибраций и скромными габаритами.

Особенности комбинированного редуктора

Тоже в некотором роде гибридная конструкция, но в данном случае объединяющая не движок с редуктором, а два разных типа передатчика крутящего момента. Если в предыдущем случае на основе редуктора можно было реализовать лишь один тип передатчика, то в комбинированных установках объединяется цилиндрический механизм с планетарным, коническим или червячным. По месту расположения тоже особых ограничений нет. Это может быть и задний, и передний редуктор с соответствующим набором операций и своей спецификой работы. Например, в комбинировано-конической системе, как правило, колеса обеспечиваются криволинейными зубьями в профиле, так как на эту ступень будут приходиться наибольшие угловые скорости с моментом порядка 60 тыс. об./мин.

Заключение

Редуктор относится к тем системам и механизмам, которые выполняют не особо заметную, но важную задачу. Функция регулятора крутящего момента полностью механизирована и в этом смысле может казаться морально устаревшей – к примеру, на фоне распространяющихся пневматических систем с приводами, управляемыми электроникой. А что такое редуктор с точки зрения механики регуляции? Это агрегат, полностью зависящий от манипуляций водителя и лишь в минимальной степени соприкасающийся с автоматикой уже других узлов ходовой части. При этом нельзя сказать, что конструкция редуктора никак не развивается и стоит на месте. Помимо улучшения конструкционных параметров ответственных элементов, с применением новых сплавов совершенствуются и схемы вращения, что позволяет минимизировать нагрузки, а также повышать комфортность и безопасность управления целевой техникой.

Ссылка на основную публикацию