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

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

Редукторы можно классифицировать по следующим признакам:

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

1.1 Количество ступеней и расположение валов

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

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

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

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

Таблица 1. Классификация редукторов по расположению осей валов

1.2 Типы используемых передач

1.2.1 Червячные редукторы

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

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

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

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

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

1.2.2 Червячный глобоидный редуктор

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

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

Таблица 2. Допустимые нагрузки для червячных глобоидных редукторов типа ЧГ

string(10) "error stat"

Для изменения характеристик крутящего момента используется специальный механизм, который получил название «редуктор». Данное слово образовано от латинского reductor — отводящий назад или возвращающий, что очень точно отображает принцип работы этого механизма. На данный момент существует несколько видов редукторов, которые применяются в различных агрегатах для трансформации и передачи крутящего момента от двигателя устройства, к потребителям мощности.

Виды редукторов

Данные устройства отличаются по типу передачи крутящего момента.

Перечисленные виды редукторов, могут разделяться по количеству передач, которые применяются для трансформации крутящего момента. Наиболее распространённые устройства состоят из одной передачи, но если необходимо изменять соотношения частоты вращения входного и выходного вала, то используются механизмы с большим количеством передач.

Рабочие части редукторов, обязательно должны работать в смазке, для снижения коэффициента трения и потери мощности. Способ нанесения смазочных материалов зависит от вида редуктора и мощности передаваемой энергии. Если передаточная система не работает в условиях повышенных скоростей вращения, то достаточно однократного нанесения смазки на рабочие поверхности в течение всего срока эксплуатации. Для мощных устройств применяется специальная система принудительной подачи смазочной жидкости, с последующим охлаждением и очисткой.

Корпус редуктора может быть разборной и неразборной конструкции.

Изделия неразборного вида, как правило, работают при незначительных мощностных показателях и в тех сферах, где не требуется эксплуатации устройства в жёстких режимах. Редукторы, которые используются для трансформации больших мощностей располагаются в корпусе разборной конструкции, которая позволяет, в случае необходимости, осуществить плановый или экстренный ремонт и настройку механизма.

Корпус редуктора может быть изготовлен из различных материалов. Подбор материала зависит от условий эксплуатации и мощности устройства. Редуктор для маломощных устройств бытового назначения может быть сделан из высокопрочного пластика или алюминиевого сплава.

Где применяются редукторы

Редукторы применяются в автомобилестроении, станкостроении, кухонной и бытовой электротехнике, бензоинструментах. Учитывая тот факт, что каждый вид передачи крутящего момента, имеет свои положительные характеристики и недостатки, которые определяют возможность использовать тот или иной вид редуктора в определённых технических условиях.

Червячные редукторы, не способны трансформировать крутящий момент слишком большой мощности, поэтому основная сфера применения таких устройств — это электрические мотор-редукторы. Например, такой механизм успешно реализован в приводе стеклоочистителей автомобиля.

В мостовой передаче автомобилей, как правило, используется зубчатая передача, которая позволяет не только изменить направление крутящего момента, но и изменить силу и распределить усилие равномерно между осями привода колёс. Зубья позволяют передавать мощность с минимальными потерями, поэтому если для функционирования механизма не требуется повышенной плавности хода, а мощность редуктора требуется достаточно большая, то применяются зубчатые механизмы для передачи крутящего момента.

Если в механизме необходимо исключить вероятность обратной передачи крутящего момента к двигателю устройства, то применяются червячные редукторы, которые полностью лишены такого недостатка.

Червячный механизм, позволяет передавать вращение с соотношением более 100 к 1, но низкий КПД таких устройств, не позволяет их применять в мощных агрегатах.

Различные типы редукторов, которые будут использованы в тех или иных механизмах должны быть подобраны только профессиональными инженерами. Расчёт редуктора должен осуществляться в КБ, которое имеет специалистов высокого уровня. Чертёж редуктора должен быть выполнен до мельчайших подробностей и гаек, которые могут быть использованы в данном механизме.

Даже если известны характеристики редукторов, которые необходимо применить в передаточном механизме, не следует доверять работу по проектированию таких сложных механизмов случайным людям. Если требуется новая крышка редуктора, или гайка редуктора, то лучше заказать оригинальную деталь на предприятии, где был произведён механизм.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Редуктор является передаточным механизмом, который передает вращательную энергию двигателя на узлы машины. В зависимости от строения выделяют несколько типов редукторов. Они являются составными частями любого сложного механизма, в котором присутствует силовой агрегат. И независимо от сложности устройства все редукторы выполняют одинаковые функции. Всего существует три основных вида, которые дальше подразделяются на более конкретные типы.

