Тип редуктора
Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:
Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).
Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.
Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.
Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.
В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.
ВАЖНО! Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений
- Конструкция червячных редукторов позволяет использовать их при любом положении выходного вала.
- Применение цилиндрических и конических моделей чаще возможно в горизонтальной плоскости. При одинаковых с червячными редукторами массо-габаритных характеристиках эксплуатация цилиндрических агрегатов экономически целесообразней за счет увеличения передаваемой нагрузки в 1,5-2 раза и высокого КПД.
Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи
| Тип редуктора | Число ступеней | Тип передачи | Расположение осей |
| Цилиндрический | 1 | Одна или несколько цилиндрических | Параллельное |
| 2 | Параллельное/соосное | ||
| 3 | |||
| 4 | Параллельное | ||
| Конический | 1 | Коническая | Пересекающееся |
| Коническо-цилиндрический | 2 | Коническая Цилиндрическая (одна или несколько) | Пересекающееся/скрещивающееся |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Червячный | 1 | Червячная (одна или две) | Скрещивающееся |
| 1 | Параллельное | ||
| Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрический | 2 | Цилиндрическая (одна или две) Червячная (одна) | Скрещивающееся |
| 3 | |||
| Планетарный | 1 | Два центральных зубчатых колеса и сателлиты (для каждой ступени) | Соосное |
| 2 | |||
| 3 | |||
| Цилиндрическо-планетарный | 2 | Цилиндрическая (одна или несколько) Планетарная (одна или несколько) | Параллельное/соосное |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Коническо-планетарный | 2 | Коническая (одна) Планетарная (одна или несколько) | Пересекающееся |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Червячно-планетарный | 2 | Червячная (одна) Планетарная (одна или несколько) | Скрещивающееся |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Волновой | 1 | Волновая (одна) | Соосное |
Применение мотор-редуктора
Область применения мотор-редукторов практически полностью перекрывает варианты, использующие связку отдельных электродвигателя с редуктором. В большинстве случаев применение моноблочных моделей дает дополнительную выгоду по массе, габаритам и стоимости. Преимущества раздельного исполнения ограничены случаем использования демпфирующих муфт. Такие муфты способны расцеплять вал двигателя от вала редуктора при значительных динамических нагрузках. В мотор-редукторах скачки нагрузок с большой долей вероятности приведут к разрушению конструктивных элементов. Поэтому при выборе конкретных моделей следует учитывать запас по динамической прочности. Среди недостатков следует учитывать и меньшую ремонтопригодность. При выходе из строя механической части потребуется заменить весь агрегат, а не отдельную часть. Выход из строя электродвигателя менее критичен, так как его замена допускается большинством конструкций редукторов.
В некоторых случаях единая конструкция становится незаменимой. В миниатюрных устройствах автоматики и роботах, использование отдельных привода и механической передачи способно значительно усложнить и укрупнить конструкцию, понизить ее надежность. Конечной целью таких устройств является не поддержание требуемой скорости, а точное позиционирование отдельных элементов. В таких системах большое распространение нашли малогабаритные мотор-редукторы. В качестве привода в них используются шаговые, либо бесколлекторные двигатели, обеспечивающие высокую точность работы.
Схема редуктора, собранного из деталей списанной машины
Этот редуктор собран из деталей главного привода машины ГАЗ — 69. Конические шестерни вращаются от звездочки привода, который закреплен на хвостовике. Затем крутящийся момент перенаправляется на одну из двух ведомых шестерней, которые вращаются в подшипниках под номером 206 на шлицевом валу. В нужное время работает та шестерня, которая сцепляется с втулкой реверса на центральном шлице вала. Затем карданом движение передается дифференциалу или же ведущему колесу механического транспорта.
И заключающий важный момент для владельцев мотоблоков или минитракторов. При покупке механизма цена также играет важную роль, потому что на дешевые агрегаты в основном устанавливаются неразборные редукторы. Такие механизмы ненадежны для долгосрочной работы. Этот редуктор при надобности невозможно отремонтировать, разобрать или собрать, поменять детали. Его изготавливают из металла низкого качества, детали у него негельзированные.
На дорогие агрегаты устанавливаются редукторы, которые можно разобрать, а это позволяет производить техническое обслуживание редуктора и ремонт. Как и любой другой механический транспорт нуждается в постоянной перепроверки, ремонте, обновлении, так и редуктор необходимо постоянно просматривать и контролировать. Время от времени обязательно проводить диагностику механизма, для предотвращения поломок в дальнейшем.
