Редуктором называется

§ 1. Общие сведения

Редуктором
называется механизм, понижающий
угловую
скорость и увеличивающий вращающий
момент в
приводах
от электродвигателя к рабочей машине
.

Рис.
1Кинематические схемы редукторов:

Б
—
быстроходный вал; Т
—
тихоходный
вал

Редуктор
состоит из зубчатых
или червячных передач, уста­новленных
в отдельном герметичном
корпусе, что принципиально отличает
его от зубчатой или червячной
передачи, встраиваемой
в исполнительный механизм или
машину.

Редукторы
широко применяют
в различных отраслях машиностроения,
поэтому число разновидностей
их велико

Чтобы
уменьшить габариты привода и улучшить
его внешний н
ид, в машиностроении широко применяют
мотор-редукторы,
представляющие агрегат, в котором
объединены электродвигатель
и редуктор (рис.2)

1. Классификация редукторов
 1.1 Количество ступеней и расположение валов
 1.2 Тип используемой передачи
  1.2.1 Червячные редукторы
  1.2.2 Червячные глобоидные редукторы
  1.2.3 Цилиндрические редукторы
  1.2.4 Конические редукторы
  1.2.5 Коническо-цилиндрические редукторы
  1.2.6 Насадные редукторы
  1.2.7 Планетарные редукторы
 1.3 Способы крепления редукторов
2. Смазка редукторов
3. Зацепления
4. Корпуса редукторов
5. Модернизация редукторов – стабильная тенденция

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

Редуктором
называют
механизм,
выполненный в виде самостоятельного
агрегата
с целью понижения частоты вращения
ведущего вала и увели­чения
вращающего момента на ведомом валу.

Редуктор
состоит из зубчатых или червячных
передач, установлен­ных
в отдельном
герметичном корпусе, что
принципиально отличает его от зубчатой
или червячной передачи, встроенной в
исполнитель­ный механизм или машину.

Редукторы
широко применяют в приводах различных
рабочих ма­шин
в разных отраслях машиностроения,
поэтому число разновидно­стей
их велико (рис. 19.1, а
— м). Соединение
редуктора с двигателем и рабочей машиной
осуществляют с помощью муфт или ременных
и цепных передач (см. рис. 9.2).

Рис.
19.1. Кинематические схемы редукторов: Б
— быстроходный
вал; Т—
тихоходный
вал

редставляющие
собой объединенныев
одно целое фланцевый высокоскорост­ной
электродвигатель и редуктор (рис. 19.2),
служащий
для повышения вращающего момента.
Мотор-редукторы экономичнее и
имеют
более высокие КПД
и
пусковой момент,
чем обычные тихоходные высо-комоментные
электродвигатели.

Для передачи
мощности от двигателя к рабочей машине
применяют отдельно выполненные механизмы,
состоящие из зубчатых или червячных
передач. Передачи служат для преобразования
параметров или видов движения, для
преобразования сил и крутящих моментов.

Редуктором
называется передача, установленная в
закрытом корпусе, и служащая для снижения
частоты вращения и повышения вращающего
момента на ведомом валу. Установка
передачи в отдельном корпусе гарантирует
точность сборки, лучшую смазку, более
высокий КПД, меньший износ, защиту от
попадания воды, абразивных веществ,
повышает надежность и безопасность
обслуживания.

Редукторы
классифицируют по следующим основным
признакам:

-типам передач
каждой ступени;

Простейшие редукторы
(рис. 142, с.212, К.Г.Булах. Детали машин)
включают только одну передачу, поэтому
являются одноступенчатыми. По типу
передачи они являются цилиндрическими
(а), коническими (б) или червячными (в).

Двухступенчатые
цилиндрические редукторы выполняются
по схемам рис. 143 Булах. Они могут быть
линейными (а), соосными (б), с раздвоением
мощностей (в).

