Цилиндрический редуктор

Процесс проектирования одноступенчатого цилиндрического редукторов

Перед тем как приступать к изготовлению этого устройства производится проектный расчет:

• подбора материалов;
• выбор максимально допустимого напряжения на качение;
• вычисление чистого полезного кручения вала.

В рамках произведения работ осуществляется подготовка эскизной компоновки редуктора.

Расчет размеров валов этого устройства производится в 2 этапа:

1. приблизительный подсчет количества оборотов чистого кручения;
2. точный расчет прочностных показателей напряжения изгиба и кручения.

Для производства подобных агрегатов рекомендуется использовать термически обработанную легированную сталь. Расчет валов при составлении проекта осуществляется в зависимости от напряжения кручения, концентрации напряжения, его циклов

Если планируется установка валов быстрого хода, то для расчета берутся во внимание меньшие значения, тихого хода — большие

Для достижения сбалансированности и соосности расположения разнообразных элементов этого устройства разрабатываются кинематические схемы одноступенчатых редукторов. Они представляют собой изображения в разных разрезах корпуса и деталей, из которых состоит редуктор, отражают их взаимное расположение, пропорции, места сопряжения и т.д.

Компоновка одноступенчатого редуктора может быть разной. Он может иметь дополнительные, существенно улучшающие его работу элементы. Например, масляный насос, который осуществляет принудительную смазку в местах, куда не попадает жидкость при вращении маховика звездочки или в редукторе червячного типа.

Создать такое устройство можно и самому, но для этого потребуется приобрести необходимые запасные части. Важным элементом редуктора, который влияет на его характеристики, является корпус и размер звёздочек, диаметр червячного механизма. Для человека, не имеющего в этом деле опыта, потребуется терпение и усердие, но достичь желаемой цели — создать редуктор с необходимыми параметрами все же можно.

Сборка устройства в этом деле является самой легкой работой, а самой ответственной и сложной — это проектирование и подбор необходимых элементов, запасных частей и деталей.

Цилиндрический редуктор — механическое устройство, предназначенное для снижения скорости вращения и увеличения крутящего момента на выходном валу. Применяется в электрических, пневматических и гидравлических приводах промышленного оборудования различного назначения. Считается одним из самых распространенных типов редукторов, отличается высоким КПД и простотой конструкции передач.

Виды мотор-редукторов

Сегодня разработано большое число вариантов мотор-редукторов, различающихся типом двигателя, принципом построения механической части и общей геометрией. Практически все возможные комбинации присутствуют в каталогах производителей.

По виду механического зацепления подразделяют цилиндрические, конические, червячные и планетарные модели. По взаимному расположению входного и выходного валов рассматривают соосные, параллельные и угловые варианты. Исходя из передаваемых мощностей выделяют модули обычного размера и мини мотор-редукторы. По типу присоединения к процессу, встречаются варианты с одно- и двухсторонним валом, а также с полым выходным валом.

Цилиндрические мотор-редукторы

Агрегаты, использующие классические цилиндрические редукторы получили большое распространение, благодаря простоте, надежности и универсальности механической части устройства. Их использование возможно в широком спектре оборудования. В зависимости от общей конструкции, цилиндрические мотор-редукторы выполняются с соосными или параллельными валами. Количество ступеней может варьироваться от одной до шести.

По способу расположения шестерен и общей компоновке выделяют горизонтальные и вертикальные модели. Такие устройства характеризуются высоким КПД, долговечностью и относительно невысокой стоимостью.  В отличие от многих других вариантов, цилиндрические редукторы обычно не допускают произвольного расположения в пространстве, что значительно ограничивает их область применения.

Конические мотор-редукторы

Устройства, собранные на основе конических шестерен, позволяют построить угловой конический мотор-редуктор. Его главной особенностью будет перпендикулярное расположение входного и выходного валов. Это ориентирует их на использование в устройствах, требующих смены направления осей. Также конические модели выгодно устанавливать в конструкциях, предъявляющих ограничение по одному из габаритных размеров устройства. Редукторы данного типа отличаются более высокой стоимостью, в виду значительной сложности изготовления отдельных деталей. Передаточное отношение конических моделей обычно невелико. Для его повышения, коническую и цилиндрическую передачи часто комбинируют, результатом чего становится коническо-цилиндрический мотор-редуктор.