При покупке выгоднее купить более дорогой редуктор, потому что он послужит вам дольше.
Технические характеристики
Редуктора отличаются внешне по размерам и форме. Внутреннее строение разнообразное. Объединяет их всех перечень технических характеристик, по которым они подбираются на различные машины и станки. К основным параметрам редуктора относятся:
- передаточное число;
- передаточное отношение;
- значение крутящего момента редуктора;
- расположение;
- количество ступеней;
- крутящий момент.
Передаточное число берется общее, всех передач, и одновременно указывается таблица передаточных чисел, если узел имеет 2 и более ступени. По нему подбирают узел, который преобразует вращение электродвигателя или мотора с нужное количество оборотов.
При этом важно знать величину крутящего момента на выходном валу редуктора, чтобы определить, будет ли достаточной мощность, чтобы привести в движение агрегат
Передаточное число
Основная характеристика зубчатого зацепления, по которой определяются все остальные параметры. Показывает, на сколько оборотов меньше делает колесо относительно шестерни. Формула передаточного отношения:
U = Z2/Z1;
где U – передаточное число;
Z1 число зубьев шестерни;
Z2 число зубьев зубчатого колеса.
Модуль зубьев шестерни и колеса одинаковый. Их количество напрямую зависит от диаметра. Поэтому можно использовать формулу:
U = D2/D1;
Где D2 и D1 диаметры колеса и шестерни соответственно.
Расчет общего передаточного момента определяется как произведение передаточных чисел всех пар:
Uр = U1× U2× … × Un;
Где Uр передаточное число;
U1, U2, Un передаточные числа зубчатых пар.
При расчете передаточного числа берется отношение количества зубьев колеса и заходов червяка.
В цепных передачах расчет передаточного числа делается аналогично, по количеству зубьев на звездочках и по диаметрам деталей.
При определении передаточного числа ременной пары количество зубьев заменяется диаметрами шкивов и все умножается на коэффициент скольжения. В отличие от зубчатой передачи, линейная скорость движения крайних точек на шкивах не равна друг другу. Зацепление не жесткое, ремень проскальзывает. КПД передачи ниже, чем у зубчатой и цепной передачи.
Передаточное отношение
При проектировании нового узла с заранее заданными характеристиками, за основу берется мощность будущего редуктора. Она определяется по величине крутящего момента:
где U12 – передаточное отношение;
W1 и W2 – угловые скорости;
n1 и n2 – частота вращения.
Знак «–» указывает на обратное направление вращения колеса и вала, на котором оно находится. При нечетном количестве передач ведомое колесо крутится в противоположном направлении по отношению к ведущему, навстречу ему. При четном количестве зацеплений конических колес вращение обоих валов происходит в одном направлении. Заставить его крутится в нужную сторону можно установкой промежуточной детали – паразитки. У нее количество зубьев как у шестерни. Паразитка изменяет только направление вращения. Все остальные характеристики остаются прежними.
Крутящий момент
Определение крутящего момента на валу необходимо, оно позволяет узнать мощность на выходе редуктора, величины связаны прямо пропорциональным соотношением.
Крутящий момент входного двигателя на входе, умножается на передаточное число. Для получения более точного фактического значения надо умножить на значение КПД. Коэффициент зависит от количества ступеней и типа зацепления. Для прямозубой конической пары он равен 98%.
Как правильно выбрать устройство?
На данный момент много компаний предлагают множество моделей такого устройства через каталоги, где описаны назначения для каждого типа. Для начала заказчика будет интересовать соотношение «цена-качество». Сейчас достаточно популярна продукция Ваuеr или Воnfigliоli. Это действительно хорошее оборудование высокого качества, которое прослужит долго и верно. Но все же на его ремонт придется тратиться, так как запчасти привозят из-за границы. Именно по этой причине большинство заказчиков делают выбору в пользу отечественных производителей, да и стоимость по прайсу такого устройства будет намного ниже, равно как и стоимость ремонта.
И лишь для машин высокой точности следует подумать, а стоит ли пренебрегать качеством? Но и здесь отечественные производители стараются наступить на пятки заграничным поставщикам. По этой причине перед покупкой определите для себя, где и как будет использован мотор, что и поможет сделать верный выбор.
