Редуктор в разрезе – устройство, в разрезе, схема, фото, чертежи, регулировка УШМ, передаточное число/отношение, прямой, угловой, понижающий и прочие виды

Содержание

Червячный редуктор: описание.виды.принцип работы,ремонт,фото,видео. | НЕМЕЦКИЕ АВТОМАШИНЫ

Червячный редуктор нередко считается важною деталью не только в сфере производства автомобилей. Червячная передача считается важной деталью везде, где требуется увеличить крутящий момент и уменьшить количество вращений привода. Такой механизм используется для привода ворот, подъемников, станков для обработки металлов, дерева и других подобных устройств. Практически каждый человек видел червячный редуктор, иногда даже не подозревая об этом.

Дело в том, что нередко такой механизм привода прячут в корпус, чтобы механизм не забивался пылью и прочим мусором, и это существенно продлевает срок службы механизма. Червячный редуктор так часто используется по причине того, что коэффициент полезного действия этого механизм очень высок. Такой механизм может иметь как маленькие размеры, так и большие.

Из-за своих небольших размеров чаще всего червяная передача применяется в производстве автомобилей. Каждый преобразователь имеет свое передаточное число. Такое число зачастую указывается на упаковке прибора, либо на самом корпусе.

Достоинства и недостатки

Червячная передача в силу своих конструктивных особенностей имеет как достоинства, так и недостатки.

Из достоинств стоит отметить плавность хода, эффект самоторможения, низкий уровень шума, большое передаточное отношение с использованием всего двух деталей.

Из недостатков следует обратить внимание на сравнительно низкий КПД, повышенный износ, заедание, большое тепловыделение вследствие сил трения. Низкий КПД обуславливает применение подобных механизмов при передаче относительно небольших мощностей до 100 кВт. Для предотвращения скорого износа и заедания необходимо соблюдать требования к точности сборки и регулировать механизмы. Высокое тепловыделение требует специальных установок для отвода лишнего тепла.

Различие редукторов в основном сводится к различиям червяков и зубчатых колес, из которых собран данный червячный редуктор.

Червяки разделяются на типы по следующим признакам:

по количеству заходов резьбы: однозаходные, многозаходные
по направлению нарезки резьбы: правые, левые
по форме винта, на котором нарезана резьба: цилиндрические, глобоидные
по форме профиля резьбы: с конволютным профилем, с архимедовым профилем, с эвольвентным профилем
Зубчатые колёса разделяются на типы по следующим признакам:
по типу колеса: собственно колесо, зубчатый сектор, вырожденный сектор

по профилю зубьев: прямой, вогнутый, роликовый (вместо зубьев используется вращающийся ролик)

Червячные редукторы со встроенным двигателем называются червячными мотор-редукторами. В редукторах чаще всего двигательный вал располагается под прямым углом к движимому. Компоновка червячного редуктора выбирается исходя из конкретных требований к устройствам. Двигатель может располагаться как сверху приводимого в движение колеса, так и снизу и сбоку. При боковом расположении двигатель устанавливается вертикально. Вследствие вертикального расположения усложняется процесс смазки подшипников вала, а также чистки внешних элементов.

Для увеличения передаточного числа используются разные технологии, но наиболее эффективной является применение большего числа ступеней.

Для смягчения сил трения и повышения сопротивления заеданию применяются специальные вязкие смазочные составы или масла. При низких скоростях вращения смазка осуществляется при помощи специальных ванночек с маслом либо использованием специальных устройств, разбрызгивающих смазку в места повышенного трения. Для червячных редукторов, скорость вращения которых высока применение ванночек нецелесообразно, и применяется принудительная смазка охлаждёнными смазочными материалами.

Основные преимущества редуктора червячного перед зубчатыми передачами заключаются в том, что начальный контакт звеньев происходит не в точке, а по линии. Также входной и выходной валы могут скрещиваться под разными углами, но чаще всего этот угол составляет 90 градусов. Также червячная передача занимает гораздо меньше места, чем зубчатая при одинаковом большом передаточном отношении.