Червячные модели

Сегодня, огромную популярность приобрели червячные одноступенчатые мотор-редукторы. В качестве механической передачи в них используется червячная пара. Она обеспечивает высокое передаточное отношение при сравнительно небольших габаритах. Благодаря этому стоимость червячных моделей ниже аналогов с иной конструкцией. Среди других особенностей следует выделить перпендикулярное расположение валов и самостоятельное затормаживание механизма при отсутствии внешнего поступления энергии.

В отличие от цилиндрических и конических моделей, приложение усилия к выходному валу не приведет к проворачиванию механизма. Благодаря этому такие редукторы часто используют в ответственных решениях и подъемно-транспортных устройствах. Червячные редукторы обычно не требовательны к положению установки. Благодаря герметичному корпусу их можно располагать произвольным образом, вследствие чего эти модели активно применяются для модернизации привода станков, промышленных линий и других механизмов. Среди недостатков червячных моделей обычно выделяют небольшой КПД и повышенное тепловыделение.

Планетарные и волновые мотор-редукторы

Благодаря компактности и высоким рабочим моментам, планетарные мотор-редукторы нашли широкое использование в небольших устройствах привода. Высокое передаточное отношение и способность работать с большими нагрузками, ориентирует их на использование совместно с серводвигателями промышленных роботов  и других автоматических устройств. Встречаются планетарные модели и общепромышленного применения. Благодаря особенностям конструкции зубчатой передачи, данные модели мотор-редукторов выполняются с соосными валами. Это позволяет их использовать для привода практически любых механизмов.

Дальнейшим развитием планетарных передач стали волновые редукторы. Они обеспечивают большое передаточное отношение, плавность хода и высокую точность позиционирования выходного вала. Благодаря этому такие модели стали основой построения промышленных роботов. Наряду с высокими характеристиками, данные типы передач отличаются высокими требованиями к изготовлению, а, следовательно, и высокой стоимостью, что существенно сдерживает распространение данных моделей.

Разновидности корпусов

Наиболее распространены корпуса из высокопрочного чугуна, стали или сплавов металлов, имеющих сниженный вес. Они производятся серийно методом литья в стандартных типоразмерах. Стальные и чугунные корпуса отличаются повышенной прочностью. Но если требуется существенно облегчить вес механизма, то может использоваться авиационный алюминий.

При единичном производстве или необходимости выполнения устройства в нестандартных размерах корпуса изготавливаются методом сварки. Это позволяет воплотить требуемые инженерные задумки.

Корпуса оснащаются местами для надежной фиксации по типу «ла» или «уши». Они помогают закрепить устройство согласно с разработанной схемой. На выходе наружных валов должны быть обязательно предусмотрены уплотнители. Их задача заключается в предотвращении вытекания смазочного материала (масла). С наружной стороны при необходимости имеются инжекторы, они уменьшают давление, образующееся внутри защитного корпуса.

Устройство и принцип работы

Классический редуктор представлен сочетанием различных элементов, которые при взаимодействии обеспечивают передачу усилия. Принцип работы червячного редуктора связан с особенностями основного элемента, в качестве которого выступает червеобразный ведущий винт. Именно он определяет название устройства. Кроме этого, классический вариант исполнения представлен сочетанием следующих элементов:

1. Шестерня имеет цилиндрическую форму, на поверхности которой есть зубья. Она получила весьма широкое распространение, находится в непосредственном соединении с червяком.
2. Для крепления шестерни применяется вал. Он расположен под прямым углом относительно червяка.
3. Все элементы расположены в корпусе, который часто изготавливается из чугуна. Для того чтобы можно было провести обслуживание корпус делается составным, нижняя часть выступает в качестве фиксирующего элемента.
4. Соединение двух элементов корпуса и фиксация других деталей проводится при применении различных уплотнительных элементов. Их применение можно связать с тем, что в корпусе находится масло, которое разбрасывается на момент работы для обеспечения требуемого охлаждения и снижения степени износа.
5. Вращение вала обеспечивается за счет установки подшипников самых различных типов. Этой детали уделяется довольно много внимания, так как на момент службы устройства именно они часто выходят из строя.

При этом на выходе происходит понижение количества оборотов и повышение усилия. Кроме этого, редуктора червячные технические характеристики могут иметь следующие:

1. Выделяют тихоходные и быстроходные варианты исполнения. При этом в случае небольшой скорости вращения червяк устанавливается снизу, при большой – сверху. Тихоходный вал должен смазываться соответствующим образом, так как в противном случае он не прослужит долго.
2. Если вращение основных деталей происходит при большой скорости, то масло должно подаваться под большим давлением. Низководная червячная пара может смазываться без давления при естественной циркуляции масла.