Мотор-редуктор – электрический двигатель и редуктор, которые собраны в единое устройство. Он намного компактнее по сравнению с приводом из одного лишь редуктора, установка намного проще, а кроме того, материалоемкость фундаментной рамы уменьшена, для механизмов с полым валом не нужны никакие рамные конструкции. Огромно количество решений в плане конструкции и типичных размеров дает возможность оснащать предприятия устройствами различных назначений, мощностей и габаритов. Данное устройство можно использовать для всех областей промышленности и для строительства.
Самые распространенные – это планетарные и цилиндрические агрегаты, которые сделаны по сообщающей системе расположения выходного вала и электрического двигателя. Червячные устройства имеют расположение электрического двигателя под 90 градусов к валу выходного типа.
Применение волнового редуктора
За ряд особенностей, недоступных другим механизмам такого типа, привод с волновым редуктором получил широкое распространение во многих отраслях промышленности. Такое устройство встречается:
- в космонавтике и авиастроении;
- в судостроении и на подводных лодках;
- в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли;
- на химическом производстве;
- в атомных электростанциях;
- в робототехнике и автоматизированных системах;
- при добыче полезных ископаемых.
Герметичность устройства позволяет использовать его в сложных климатических условиях, в вакууме и под водой. Устойчивость к большим нагрузкам и сложным условиям работы нашло применение для этих аппаратов в атомной энергетике и местах с возможностью взрывов и землетрясений. Точность передаваемых движений позволяет использовать их в станках с числовым программным управлением. Высокий запас прочности и длительный срок эксплуатации позволяет использовать редуктор в любом производстве, внедрить его в технологический процесс, задействовать в работе конвейера, автоматизированных систем и другом оборудовании.
Простая конструкция позволяет собрать такой механизм своими руками, но, если цели использования предполагают применение редуктора в сложном технологическом процессе, стоит приобрести профессиональное оборудование. Его стоимость окажется существенно выше, но производитель дает гарантию на оборудование и выполнение им всех поставленных задач.
Волновые редукторы имеют множество преимуществ, за которые нашли повсеместное применение. Они обладают высоким коэффициентом полезного действия, множеством вариантов передаточных чисел, небольшими размерами, высокой точностью и плавной работой движущихся элементов. Высокая стоимость таких устройств в сравнении с другими редукторами, окупается в длительном сроке эксплуатации и недорогом обслуживании.
Коэффициент полезного действия (КПД)
Расчет КПД рассмотрим на примере червячного редуктора. Он будет равен отношению механической выходной мощности и входной мощности:
ñ = (P2/P1) x 100
где P2 – выходная мощность; P1 – входная мощность.
ВАЖНО!
В червячных редукторах P2 < P1 всегда, так как в результате трения между червячным колесом и червяком, в уплотнениях и подшипниках часть передаваемой мощности расходуется.
Чем выше передаточное отношение, тем ниже КПД.
На КПД влияет продолжительность эксплуатации и качество смазочных материалов, используемых для профилактического обслуживания мотор-редуктора.
Таблица 4. КПД червячного одноступенчатого редуктора
| Передаточное число | КПД при aw, мм | ||||||||
| 40 | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | |
| 8,0 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 | 0,96 |
| 10,0 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 |
| 12,5 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 |
| 16,0 | 0,82 | 0,84 | 0,86 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 |
| 20,0 | 0,78 | 0,81 | 0,84 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 |
| 25,0 | 0,74 | 0,77 | 0,80 | 0,83 | 0,84 | 0,85 | 0,86 | 0,87 | 0,89 |
| 31,5 | 0,70 | 0,73 | 0,76 | 0,78 | 0,81 | 0,82 | 0,83 | 0,84 | 0,86 |
| 40,0 | 0,65 | 0,69 | 0,73 | 0,75 | 0,77 | 0,78 | 0,80 | 0,81 | 0,83 |
| 50,0 | 0,60 | 0,65 | 0,69 | 0,72 | 0,74 | 0,75 | 0,76 | 0,78 | 0,80 |
Таблица 5. КПД волнового редуктора
| Передаточное число | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 |
| КПД | 0,83 | 0,82 | 0,80 | 0,78 | 0,75 | 0,72 | 0,70 | 0,65 |
Таблица 6. КПД зубчатых редукторов
| Тип редуктора | КПД |
| Цилиндрический и конический одноступенчатый | 0,98 |
| Цилиндрический и коническо-цилиндрический двухступенчатый | 0,97 |
| Цилиндрический и коническо-цилиндрический трехступенчатый | 0,96 |
| Цилиндрический и коническо-цилиндрический четырехступенчатый | 0,95 |
| Планетарный одноступенчатый | 0,97 |
| Планетарный двухступенчатый | 0,95 |
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.