Помимо червячного редуктора червячная передача также применяется в системах регулирования и управления различными устройствами. Благодаря самоторможению обеспечивается точная фиксация положения, а большое передаточное отношение (до 1000) позволяет наиболее точно отрегулировать положение, либо использовать маломощные двигатели. Также червячные передачи и червячные редукторы отлично подходят для установки в качестве механизма передачи в подъёмные и лебёдочные механизмы благодаря своим конструктивным особенностям.

Некоторые технические характеристики промышленно производимых и широко распространённых червячных редукторов.

Самыми распространёнными являются одноступенчатые мотор-редукторы.

Тип		Передаточное число	Частота вращения выходного вала об/мин	Номинальный крутящий момент на выходном валу Нм
редуктор	мотор-редуктор	Передаточное число	Частота вращения выходного вала об/мин	Номинальный крутящий момент на выходном валу Нм
Ч-20	МЧ-20	5 — 50	28 — 300	4
Ч-25	МЧ-25			6
Ч-31,5	МЧ-31,5			8
2Ч-40	МЧ-40	5 — 80	9,37 — 300	28 — 37
Ч-50	МЧ-50	5 — 80	9,37 — 300	50 — 70
1Ч-63, 2Ч-63	МЧ-63	5 — 80	7,5 — 300	95 — 135
1Ч-80, 2Ч-80, Ч-80	МЧ-80			150 — 280
Ч-100	МЧ-100			315 — 570
Ч-125	МЧ-125			615 — 1000
Ч-160	МЧ-160			1100 — 1900
Ч-200	МЧ-200			1600 — 3100
Ч-250	МЧ-250			2700 — 5700
Ч-320	МЧ-320			4400 — 10000
Ч-400	МЧ-400			6500 — 19000
Ч-500	МЧ-500			8200 — 33000
РЧН-180	МРЧН-180	12,5 — 50	20 — 90	1300 — 1800
РЧП-300	МРЧП-300	16, 25, 50	20 — 40	4200

Виды червячных редукторов

Червячные редукторы могут существенно отличаться в зависимости от области применения механизма.

Основные отличия, которые могут использоваться в конструкции:

Разное число заходов;
Материал детали;

Направление резьбы;
Профиль резьбы;
Типами применяемого винта.

Данные отличия могут присутствовать в различных сочетаниях. Какие виды червячных редукторов использовать решает инженер на стадии проектирования и разработки устройств и механизмов, использующих такие типы передачи крутящего момента.

Проектирование червячного редуктора

Смастерить червячный редуктор своими руками практически невозможно. Расчёт червячного механизма должен осуществляться квалифицированным специалистом. Когда чертёж будет сделан, все детали по нему изготавливаются только из материалов надлежащего качества, иначе зубчатый механизм может выйти из строя после непродолжительной работы. Сборка червячного редуктора, также должна осуществляться опытным мастером. Несоблюдение этого правила может значительно снизить эксплуатационный ресурс детали, ведь кроме правильной установки валов, понадобится тщательная регулировка червячного механизма.

Если необходимо применение червячного редуктора для того чтобы установить самодельный механизм по передаче крутящего момента, то в это случае лучше использовать уже готовые б/у изделия от техники, в которой используется подобный вид передачи крутящего момента. В том случае, когда осуществляется самостоятельная разработка новых устройств, которые будут запатентованы, проектирование червячного редуктора следует заказать в конструкторском бюро, занимающемся подобными разработками.