Червячный редуктор имеет очень простое строение в виде одной шестерни и рабочего механизма - червяка. Но он используется только в небольших машинах, так как обладает небольшой прочностью. Цепной редуктор состоит из двух звезд и натянутой между ними цепи. Он более надежен и способен выдерживать серьезные нагрузки. Но самым прочным видом является шестеренчатый редуктор, который состоит из нескольких зазубренных круглых элементов, связанных непосредственно друг с другом. Он обладает максимальным запасом прочности и используется для любых нужд промышленности.

Одноступенчатые редукторы имеют в своем строении всего одну пару рабочих шестеренок. Они обладают максимальным коэффициентом полезного действия, так как небольшое количество составных элементов уменьшает потери энергии в пути. Но для нормальной работы зачастую требуются редукторы слишком больших размеров, поэтому одноступенчатая модель применяется не часто. Она может устанавливаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Двухступенчатый редуктор соответственно имеет три рабочих шестерни. Это позволяет значительно уменьшить габариты механизма, но и приводит к увеличению потерь энергии при транспортировке. Подобная модель на практике применяется гораздо чаще, так как ради уменьшения размеров в некоторых ситуациях можно пренебречь снижением КПД.

Трехступенчатый редуктор имеет две пары шестеренок и используется еще чаще, чем два вышеуказанных типа. Он позволяет добиться практически идеального соотношения между размерами рабочего механизма и промежуточными потерями энергии. Многоступенчатые редукторы применяются в основном в поворотных механизмах различного назначения. Количество ступеней обычно составляет 2-7 позиций. Но встречаются и уникальные узлы, имеющие более 1000 шестеренок. К ним относится, например, поворотная башня артиллерийского комплекса военного крейсера.

Угловые редукторы предназначены для тех ситуаций, когда необходимо перенаправлять вращательную энергию между двумя валами, расположенными под прямым углом по отношению друг к другу. Область применения данного устройства невероятно широка и охватывает горнодобывающую, металлургическую, машиностроительную и пищевую промышленность.

Редукторы углового типа входят в состав самого разнообразного оборудования, которое задействовано в перечисленных отраслях народного хозяйства. Конические редукторы - это второе название углового типа механизмов. Стоит также отметить, что в редких случаях угол вращения валов может отличаться от 90 градусов. Но такие механизмы производят только по спецзаказам.

Колесные редукторы - это не конкретный тип механизма, а общее название группы, которая используется при производстве транспортных средств. Как не трудно догадаться, они служат для передачи энергии от двигателя не ведущие колеса. Чаще всего в автомобилестроении применяются соосные редукторы, так как при сравнительно небольших габаритах они отлично справляются с поставленной задачей и имеют высокий запас прочности благодаря цельнометаллическому корпусу.

При создании техники с повышенной проходимостью используются несоосные редукторы, так как они позволяют повысить дорожный просвет и увеличить передаточное число. В современных полноприводных машинах применяются самоблокирующиеся редукторы, которые автоматически отключают один из ведущих мостов при движении по ровной дороге. Когда автомобиль попадает на бездорожье, в автоматическом режиме происходит подключение всех приводов. Редукторы также входят в состав газораспределительной системы. Существует две модели. Электронный редуктор позволяет выбрасывать отработанные газы в атмосферу мгновенно, а вакуумный редуктор производит эту процедуру постепенно.

Редукторы вращения основное применение находят при производстве кранов с поворотным механизмом и разнообразной военной техники. Для подъемных машин скорость вращения не играет особой роли, поэтому там используются редукторы средней мощности. Но для армейской техники скорость является определяющим фактором. От быстроты реакции экипажа и возможности развернуть орудие в сторону врага, чтобы произвести выстрел зависит исход боя. Так что в военном деле применяются очень мощные поворотные редукторы, способные за считанные секунды развернуть массивную пушку в нужном направлении.

По способу установки различают вертикальный и горизонтальный редукторы. Их положение относительно оси координат не влияет на выполняемые функции. От него зависит лишь степень воздействия на механизм различных сил сопротивления. Чтобы уменьшить противодействие в сложных системах применяются дополнительные агрегаты.