Конструктивные особенности червячного редуктора. Устройство и принцип работы.
Конструкционно червячный редуктор представляет собой металлический прочный корпус, внутри которого расположена червячная передача. Данный механизм состоит из так называемого червяка – винта с резьбой, и колеса, оснащенного дугообразными косыми зубьями, которые плотно огибают окружность витков винта. Во время движения винта нарезанные вдоль его оси витки резьбы движутся и приводят в действие червячное колесо. Оси колеса и червяка расположены под углом 90 градусов. Расстояние между этими осями – это показатель, характеризующий габариты агрегата и используется в техническом описании устройства. Межосевое расстояние указывается в мм. Например, NMRV-030, 060, 150.
Корпус червячного редуктора изготавливается из чугуна, что обеспечивает высокую прочность агрегата и износостойкость в процессе эксплуатации. Для удобства обслуживания корпус является составной конструкцией, что позволяет легко выполнить разборку для обслуживания внутренних узлов.
Винт рассчитан на высокие рабочие нагрузки, поэтому материал его изготовления – легированная сталь. Шестерню изготавливают из цветного металлического сплава, который рассчитан на снижение коэффициента трения и исключение перегрева в области сцепления лубьев и винта. Червяк – основное звено всего механизма, а шестерня принимает крутящий момент от зубчатого колеса, осуществляя вращение вала на выходе агрегата. Вал относительно винта расположен под прямым углом.
Чтобы червячный редуктор не перегревался за счет трения движущихся узлов внутри агрегата применяется масляная смазка. Для обеспечения герметичности и стабильной фиксации всех деталей устройства используются уплотнительные элементы, которые также помогают избежать потери масла во время работы агрегата.
Редуктор червячного типа в зависимости от количества резьбовых каналов и возможных ступеней может быть многоступенчатым или одноступенчатым. Одноступенчатые устройства используются чаще всего благодаря простоте устройства, гарантирующей стабильную эксплуатацию при равномерных нагрузках.
Одноступенчатые приводы
Одноступенчатый механизм отличается от других моделей небольшими компактными размерами, а также обеспечивает во время работы передачу максимального усилия. В одноступенчатом агрегате тихоходный вал может располагается справа, слева или с обеих сторон корпуса.
В зависимости от поставленных задач и особенностей монтажа подбирается подходящий тип компоновки аппарата. Червячный редуктор, оснащенный одноступенчатым приводом, отличается плавной работой и функцией самоторможения.
Многоступенчатые приводы червячных редукторов
Когда нужно обеспечить работу с высоким передаточным числом, применяется червячный редуктор, имеющий две и более ступени. Расположение винта в многоступенчатых агрегатах горизонтальное или вертикальное рядом с колесом, под или над ним.
Многоступенчатый механизм подбирается с учетом поставленных задач и особенностей функционирования агрегата. При боковом размещении передачи достигается снижение уровня смазочного материала, который находится в подшипнике вертикального вала.
Конструктивные особенности взрывозащищённых мотор-редукторов
Отдельный класс мотор-редукторов.
Они состоят из редуктора, взрывозащищённого электродвигателя или из редуктора, взрывозащищённого электродвигателя и взрывозащищённого тормоза, а также, могут изготовлены быть под частотное регулирование.
Мотор-редукторы данного вида подбираются по климатическому исполнению, классу взрывоопасной зоны, классу взрывоопасной смеси.
Характеристики мотор-редуктора по умолчанию
- на 380 Вольт,
- климатическое исполнение У3 (электродвигатель У2),
- степень защиты 1ЕхdIIBT4(класс взрывоопасной зоны 2).
Всё отличное от этого оговаривается при заказе.