Сегодня корпус редуктора в большинстве случаев изготавливается при применении чугуна, так как этот материал выдерживает существенное воздействие окружающей среды. Передаточное число червячного редуктора зависит от размеров механизма. Чертеж устройства можно встретить в интернете, кроме этого его созданием занимается инженер с соответствующей подготовкой.

При выборе рассматриваемого механизма учитываются самые различные параметры, но передаточное отношение червячного редуктора можно считать наиболее важным параметром.

Разновидности корпусов

Наиболее распространены корпуса из высокопрочного чугуна, стали или сплавов металлов, имеющих сниженный вес. Они производятся серийно методом литья в стандартных типоразмерах. Стальные и чугунные корпуса отличаются повышенной прочностью. Но если требуется существенно облегчить вес механизма, то может использоваться авиационный алюминий.

При единичном производстве или необходимости выполнения устройства в нестандартных размерах корпуса изготавливаются методом сварки. Это позволяет воплотить требуемые инженерные задумки.

Корпуса оснащаются местами для надежной фиксации по типу «ла» или «уши». Они помогают закрепить устройство согласно с разработанной схемой. На выходе наружных валов должны быть обязательно предусмотрены уплотнители. Их задача заключается в предотвращении вытекания смазочного материала (масла). С наружной стороны при необходимости имеются инжекторы, они уменьшают давление, образующееся внутри защитного корпуса.

Преимущества и недостатки

Конструкция цилиндрического редуктора определила целый ряд плюсов механизма, а именно:

Способность передавать большую мощность практически без потерь и создавать высокий крутящий момент.

Обладает одним из лучших показателей КПД среди других редукторов. Коэффициент полезного действия может достигать 98%.

Возможность эксплуатации с неравномерной нагрузкой, с частыми пусками и остановками, в длительном режиме.

Отсутствие эффекта самоторможения, позволяющее проворачивать выходной вал вручную при выключенном двигателе.

Невысокий нагрев корпуса и основных конструктивных элементов при работе.

Сравнительно небольшой люфт выходного вала, обеспечивающий высокую кинетическую точность цилиндрического редуктора.

Высокая надежность и соответствующий рабочий ресурс механизма, который может превышать 25 тысяч часов.

Высокая вариативность основных рабочих узлов позволяет подобрать или собрать цилиндрический редуктор практически под любую задачу.

Для объективности отметим и недостатки механизмов этого класса:

Невысокое передаточное число ступени редуктора. Максимальное значение не может превышать 1 к 6,3. Для увеличения показателя потребуется реализация многоступенчатой схемы редуцирования.

Значительные габаритные размеры у установок с высоким передаточным числом.

При работе цилиндрический редуктор создает существенный шум.

Отсутствие самоторможения также несколько ограничивает сферу применения или требует применения специальных тормозящих устройств.

Следует сказать, что благодаря простоте конструкции цилиндрический редуктор отличается вполне невысокой стоимостью.

Сферы применения мотор-редуктров

Назначение мотор-редуктора — понижение скорости электродвигателя и увеличение момента вращения. В зависимости от поставленных задач редукторы успешно применяются во многих отраслях народного хозяйства. Редукторы просто незаменимы там, где требуется что-то вращать, смешивать, передвигать. Мотор-редукторы с успехом применяются в машиностроении, строительстве, металлургии, при работе в составе ленточных, цепных, роликовых конвейеров, экструдеров, различных подъемных устройств, приводов пил и ножниц, транспортирующих тележек, приводов поворотных механизмов, приводов ходовых винтов. Любая автоматизированная система имеет в качестве привода мотор-редуктор.

Наибольшее распространение получили червячные, цилиндрические, планетарные и конические мотор-редукторы. Все эти редукторы имеют различные варианты крепления и могут комплектоваться специальными электродвигателями со встроенным тормозом или двигателями во взрывозащитном исполнении. Многослойная окраска позволяет эксплуатировать привод на улице под навесом, не опасаясь коррозионных разрушений.

Недостатки цилиндрических редукторов

Наряду с достоинствами, цилиндрический тип передач имеет недостатки.