Принцип работы

Основой всего передаточного механизма является червеобразный ведущий винт, в «честь» которого данные типы редукторов и получили своё название. Червячный винт взаимодействует с шестерней, осевой вал которой расположен под прямым углом. В результате такой сцепки происходит трансформация высокой скорости вращения входного вала с низким крутящим моментом, на вращение выходного вала с небольшой частотой, но значительно большим усилием. Компоновка червячного редуктора может быть различной. Если вал червячного редуктора вращается со скоростью ниже 5 м/с, то червяк располагается снизу, если скорость выше — то устанавливается редуктор с верхним червяком.

Большинство механизмов этого типа используются с одной передаточной ступенью, но иногда для регулирования соотношения может применяться двухступенчатый червячный редуктор.

Если скорость вращения вала более 10 м/с подшипники и гипоидные передачи должны смазываться под давлением. Если мотор тихоходный, то достаточно естественной циркуляции масла при вращении передачи.

Масло для червячных редукторов должно быть высокой вязкости, иначе процесс износа наиболее нагруженных частей редуктора значительно ускорится.

Рулевое управление

Он используется в автомобиле не только в мостах, но и в рулевой системе. На самом деле жидкостный рулевой редуктор – это старейшая система, которая прошла множество изменений, но технический принцип ее остался общим.

Рулевой редуктор в автомобиле служит для того, чтобы было легче крутить руль даже на автомобиле без усилителя руля.

Рулевой редуктор имеет ряд преимуществ, главным из которых является большое отношение передачи энергии. Можно сказать, что к достоинствам относится низкий шум работы редуктора и плавность хода. Рулевой редуктор также обладает и недостатками, главным из которых является быстрый износ цепного механизма и обильное выделение тепла. Приводом для рулевого преобразователя энергии служит рулевое колесо.

Система смазки редуктора

Каждый такой агрегат автомобиля имеет систему смазки. Масло под давлением подает на подшипники и цепной механизм. Помимо своей прямой обязанности система смазки охлаждает и выносит лишние элементы износа из корпуса редуктора, которые смогут привести в негодность цепные шестеренки. Эти элементы выходят из системы с маслом и задерживаются фильтром.

Чтобы масло не смогло вытекать из корпуса редуктора, требуются специальные сальники. Специальные сальники в автомобиле есть не только в этой системе. Эти сальники есть везде, где требуется герметичность. Для того, чтобы сальники создавали герметичность, сальники нужно правильно установить. Замена сальников является такой же сложной процедурой, как и ремонт редуктора. Первой причиной того, что требуется заменить сальники, является след масла на корпусе.

Ремонт редуктора

Несложный ремонт червячного редуктора можно осуществить собственными силами. Если мотор и привод объединены в одном корпусе, то следует аккуратно разобрать механизм.

Часть общего картера, в которой находится привод, также подлежит разбору. Если конструкция червячного привода изготовлена под высокоскоростной мотор, то, прежде чем приступать к разбору редуктора, необходимо слить трансмиссионное масло из корпуса.

В редукторе этого типа применяются высококачественные подшипники, поэтому наиболее часто необходимость ремонте возникает если шестерня и червяк изношены свыше предельных значений. Рабочая пара всегда подлежит одновременной замене на полный ремкомплект, который прежде чем поступить в торговую сеть, должен быть правильно подобран и испытан на специальном стенде.

Если износ червячной пары незначительный, то зазор можно ликвидировать, используя специальные шайбы-прокладки на ведомом валу.

Конструкция червячного редуктора также позволяет осуществить регулировку зацепления шестерни с червяком без разбора корпуса. Для этой цели используется болт, который встроен в корпус. Если имеется чертёж устройства, то можно без труда определить, где шестерня регулируется. Если чертёж отсутствует, то косвенным признаком регулировочного болта, будет наличие на нём контргайки, которая используется для фиксации отрегулированного зазора между червяком и зубчатым колесом. Крайне редко подшипники редуктора требуют замены. Обычно привод оснащается качественными шарикоподшипниками, которые не требуют замены или ремонта в течение всего эксплуатационного срока детали. Подшипники могут быть испорчены только в том случае, когда привод долгое время использовался без смазки или с применением некачественных смазочных материалов.