Отличия от общепромышленного мотор-редуктора
- Главным отличием от общепромышленного мотор-редуктора является факт нормирование температуры нагрева корпуса, как электродвигателя, так и редуктора. Для температурного класса Т4 это 135 градусов, для температурного класса Т5 — 100 градусов, для температурного класса Т6 — 85 градусов. При этом указанные температуры должны быть при верхнем значении рабочей температуры окружающей среды. По этой причине червячные мотор-редукторы и фрикционные мотор-вариаторы в оборудовании с классом T6 не применяются, так как они могут нагреваться до 90-95 градусов. Температурный класс определяется как температура вспышки взрывоопасной смеси минус 50 . В большинстве случаев хватает температурного класса Т4.
- Если общепромышленный электродвигатель комплектуется только одним типом кабельного ввода, то взрывозащищённый комплектуется несколькими типами в зависимости от типа кабеля и наличия металлорукава:
- для обычного кабеля,
- для бронированного кабеля,
- для трубной прокладки,
- для металлорукава.
По умолчанию электродвигатель поставляется с кабельным вводом для обычного кабеля. Для зарубежных электродвигателей необходимо указывать тип кабеля, так как они комплектуются кабельным вводом сборщиком мотор-редуктора.
- Ещё одно отличие при заказе мотор-редуктора с тормозом. Тормоз может быть как в электродвигателе, так и отдельной единицей. Если тормоз является отдельной единицей, то он может крепиться между электродвигателем и редуктором, или на второй входной конец вала редуктора (если это позволяет редуктор). Когда тормоз является отдельной единицей — электродвигатель может быть российского производства. Когда тормоз отдельная единица, то температура эксплуатации мотор-редуктора может быть минус 50 градусов (без подогрева).
- Мотор-редуктор с электродвигателем, имеющем защиту 1ExdIICT4, может применяться и там, где требуется взрывозащита 1ExdIIBT4 (но, не наоборот). Мотор-редуктор с электродвигателем, имеющем защиту 1ExdIIBT4, может применяться там, где требуется взрывозащита 1ExdIIAT3 (но, не наоборот).
Работа от преобразователя частоты
Все мотор-редукторы с взрывозащищёнными электродвигателями могут работать от преобразователя частоты с диапазоном регулирования от 35 до 50 Гц без дополнительных опций. Работа в диапазоне регулирования от 5 до 50 Гц приводит к снижению мощности электродвигателя (или увеличению размеров электродвигателя при той же мощности), или его оснащению дополнительными опциями, например, вентилятором.
Так, 3 кВт электродвигатель превращается в 1,9 кВт. Дополнительные опции в электродвигателях российского производства появляются в электродвигателях 132 габарита и выше. Электродвигатель с дополнительными опциями (вентилятор принудительного охлаждения) может работать и на частотах от 1 Гц. Если у вас диапазон регулирования 5-50 Гц, то момент редукторной части рассчитывается по мощности сетевого питания,то есть, по большей мощности с коррекцией (уменьшением) на 0,05 коэффициентов. В любом случае, момент на редукторе не должен быть выше 1,6 табличного во всех режимах работы мотор-редуктора. В противном случае, мотор-редуктор очень быстро выйдет из строя.
Следует отметить, что обдув редукторной части в мотор-редукторах имеющих крыльчатку на втором конце вала быстроходной ступени, с уменьшением частоты вращения электродвигателя также падает, что может привести к перегреву редуктора. Решением может быть только установка электровентилятора (взрывозащищённого) со стороны редукторной части.
Устройство редуктора
Виды редукторов
Назначение редуктора это передача крутящего момента от привода к исполнительному механизму и изменение крутящего момента и угловой скорости, в том числе и направление вращения вала. В машиностроении применяются червячные, цилиндрические, конические, планетарные, волновые и другие виды редукторов. Они применяются для привода барабанов лебедок грузовых и пассажирских лифтов или конвейерных лент, в червячных и шестеренных талях, для вращения валков прокатных станов и т.д. Основной рабочий орган редуктора это зубчатое колесо, которое входит в зацепление с сопряженным колесом, обеспечивая передачу крутящего момента. В цилиндрическом редукторе, применяемом для передачи крутящего момента между параллельными валами, применяется цилиндрическое зубчатое колесо, зацепление в котором может быть прямозубым, косозубым или шевронным. Для передачи вращения между перпендикулярно расположенными валами применяются червячный или конический редуктор. В червячном редукторе применяется т.н. червячная передача, состоящая из червяка и червячного колеса. Червяк может быть цилиндрическим или глобоидным. В коническом редукторе применяются конические колеса с прямозубым или косозубым зацеплением, оси вращения которых расположены под 90° друг к другу. Наиболее сложным, производительным и дорогим является планетарный редуктор, который применятся для передачи вращения между соосными валами, где требуется обеспечение больших передаточных чисел, высокой производительности и компактности.