1. Одна ступень не обеспечивает большое передаточное число. Минимальное количество зубьев колеса равно 17. Это требует значительного увеличения габаритов при максимально возможных передаточных числах (до 1:12.5).
2. Высокий уровень шума, создаваемого при поочередном входе в контакт пар зубьев. Простейшая конструкция, когда они прямые. Контакт здесь происходит по всей длине зуба. Это обеспечивает передачу большой мощности, но также значительный износ и повышенный шум при вращении. В косозубых зацеплениях захват каждого последующего звена производится постепенно, что снижает вибрацию и удары. При этом требуются меньшие усилия для вращения вала.
3. Нет самоторможения. Наружная нагрузка может вращать выходной вал, что не всегда целесообразно. В одном случае это является недостатком, в другом – преимуществом.
4. Зубчатые колеса обладают высокой жесткостью и не дают возможности компенсировать динамические нагрузки.

Проектирование редуктора

1. Исходные данные

. Определение основных кинематических и энергетических
параметров редуктора

.1 Выбор электродвигателя

.2 Определение передаточного числа редуктора и разбивка его
между ступенями редуктора

.3 Определение частот вращения зубчатых колес и моментов на
валах редуктора

. Расчет зубчатых колес

.1 Выбор материала и способов упрочнения зубьев колес

.2 Допускаемые контактные напряжения

.3 Допускаемые изгибные напряжения

.4 Проектировочный расчет тихоходной передачи

.5 Проверка зубьев тихоходной передачи на выносливость по
контактным напряжениям

.6 Проверка зубьев колес тихоходной передачи по напряжениям
изгиба

.7 Проектировочный расчет быстроходной передачи

. Разработка эскизного проекта

.1 Диаметры валов и выбор подшипников

.2 Подбор шпоночных соединений

.3 Конструкция элементов зубчатых колес

.4 Смазывание трущихся поверхностей редуктора и выбор
уплотнений

.5 Компоновка редуктора

. Проверочный расчет промежуточного вала

.1 Определение реакций в опорах и построение изгибающих
моментов

.2 Проверка на статическую прочность

. Расчет подшипников на долговечность

. Описание конструкции

Список литературы

1. Исходные данные

Исходными данными для курсового проектирования редуктора являются:

а) схема редуктора показана на рис. 1.1;

б) вращающий момент на выходном конце тихоходного вала Т_Т=600
Н·м;

в) частота вращения тихоходного вала n_Т=100 мин-1;

г) длительность работы под нагрузкой L_h=10000 ч;

д) режим нагружения рис. 1.2.

Рисунок 1.1 – Кинематическая схема редуктора

Рисунок 1.2 – Режим нагружения

2. Определение основных кинематических и энергетических параметров
редуктора

2.1 Выбор
электродвигателя

редуктор электродвигатель зубчатый колесо

Для выбора электродвигателя определяют его требуемую мощность и частоту
вращения.

Потребляемую мощность (кВт) на выходном валу редуктора по крутящему
моменту Т_Т (Н·м) и частоте вращения n_Т (мин-1)
определяют по формуле:

 (2.1)

Тогда требуемая мощность (кВт) электродвигателя:

 (2.2)

где  – КПД редуктора.

Коэффициент полезного действия двухступенчатого редуктора определяют с
учетом потерь в отдельных парах кинематической цепи:

 (2.3)

Здесь  – КПД зубчатой передачи,  – КПД пары подшипников,  – КПД муфты /2/.

Требуемую мощность определяют по формуле (2.2):

Требуемая частота электродвигателя:

б(2.4)

где  – передаточное число редуктора,

 – частота вращения быстроходного (входного) вала редуктора.

Для двухступенчатого цилиндрического редуктора примем  и вычислим предварительную частоту
вращения вала электродвигателя:

 (2.5)

Подбираем электродвигатель /2, таблица 24.8/ с мощностью  и частотой вращения  близкой к . Выбираем асинхронный двигатель
серии АИР 132S4/1440 мощностью , синхронной частотой вращения  и асинхронной частотой вращения вала
электродвигателя .

2.2
Определение передаточного числа редуктора и разбивка его между ступенями
редуктора

После выбора двигателя становятся известны его мощность  и частота вращения  при номинальной нагрузке.

Передаточное число редуктора:

 (2.6)

Передаточное число  тихоходной и  быстроходной ступеней редуктора определяют, из соотношения
/2, стр. 9, табл. 1.3/:

 (2.7)

Фактическое передаточное число:

 (2.8)

Отклонение фактического передаточного числа  от значения , полученного по формуле (2.8), не
должно превышать 4%, т.е.

 (2.9)

Как располагать редуктор в пространстве

Очень важно расположить мотор по правильной схеме. Для этого:

• ось червяка следует установить понизу;
• ось червячного колеса — поверху.