В заключении

Прочитав эту статью, можно узнать о том, какие редукторы лучше, как за ними правильно ухаживать. Подробно описаны сальники и то, для чего сальники необходимы в системе, их характеристики, тепловые процессы, происходящие в корпусе, каждая классификация червячных передач, преимущества и недостатки каждой из них.

Из чего состоит редуктор? | AUTO-GL.ru

Чтобы понять, что такое одноступенчатый редуктор, необходимо сначала определится, что собой представляет устройство в классическом варианте. Редуктором называют механизм, состоящий из передач сцепления, которые передают друг другу рабочее движение. Благодаря простоте, высокой эффективности и небольшой стоимости редукторы находят себе широкое применение в машиностроении для создания разнообразных соединенных между собой механизмов.

В корпусе редуктора заключены червячные или зубчатые передачи, которые смонтированы сварным или прочим обездвиживающим способом на валах или осях. Первые при этом впрессованы в подшипники, которые находятся в специально проделанных для них отверстиях в корпусе. Подобная передача может быть смонтирована непосредственно на агрегате, который производит механическое движение, но установленная в отдельном корпусе (редуктор) обладает рядом преимуществ. В частности это:

гарантия высокой точности сборки механизма;
повышенный КПД;
лучшая смазка частей редуктора;
сниженный износ;
повышенный уровень защиты от попадания наносящей вред устройству пилы и грязи.

В его состав входит стальной сварной или литой чугунный корпус. В нем размещаются валы, оси, зубчатые колеса, червячные механизмы, подшипники и прочие элементы. Некоторые редукторы содержат специальные устройства, обеспечивающие смазку элементов редуктора. К примеру, он может быть оснащен масляным насосом или устройством, обеспечивающим охлаждение этого агрегата (змеевик с охлаждающей жидкостью зачастую монтируют в червячном редукторе).

Редукторы бывают разными. При этом отличаются не только по типам, но и индивидуальным особенностям, поэтому редукторы проектируют для определённого оборудования или агрегата, в зависимости от необходимости, передаточного числа и силы крутящего момента, которые нужно передать на принимающее устройство.

Содержание статьи

Основные типы редукторов

Они делятся:

По типу передаточного соединения на:
1. зубчатые;
2. червячные;
3. комбинированные.
В зависимости от формы зубчатых колес на;
1. цилиндрические;
2. конические и другие.
По расположению валов в пространстве на:
1. вертикальные;
2. горизонтальные.
В зависимости от особенностей кинематической системы, которая лежит в основе конкретного механизма на:
1. развернутые;
2. со сдвоенной ступенью и т.д.
По количеству ступеней на:
1. одноступенчатые;
2. двухступенчатые.

Одноступенчатые цилиндрические редукторы

Этот тип редуктора отличается от прочих положением валов в корпусе и числом ступеней. Одноступенчатые цилиндрические редукторы могут быть вертикальными и горизонтальными. Шестеренки этих устройств могут иметь косые и прямые, а также шевронные зубья. Корпуса производят из стали сварным способом или из чугуна путем литья. Монтаж валов зачастую производится в подшипники скольжения или качения. Первые зачастую устанавливаются в тяжелых редукторах.

Состав и возможности компоновки одноступенчатого редуктора ограничены. Главной чертой, которая отличает их друг от друга, является расположение валов и осей в пространстве. При этом передаточное число этих агрегатов колеблется в диапазоне от 1,6 до 6,3. Угол наклона передач, выполненных с использованием косозуба, находится в диапазоне от 8 до 200 градусов.

Максимальное передаточное число, которые способен обеспечить агрегат равно 12,5, но при этом редукторы с максимальным передаточным числом применяются редко. Зачастую используются те, которые имеют передаточное число, не превышающее цифру 6.