Редукторы
характеризуются количеством ступеней,
типами передач каждой ступени, взаимным
расположением шестерен и колес в
передачах, расположением осей ведущего
и ведомого валов. Характеристиками
редукторов также являются:

— общее передаточное
число

-мощность входная
(быстроходного вала)

-мощность выходящая
(тихоходного вала)

— частота вращения
входная

Эти числовые
характеристики являются техническими
данными редукторов. К ним также относятся
габариты (максимальная длина, ширина и
высота с соединительными полумуфтами),
масса, марка и количество смазочного
материала, максимальная и минимальная
температура применения).

Характеристики
редуктора записываются в его документ
(формуляр, паспорт).

Модернизация редукторов – стабильная тенденция

В модельном ряду производителей представлены стандартные и модернизированные решения. В усовершенствованных агрегатах сохраняются прежние габариты и размеры присоединений.

Основу модернизации составляют:

Непрерывный процесс модернизации способствует улучшению технических характеристик редукторов, расширению их функциональности и вариативности исполнений. Сегодня продукция крупных российских производителей не уступает по качеству иностранным аналогам.

Романов Сергей Анатольевич,
руководитель отдела механики
компании Техпривод.

Другие полезные материалы:
Как правильно подобрать электродвигатель
Как выбрать мотор-редуктор
Выбор преобразователя частоты
Подключение и настройка частотного преобразователя
Схемы подключения УПП

3 Способы крепления редукторов

Крепление на лапах часто используется с легкосплавными корпусами, чтобы максимально облегчить конструкцию агрегата. В корпусе предусмотрены специальные зоны для быстрого крепления редуктора к основанию.

При использовании фланцевых креплений редуктор устанавливается с помощью фланца, расположенного на корпусе. Выходной вал проходит через этот фланец.

Крепление насадкой связывает редуктор с рабочим механизмом посредством полого выходного вала. Этот вал насаживается на окончание вала рабочего механизма.

Таблица 7. Классификация редукторов по способу крепления

Классификация редукторов

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

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

Редукторы можно классифицировать по следующим признакам:

5 Коническо-цилиндрические редукторы

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

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

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

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

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

Для чего применяются редукторы?

— Редукторы служат
для снижения частоты вращения и повышения
вращающего момента на ведомом валу.

Соседние файлы в папке Л.2 Механич. передачи

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

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.

7 Планетарные редукторы

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

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

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

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

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

Что называется редуктором?

—
Редуктором называется передача,
установленная в закрытом корпусе.

4 Конические редукторы

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

Передаточное отношение конического редуктора – 1-5.

Зубчатое колесо устанавливается между опорами редуктора. Шестерни монтируются консольно.

§ 2. Классификация редукторов

Редукторы
классифицируются по типам, типоразмерам
и исполнениям.

Тип
редуктора
определяется составом
передач, порядком их размещения в
направлении от быстроходного вала к
тихо­ходному
и положением
осей валов в пространстве.

Для
обозначения передач используются
прописные буквы русского
алфавита: Ц — цилиндрическая, К —
коническая, Ч — червячная,

Г
— глобоидная, П — планетарная, В —
волновая.

Если
одинаковых передач две или более, то
после буквы ста­вится
соответствующая цифра. Широкий редуктор
обозначается буквой
Ш, узкий — У, соосный — С. В мотор-редукторах
к обоз­начению
впереди добавляется буква М.

Наиболее
распространены редукторы с валами,
расположен­ными
в горизонтальной плоскости, и поэтому
специального обоз­начения
не имеют (у червячных редукторов валы
скрещиваются, оставаясь
горизонтальными).

Так,
например, на рис. 1, ж показана схема
редуктора типа КЦ2
— коническо-цилиидрического
трехступенчатого редуктора с одной
конической и двумя цилиндрическими
передачами, все валы
которого расположены в горизонтальной
плоскости (мотор-редуктор
на базе этого примера обозначается
МКЦ2).

Если
все валы редуктора расположены в одной
вертикальной плоскости,
то к обозначению типа добавляется индекс
В. Если ось тихоходного вала вертикальна,
то добавляется индекс Т, если ось
быстроходного
вала вертикальна,— индекс Б.