Если этого не выполнить, из редуктора начнёт вытекать масло или, наоборот, червячная пара окажется целиком в масле, что снижает время работы устройства. Крепить червячный редуктор лучше с помощью фланцевого крепежа или реактивной штанги. А вот от крепёжных лап лучше отказаться.

Помните также и о таком свойстве червячного редуктора, как самоторможение. Поэтому не следует крепить его на тележку, которую приходится временами двигать вручную. Актуальные курсы 163 валют с графиками их изменений Вы можете увидеть на сайте наших партнёров currency.events.

Актуальные вопросы по вакцинации от коронавируса (covid-19):

• Как законно отказаться от вакцинации коронавируса
• Что будет с теми кто откажется от вакцинации от коронавируса
• Кому нельзя делать прививки от коронавируса
• При вакцинации от коронавируса есть ограничения по возрасту
• Нужно ли делать прививку от коронавируса если уже переболел

• Гороскоп по знакам зодиака на март 2021 года
• Лунный посевной календарь на март 2021
• Лунный календарь стрижек на март 2021
• Лунный календарь маникюра на март 2021

Особенности редукторов по виду механических передач

Мировой промышленностью выпускается огромное количество редукторов и редукторных механизмов различающихся по типу передачи, вариантам сборки и т.д. Рассмотрим основные типы механических передач, их особенности и преимущества.

Цилиндрическая передача – является самой надежной и долговечной из всех видов зубчатых передач. Данная передача применяется в редукторах, где требуется высокая надежность и высокий КПД. Цилиндрические передачи обычно состоят из прямозубых, косозубых или шевронных зубчатых колёс.

а) Прямозубая цилиндрическая передача

б) Косозубая цилиндрическая передача

в) Шевронная цилиндрическая передача

г) Цилиндрическая передача с внутренним зацеплением

Конические передачи – обладают всеми преимуществами цилиндрических зубчатых передач и применяются в случае перекрещивания входного и выходного валов.

а) Коническая зубчатая передача с прямым зубом

б) Коническая зубчатая передача с косым зубом

в) Коническая зубчатая передача с криволинейным зубом

г) Коническая гипоидная передача

Червячная передача – позволяет передавать кинетическую энергию между пересекающимися в одной плоскости валами. Основными преимуществами данной передачи является высокий показатель передаточного отношения, самоторможение, компактные размеры. Недостатками являются низкий КПД, быстрый износ бронзового колеса, а также ограниченная способность передавать большие мощности.

Гипоидная передача – она же спироидная состоит из конического червяка и диска со спиральными зубьями. Ось червяка значительно смещена от оси конического колеса, благодаря чему число зубьев одновременно входящих в зацепление в несколько раз больше чем у червячных передач. В отличие от червячной пары в гипоидной передаче линия контакта перпендикулярна к направлению скорости скольжения, что обеспечивает масленый клин и уменьшает трение. Благодаря этому КПД гипоидной передачи выше, чем у червячной передачи на 25%.

а) Червячная передача с цилиндрическим червяком

б) Червячная передача с глобоидным червяком

в) Спироидная передача

г) Тороидно-дисковая передача

д) Тороидная передача внутреннего зацепления

Волновая передача – прототипом является планетарная передача с небольшой разницей количества зубов сателлита и неподвижного колеса. Волновая передача характеризуется высоким показателем передаточного отношения (до 350). Основными элементами волновой передачи являются гибкое колесо, жесткое колесо и волновой генератор. Под действием генератора гибкое колесо деформируется и происходит зацепление зубьев с жестким колесом. Волновые передачи широко применяются в точном машиностроении благодаря высокой плавности и отсутствия вибраций во время работы.

1) Зубчатое колесо с внутренними зубьями

2) Гибкое колесо с наружными зубьями соединенное с выходным валом редуктора

3) Генератор волн

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 1643-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски ГОСТ 2185-66 Передачи зубчатые цилиндрические. Основные параметры ГОСТ 6636-69 Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные линейные размеры ГОСТ 8032-84 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел ГОСТ 9563-60 Основные нормы взаимозаменяемости. Колеса зубчатые. Модули ГОСТ 14186-69 Колеса зубчатые цилиндрические передач типа Новикова. Модули ГОСТ 16162-93* Редукторы зубчатые. Общие технические условия ________________ * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 50891-96. ГОСТ 16530-83 Передачи зубчатые. Общие термины, определения и обозначения ГОСТ 16531-83 Передачи зубчатые цилиндрические. Термины, определения и обозначения ГОСТ 24266-94 Концы валов редукторов и мотор-редукторов. Основные размеры, допускаемые крутящие моменты ГОСТ 24386-91 Механизмы ведущие и ведомые. Высоты осей

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.