Какое расположение редуктора выбрать — вертикальным или горизонтальным? Все зависит от необходимости удобств общей компоновки этого передаточного устройства. В частности имеет значение, как расположен агрегат, который производит механическое движение, его рабочий вал и т.д.

Чтобы создать такое устройство предварительно нужно изготовить его схему. Предлагаем изучить один из вариантов одноступенчатого редуктора с горизонтальным расположением осей.

Принцип работы одноступенчатого редуктора

Он достаточно прост для понимания. В таком механизме через расположенную на одном валу звездочку меньшего размера на установленную на другом валу, имеющую больший размер, через зубья передается вращательное движение. Эффект снижения количества оборотов в минуту достигается за счет разницы в диаметре звездочек. Длина круга, который очерчивает в процессе движения первая, существенно меньше того, который очерчивает вторая, поэтому большая звездочка вращается медленней.

При этом создаются устройства обратного действия, не снижающего количество оборотов за единицу времени, а наоборот повышающего.

Этот тип редуктора является самым простым. Отличается от прочих он тем, что передача движения производится через одно звено, а не через несколько, при этом входящее и исходное вращения имеют противоположные направления.

Передача крутящего момента может производиться и с использованием червячного механизма, но при этом на передаточное число влияет диаметр «червяка».

Где и для чего используются одноступенчатые горизонтальные редукторы?

Они находят себе применение:

там где необходима постоянная или переменная нагрузка, реверсивная и одного направления;
для обеспечения постоянной работы или с короткими перерывами;
для обеспечения вращения валов в разные стороны.

Их нельзя или опасно использовать, если частота вращения вала будет превышать показатель 1800 оборотов за одну минуту, а также при запыленности воздуха выше 10 мг на куб. метр и атмосфере первого и второго типов в соответствии с ГОСТ 15150-69.

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:

приблизительный подсчет количества оборотов чистого кручения;
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.

На завершающем этапе проектирования создается сборочный чертеж этого устройства. Он включает в себя все ранее разработанные чертежи каждого из элементов редуктора в отдельности. При этом создается рисунок уже готового устройства, в продольном и поперечном разрезах.

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.

Червячный редуктор — Википедия

Цилиндрическо-червячный редуктор в разрезе.

Червячный редуктор — устройство, преобразующее угловую скорость и момент двигателя, используя червячную передачу.

Червячный редуктор

Редуктор червячный — один из классов механических редукторов. Редукторы классифицируются по типу механической передачи. Редуктор называется червячным по виду червячной передачи, находящейся внутри редуктора, передающей и преобразующей крутящий момент. Винт, который лежит в основе червячной передачи, внешне похож на червяка, отсюда и название. Червячный редуктор может быть с одной или более механическими планетарными передачами.

В червячном редукторе увеличение крутящего момента и уменьшение угловой скорости выходного вала происходит за счет преобразования энергии, заключенной в высокой угловой скорости и низком крутящем моменте на входном валу.

Двигатель со встроенным червячным редуктором называют червячным мотор-редуктором.

Наиболее распространены одноступенчатые червячные редукторы. При больших передаточных числах применяют либо двухступенчатые червячные редукторы, либо комбинированные червячно-зубчатые или зубчато-червячные редукторы. В одноступенчатых червячных редукторах червяк может располагаться под колесом, над колесом, горизонтально сбоку колеса и вертикально сбоку колеса. Выбор схемы червячного редуктора определяется требованиями компоновки. Червячные редукторы с нижним расположением червяка применяют при v₁ < 5 м/с, с верхним — при v₁ > 5 м/с. В червячных редукторах с боковым расположением червяка смазка подшипников вертикальных валов затруднена.