Например,
на рис 1. в, приведена схема редуктора
типа Ц2в
— цилиндрического двухступенчатого
редуктора, все валы которого
расположены в вертикальной плоскости,
а на рис. 1,
л
показана
схема редуктора типа Чт — червячного
односту­пенчатого
с вертикальной осью тихоходного вала.

Типоразмер
редуктора
определяется типом
и главным параметром
тихоходной ступени.

Для
цилиндрической, червячной и глобоидной
передач глав­ным
параметром является межосевое расстояние
аw.,
кониче­ской
— внешний делительный диаметр колеса
de2,
планетарной
— радиус
водила Rw,
волновой — внутренний диаметр гибкого
коле­са
d
в
недеформированном состоянии.

Исполнение
редуктора определяется передаточным
чис­лом,
вариантом сборки и формой концевых
участков валов.

Так,
например, типоразмер приведенного выше
мотор-редук­тора
с межосевым расстоянием тихоходной
ступени aш—
180
мм и передаточным
числом u
= 56 будет обозначаться МКЦ2-180—56.

Основная
энергетическая характеристикаредуктора
— номинальный вращающий
момент Т на
его тихо­ходном
валу при постоянной нагрузке.

6 Насадные редукторы

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

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

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

Смазка редукторов

С целью профилактики преждевременного износа комплектующих редуктора и сокращения потерь мощности в результате трения используется смазка подшипников и зацеплений.

В редукторах небольшой мощности и невысокой скорости зацепления смазка производится методом разбрызгивания либо с использованием масляной ванны. В то же масло, которое заливается в корпус, частично погружаются червяк, колесо (зубчатое или червячное) и разбрызгивающее кольцо.

Для смазки быстроходного оборудования высокой мощности масло в зону зацепления подается насосом из масляной ванны.  Для подшипников используется смазка жидкой или густой консистенции.

Корпуса редукторов

Главные требования к корпусу редуктора – жесткость и прочность, исключающие вероятность перекоса валов. В современном производстве редукторов выпускаются два типа корпусов – разъемные и неразъемные.

Конструкция разъемного корпуса включает в себя основание и съемную крышку. Отдельные модели вертикальных цилиндрических редукторов имеют разъемы по 2-3 плоскостям. Чтобы предотвратить протекание масла, разъемы корпуса редуктора обрабатывают герметиком. Устанавливать прокладки между крышкой и основанием не рекомендуется, так как при фиксации крепежных болтов они деформируются. Как следствие, посадка подшипников может быть нарушена.

Неразъемный корпус чаще используется для червячных редукторов и других типов оборудования, имеющих легкий вес. В такой конструкции предусмотрена съемная крышка.

Для производства корпусов редукторов используется, главным образом, чугун марок СЧ 10-15. Листовая сталь применяется реже, как правило, при комплектации габаритного приводного оборудования по индивидуальному заказу. У стального сварного корпуса толщина стенок примерно на треть меньше, чем у чугунных редукторов. В последнее время для производства корпусов все чаще используются алюминиевые сплавы.

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

Зацепления

При эвольвентном зацеплении профиль зуба имеет форму эвольвенты. Эвольвентная передача поддерживает постоянное передаточное отношение при движении.

При зацеплении Новикова профиль зуба очерчен окружностью определенного радиуса. Этот тип зацепления эффективен при передаче зубчатым механизмом больших усилий.

3 Цилиндрические редукторы

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

Схемы исполнения цилиндрических пар:

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

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

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

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

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

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

Ресурс цилиндрического редуктора – 25 тысяч часов и более.

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

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

Редукторы
классифицируют по типам, типоразмерам
и исполнениям.

Тип
редуктора определяют
по
виду применяемых зубчатых передач и
порядку их размещения в
направлении от быстроходного вала к
тихо­ходному, по
числу ступеней и по расположению
геометрической оси тихоходного
вала в
пространстве.