Передаточное отношение	Число заходов червяка	Число зубов колеса
7-8	4	28-32
9-13	3-4	27-52
14-24	2-3	28-72
15-27	2-3	50-81
28-40	1-2	28-80
40	1	40

Кинематические схемы одноступенчатых червячных редукторов представлены ниже:

А) Редуктор с нижним расположением червяка Б) Редуктор с верхним расположением червяка В) Редуктор с боковым расположением червяка (ось червяка расположена горизонтально) Г) Редуктор с боковым расположением червяка (ось червяка расположена вертикально)

Редукторы червячные двухступенчатые позволяют получить моменты в диапазоне 100 – 2800Нм. Конструкция представляет собой жесткую скрутку двух редукторов. Между собой редукторы соединены с помощью фланца. Цилиндрический вал первой ступени установлен в полый вал второй ступени. Вариант расположения червячных пар представлен на рисунке ниже:

Расположение входного и выходного вала зависит от варианта сборки. Существуют следующие сборки: 11, 12, 13, 16, 21, 22, 23, 26.

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.

Применение цилиндрических редукторов

Благодаря высокому КПД, цилиндрические редукторы наиболее распространены. Их используют в приводах прокатных валков, металлообрабатывающих станков, мешалок и др. Нагрузка может быть равномерной, переменной, реверсивной, однонаправленной. Другие типы передач применяются, когда необходимо обеспечить особые условия: плавный ход, высокое передаточное число при небольших габаритах, угловую компоновку привода.

Редукторы применяются для следующих целей:

• ступенчатое снижение скорости вращения – коробка передач;
• бесступенчатое изменение угловой скорости – вариатор;
• преобразование низкой скорости в высокую – мультипликатор;
• совмещение с двигателем в одном блоке – мотор-редуктор.

Принцип работы цилиндрического горизонтального редуктора

В наиболее простом варианте, когда цилиндрическая передача одноступенчатая, работать будут только шестерня и зубчатое колесо. Шестерня присоединена к ведущему валу, который крепится к приводу с помощью муфты. В результате ротор электродвигателя передает свое вращение сначала на ведущий вал, потом с помощью зубчатой передачи на колесо. Последнее прикреплено с помощью шпонки либо запорного кольца на ведомом валу. За счет вращения колеса приходит в движение и ведомый вал, а ведь именно к нему подсоединено все требуемое оборудование.

Почему цилиндрический редуктор называется горизонтальным? Дело в том, что оси ведущего и ведомых валов расположены в одной горизонтальной плоскости. Иногда валы могут находиться с осями в параллельных горизонтальных плоскостях. При этом в корпусе они крепятся с помощью подшипниковых узлов (с двух сторон: от шестерни, а также от колеса). Благодаря такой конструкции механизм имеет плавный ход.

Чтобы уменьшить трение между зубьями, на дне корпуса должен быть достаточный слой смазки. Через нее будет проходить колесо во время вращения, перенося масло к передаче. От качества смазочного состава зависит то, как долго прослужит весь механизм.

Главные параметры цилиндрического горизонтального редуктора – это модуль, а также передаточное число. От них зависит, насколько эффективно будет работать механизм и снижать частоту вращения, повышая передаваемое усилие.

Горизонтальные цилиндрические редукторы используются практически во всех отраслях. Данные механизмы применяются в промышленности, при производстве автомобилей, танков, бытовых и кухонных электроприборов, в бензоинструментах. Они нашли свое применение там, где нужно передать вращение с максимальным КПД.

Цилиндрическо-червячные двухступенчатые редукторы

В схеме на рис. 41 быстроходная ступень — с цилиндрическими колесами; тихоходная ступень — с червячной парой; быстроходный и тихоходный валы перекрещиваются под прямым углом и параллельны основанию корпуса редуктора. В схеме на рис. 42 быстроходная ступень с червячной парой, а тихоходная с цилиндрическими колесами; быстроходный и тихоходный валы перекрещиваются под прямым углом и параллельны основанию корпуса редуктора. В схеме на рис. 43 быстроходная ступень с цилиндрическими колесами; тихоходная ступень — с червячной парой; быстроходный и промежуточный валы перпендикулярны к основанию корпуса, тихоходный вал параллелен основанию корпуса.