Волновые редукторы передают энергию за счет создания колебательных волн при помощи деформации гибкого элемента внутри механизма. Такой тип агрегатов используется, когда важна высокая точность и плавность хода и при этом низкий уровень рабочего шума.

Косозубый редуктор отличается тем, сто его рабочие шестерни располагаются под углом к плоскости вращения. Такое строение помогает повышать упорную стойкость и применяется в подвесных механизмах.

Редуктор представляет собой сложный механизм. Он состоит из червячных или зубчатых передач благодаря которым происходит вращение вала рабочего механизма.

Конструктивно он состоит из корпуса, в котором размещены элементы, передающие движение. Это зубчатые колеса, валы и другие. Иногда в корпусе могут находиться дополнительные устройства, обеспечивающие смазку цепей или охлаждение нужных деталей и узлов.

Производители выпускают большое количество агрегатов, отличающихся конструкцией и формой.

• цилиндрический одноступенчатый. В нем оси ведомого и ведущего вала находятся параллельно;
• конический, в котором происходит пересечение осей валов;
• червячный. В них оси в пространстве перекрещиваются;
• комбинированные механизмы, сочетающие в себе зубчатые и червячные передачи.

В зависимости от числа передач редуктор может быть одноступенчатый или многоступенчатый. Это устройство широко используется человеком во всех сферах его деятельности.

Он включен в состав привода различных механизмов. С его помощью снижается угловая скорость выходного вала. В некоторых случаях угловая скорость должна быть разной.

Для того чтобы это произошло, в корпусе размещают специальный механизм переключения и несколько пар зубчатых колец, обладающих различными передаточными числами. такой механизм известен всем под названием – коробка передач.

Червячные редукторы, достоинства и назначение

К отдельным механизмам, в которых передача вращения осуществляется особым способом, относятся изделия червячного типа.

Они передают крутящий момент, используя червячную передачу. Можно также услышать название зубчато-винтовая передача.

Это объясняется тем, что основными элементами являются червячное зубчатое колесо и специальный винт, который называют червяком.

Этот винт действительно особый, так как профиль резьбы имеет трапецеидальную форму. Для его изготовления применяются материалы, обладающие высокой прочностью.

Существует много разновидностей этого винта, но наиболее востребованными являются одно-, двух-, и четырехзаходные изделия. Заходность зависит от того, сколько имеется каналов резьбы на изделии.

Червячное колесо по внешнему виду напоминает обычное изделие. Но в нем подогнана резьба под форму винта-червяка.

Для мощных червячных редукторов колесо чаще всего изготавливают из различных материалов. Зубья чаще всего выполняют из антифрикционного металла, а для изготовления сердечника используют чугун или недорогую сталь.

Данные агрегаты отличаются высокой эффективностью и используются в тех устройствах, где нужно достигнуть высокого крутящего момента и низкой угловой скорости.

Достигается это за счет конструкции устройства. Ведущим звеном в механизме является червяк. А это значит, что на винт крутящий момент передается от двигателя, после чего происходит вращение выходного вала.

Достоинства агрегатов червячного типа

Прежде чем червячный купить, необходимо знать какими достоинствами он обладает. К его основным преимуществам можно отнести:

• плавность хода;
• уровень шума достаточно низкий;
• обладает эффектом самоторможения;
• использование всего двух элементов дает большое передаточное отношение.

К его недостаткам относится низкий коэффициент полезного действия, повышенный износ и из-за сил трения происходит большое выделение тепла. Поэтому чаще всего использовать такие агрегаты предпочтительно в тех случаях, когда необходима передача небольших мощностей.

Чтобы предотвратить быстрый износ устройства, следует соблюдать высокую точность при сборке и регулировке механизма. А для отвода лишнего тепла потребуется установить специальные приспособления.

Типы

Существуют различные типы червячных редукторов, которые отличаются по определенным критериям. Они подразделяются в зависимости:

• от количества заходов резьбы;
• от того, как нарезана резьба. Она может быть лево- и правосторонней;
• от формы винта. Она бывает глобоидной и цилиндрической;
• от формы профиля резьбы. Он может быть конволютным, архимедовым и эвольвентным;

Зубчатые колеса бывают различных типов. Профиль их зубьев может иметь изогнутую, прямую и роликовую форму. В последнем вместо зубьев применяется вращающийся ролик.

Данные изделия представляют собой большую группу механизмов. Их отличительной особенностью является то, что зацепление осуществляется с помощью цилиндрической зубчатой передачи.