Для
обозначения применяемых
зубчатых передач используют про­писные
буквы: Ц — цилиндрические, К — конические,
КЦ
—
коническо-цилиндрические,
Ч —червячные, ЧЦ — червячно-цилиндрические,
ЦЧ
— цилиндрическо-червячные, Г — глобоидные,
П — планетарные, В
— волновые.

По
числу ступеней различают
редукторы одноступенчатые,
двухступен­чатые,
трехступенчатые. Если
число одинаковых передач две и более,
то в обозначении редуктора после буквы
ставят соответствующую цифру.

Широкий
редуктор обозначают буквой Ш, узкий —
У, соосный — С. В
мотор-редукторах к обозначению впереди
добавляют букву М (МП — мотор-редуктор
с планетарной зубчатой передачей).

По
расположению геометрической оси
тихоходного вала в
простран­стве
различают редукторы горизонтальные,
вертикальные и
универсальные.
Наиболее
распространены редукторы с валами,
расположенными в го­ризонтальной
плоскости, и поэтому они специального
обозначения не имеют (у червячных
редукторов валы перекрещиваются,
оставаясь горизонтальными).

Так, например, на
рис. 19.1,
ж показана
схема редуктора типа КЦ2
— коническо-цилиндрического
трехступенчатого редуктора с одной
конической
и двумя цилиндрическими передачами,
все валы которых расположены
в горизонтальной плоскости.

Если
все валы редуктора расположены в одной
вертикальной плос­кости,
то к обозначению типа добавляют индекс
В. Если ось тихоход­ного
вала вертикальна, то добавляют индекс
Т, если ось быстроход­ного вала
вертикальна — индекс Б.

Например,
на рис. 19.1,
в
приведена схема редуктора типа Ц2В—
цилиндрического
двухступенчатого, все валы которого
расположены в
вертикальной плоскости, а на рис. 19.1,
л
показана
схема редуктора типа
Чт
— червячного одноступенчатого с
вертикальной осью тихоход­ного
вала.

Типоразмер
редуктора определяется
типом
и главным размером (па­раметром)
тихоходной
ступени.

Для
цилиндрической, червячной и глобоидной
передач главным параметром
является межосевое расстояние ат
конической
— вне­шний делительный диаметр колеса
de2,
планетарной
— радиус во­дила
Rw,
волновой
— внутренний диаметр гибкого колеса d
в
неде-формированном
состоянии. Все приведенные параметры
измеряются в миллиметрах.

Другими
параметрами зубчатых
редукторов являются коэффициент ширины
зубчатых колес, модули (торцовые или
нормальные) зубчатых колес,
углы наклона зубьев, а для червячных
редукторов дополнитель­но
— коэффициент диаметра червяка.

Исполнение
редуктора определяют
передаточное
число, вариант сбор­ки
и форма концевых участков валов
(цилиндрическая,
коническая).

Так,
например, типоразмер приведенного выше
редуктора (см. рис. 19.1, ж)
с
межосевым расстоянием тихоходной
ступени «„,= 180 мм и переда­точным
числом и
= 5в имеет
обозначение КЦ2-180-56. В полном обо­значении
дополнительно указывают форму концов
валов (предпочти­тельно
коническую), климатическое исполнение
и др.

Основная
энергетическая характеристика редуктора
—
номинальный вращающий
момент Т2
на тихоходном
валу.

Показателем
технического уровня редуктора является
удельная
мас­са
у—отношение
массы (кг) редуктора к номинальному
вращающему моменту Т2
(Н
• м) на выходном валу. Чем меньше у, тем
выше техни­ческий
уровень редуктора.

Значения
у, кг/(Н • м), для одноступенчатых
редукторов при
Т2
=
315 Н • м: червячного—
0,14; конического — 0,12; цилиндрического
— 0,095; пла­нетарного
— 0,085; волнового — 0,063.

Значения у, кг/(Н-м),
для двухступенчатых
редукторов при
Г2=1000
Нм:
коническо-цилиндрического — 0,1;
цилиндрического по развернутой
схеме — 0,085; соосного — 0,070.