Как устроен редуктор
Рассмотрим назначение и устройство редуктора, принцип работы на примере двухступенчатого цилиндрического редуктора.
Основные элементы редуктора это корпус, в котором смонтированы детали редуктора, тихоходный вал, обозначен буквой Т и быстроходный вал (Б), промежуточный вал и зубчатые колеса. Так как основное назначение редуктора это повышение крутящего момента за счет редуцирования, т.е. уменьшения угловой скорости вращения выходного вала, то тихоходный вал соединен с исполнительным механизмом, а быстроходный вал соединен с приводом (электродвигатель, гидромотор или ДВС). На быстроходном валу смонтировано зубчатое колесо, которое вращается с теми же параметрами, что и быстроходный вал. Это зубчатое колесо входит в зацепление с колесом большего диаметра, расположенным на одном конце промежуточного вала. За счет разницы в диаметрах промежуточное колесо вращается медленнее, но с большим крутящим моментом. На второй конец промежуточного вала смонтировано зубчатое колесо меньшего диаметра, но вращающееся с той же скоростью и моментом.
Малое колесо промежуточного вала передает вращение на зубчатое колесо тихоходного вала, имеющее больший диаметр, поэтому снижение скорости вращение и прирост момента повторяются. Таким образом, в таком редукторе выполнены два зацепления, производящие уменьшение скорости вращения и увеличение крутящего момента. Каждое зацепление имеет свое передаточное отношение равное отношению угловых скоростей или диаметров колес. Передаточное отношение редуктора это произведение передаточных отношений отдельных пар колес. Таким образом, получаем двухступенчатый редуктор, состоящий из двух пар зубчатых колес, передающих крутящий момент. На данном примере мы узнали, как устроен редуктор.
Устройство и работа планетарного редуктора
Червячный, цилиндрический и конические редуктора имеют, в общем, схожую конструкцию – зубчатые колеса соединены последовательно и в зацепление всегда находятся два колеса, причем каждый вал приводится в движение своим колесом. Это обеспечивает простоту конструкции, надежность, однако приводит к увеличению габаритов и массы.
В планетарном редукторе применен иной принцип устройства и работы. Простая планетарная передача состоит из шестерен-сателлитов 2, закрепленных на водиле 4, вращающихся вокруг центральной, солнечной шестерни 1, при этом опорой для шестерен-сателлитов служит неподвижная коронная шестерня 3. Вращение передается несколькими сателлитами, которые вращаются вокруг солнечной шестерни. Вследствие этого уменьшается нагрузка на центральное колесо. Передаточное отношение определяется отношением угловой скорости солнечной шестерни к угловой скорости водила. Планетарные передачи так же могут быть многоступенчатыми, где применяется несколько рядов сателлитов и солнечных шестерен, что увеличивает передаточное число до 1000 и более. Планетарные редуктора применяются в приводах требующих высоких оборотов, например приводы транспортных машин, коробках передач, сервоприводах и т.д.
Устройство
Для того чтобы автомобиль поехал, необходимо передать вращение двигателя колесам. Но у мотора слишком высокие обороты, и чтобы правильно распределить крутящий момент, необходим механизм, изменяющий передаточное число. За счет коробки переключения передач и разного числа оборотов ДВС меняется скорость движения, а главная пара заднего моста принимает на себя вращение и через шестерни передает его на колеса.
Редуктор заднего моста ВАЗ состоит из следующих деталей:
- фланца, он фиксируется на ведущей шестерне (хвостовике) РЗМ, является промежуточным звеном между карданным валом и этой шестерней;
- хвостовик главной пары, на одном конце которого есть шлицы для запрессовки фланца, на другом конце – коническая шестеренка с малым количеством зубьев;
- ведомой шестерни (планетарки), она находится в зацеплении с ведущей шестеренкой, именно с ней в паре образует главную передачу;
- межосевого дифференциала, позволяющего задним колесам крутиться с разной угловой скоростью.
Устройство дифференциала очень простое – механизм состоит из двух шестеренок полуоси, двух сателлитов и пальца сателлитов. От редуктора ЗМ движение передается на полуоси, на которых закрепляются колеса.