В зависимости от расстояния между осями выходного и входного валом могут быть соосными и обладающие параллельными валами.

В свою очередь соосный механизм может быть представлен как цилиндрический , или же он может иметь от двух и выше ступеней.

Изделия также отличаются по способу установки. С этой целью используются специальные лапы, фланцы и насадки.

Достоинства цилиндрических моделей

Преимущества цилиндрического редуктора неоспоримы.

1. Они отличается высоким коэффициентом полезного действия;
2. Обладают повышенной нагрузочной способностью. Они в состоянии, практически без потерь, передавать большие мощности;
3. Они отличаются высокой кинематической точностью;
4. Хорошо работают как при неравномерных нагрузках, так и при любых количествах запусков и остановок;
5. В этих изделиях отсутствует самоторможение, поэтому у любого из них имеется возможность провернуть выходной вал;
6. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия, очень мало нагреваются, в результате почти вся энергия передается потребителю;
7. Обладает хорошей надежностью;
8. Большое количество вариантов зубчатых передач позволяет подобрать самый подходящий редуктор для требуемого передаточного движения.

Есть у них и недостатки. Это повышенный уровень шума и обладают низким передаточным числом. К недостаткам можно отнести и отсутствие обратимости, но это только в том случае, когда нужно чтобы выходной вал внешней нагрузки не имел возможности поворота.

Использование цилиндрических редукторов

Обладая хорошими преимуществами, цилиндрический одноступенчатый , а также двух- и трехступенчатые механизмы считается лидером среди подобных устройств.

Изделия нашли свое применение в металлорежущих станках, их устанавливают в мешалках, измельчителях, в валковом и другом оборудовании.

Практически ограничений для их использования нет, за исключением тех случаев, когда целесообразнее будет использовать другие типы агрегатов.

Например, если возникла необходимость, чтобы механизм имел плавный ход или же нужна в приводе угловая компоновка. Цилиндрические редукторы могут располагаться горизонтально и вертикально.

Наиболее востребована горизонтальная установка цилиндров. А в целом выбор зависит от того, насколько удобна компоновка привода.

Редуктор в автомобиле необходим для распределения передаваемого от двигателя крутящего момента между ведущими колесами. Конструктивно автомобильный редуктор представляет собой коническую , размещенную в отдельном корпусе.

В зависимости от типа автомобиля, редуктор располагается на переднем либо заднем мосту, а полный привод предполагает наличие двух редукторов, так как крутящий момент в этом случае распределяется между всеми колесами.

Передаточное отношение автомобильного редуктора

Основной характеристикой редуктора, как и любой другой механической передачи, является передаточное отношение, показывающее степень уменьшения угловой скорости и увеличения крутящего момента, передаваемого на колеса. Передаточное отношение напрямую зависит от количества зубьев ведущей и ведомой шестерни. В редукторах большее число зубьев всегда имеет ведомая шестерня. Благодаря хорошим эксплуатационным качествам, широкое распространение в автомобильных редукторах получили шестерни с круговым зубом.

Передаточное отношение, приближенное к единице, имеют редуктора скоростных автомобилей, у которых количество зубьев ведомой шестерни всего на несколько единиц больше, чем ведущей. Увеличение передаточного отношения повышает тяговые характеристики транспортного средства, что особенно важно для специальных автомобилей и тягачей.

Особенности установки редукторов на полноприводных автомобилях

На переднем и заднем мосту полноприводных автомобилей должны быть установлены редукторы с одинаковым передаточным отношением, так как в противном случае становится невозможной эксплуатация машины при включенной блокировке межосевого дифференциала.

Отказы и ремонт редуктора

Большое значение для обеспечения безотказности редуктора автомобиля имеет смазка вращающихся деталей в зоне зацепления. Утечка смазки может привести к масляному голоданию, в результате которого зубья шестерен будут перегреваться и интенсивно изнашиваться. Избежать поломки поможет периодический контроль состояния трансмиссии, осуществляемый профессиональными сотрудниками СТО.

Ремонт редуктора относится к работам особой сложности, так как предполагает большое количество регулировок и последующих тестов. Одна из шестерен редуктора не может быть заменена без подбора и приработки, так как в противном случае не будет обеспечена требуемая площадь пятна контакта. Регулировка редуктора осуществляется изменением зазора между торцом зубчатого колеса и корпусом агрегата.