В червячных редукторах для повышения сопротивления заеданию применяют более вязкие масла, чем в зубчатых редукторах. При скоростях скольжения V_ск < 7…10 м/с смазку червячных передач редукторов осуществляют окунанием червяка или колеса в масляную ванну. При нижнем расположении червяка уровень масла в ванне должен проходить по центру нижнего шарика или ролика подшипника качения, а червяк должен быть погружен в масло примерно на высоту витка. Если уровень масла устанавливают по подшипникам и червяк не окунается в масло, то на валу червяка устанавливают маслоразбрызгивающие кольца (крыльчатки), которые и подают масло на червяк и колесо. В червячных редукторах V_ск < 7…10 м/с применяют циркуляционно-принудительную смазку, при которой масло от насоса через фильтр и холодильник подаётся в зону зацепления.

Червячная передача

В червячных редукторах используется червячная передача. Червячная передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность косозубого колеса.

Червячные передачи относятся к зубчато-винтовым. Если в зубчато-винтовой передаче углы наклона зубьев принять такими, чтобы зубья шестерни охватывали её вокруг, то эти зубья превращаются в витки резьбы, шестерня — в червяк, а передача — из винтовой зубчатой в червячную.

Ведущее звено червячной передачи в большинстве случаев — червяк, а ведомое — червячное колесо. Обратная передача зачастую невозможна — КПД червячного редуктора в совокупности с передаточным отношением вызывают самостопорение редуктора.

Преимущество червячной передачи по сравнению с винтовой зубчатой в том, что начальный контакт звеньев происходит по линии, а не в точке. Угол скрещивания валов червяка и червячного колеса может быть каким угодно, но обычно он равен 90°. В отличие от косозубого колеса обод червячного колеса имеет вогнутую форму, способствующую некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению площади контактных поверхностей. Направление и угол подъёма зубьев червячного колеса такие же, как и у витков резьбы червяка. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной, а также правой или левой. Наиболее распространена правая резьба с числом заходов z1=1…4.

Различают два основных вида червячных передач: цилиндрические, или просто червячные, передачи (с цилиндрическими червяками) и глобоидные (с глобоидными червяками).

По сравнению с обыкновенными зубчатыми передачами, передаточное отношение (передаточное число) червячного редуктора может быть значительно большим. Так, например, при однозаходном червяке (z1=1) и червячном колесе с z2=100 передаточное число передачи u =100. При одном и том же передаточном числе червячный редуктор гораздо компактнее обыкновенной зубчатой передачи. Возможность осуществления большого передаточного числа при одной ступени передачи, компактность, плавность и бесшумность работы — основные достоинства редукторов с червячной передачей. Благодаря этим достоинствам червячные передачи широко применяют в подъёмно-транспортных машинах, различных станках и некоторых других машинах. Передаточное число червячной передачи принимают обычно в пределах u = 8…90, но в специальных установках оно доходит до u=1000 и более.

В червячной передаче помимо потерь передаваемой мощности, свойственных зубчатой передаче, имеются потери мощности, свойственные винтовой паре. Следовательно, к. п. д. червячного редуктора значительно меньше, что является основным недостатком червячных передач. К недостаткам относятся также склонность витков резьбы червяка и зубьев колеса к заеданию и необходимость применения для венцов червячных колёс дорогих антифрикционных материалов. Из-за этих недостатков червячные редукторы применяют значительно реже зубчатых и только для передачи небольших и средних мощностей, обычно до 50 кВт и реже — до 200 кВт.

Червячный мотор-редуктор

Благодаря своей конструкции, мотор-редукторы с червячной передачей характеризуются плавностью и бесшумностью работы. К достоинствам червячного мотор-редуктора также можно отнести компактность — червячный мотор-редуктор будет значительно меньшего размера по сравнению с аналогичным мотор-редуктором с зубчатой передачей с одним и тем же передаточным числом редуктора. Характерной особенностью червячного мотор-редуктора является свойство самоторможения.

Червячные мотор-редукторы имеют развернутое под 90 градусов расположение выходного вала, что бывает удобно в случае, когда нет возможности (например, по габаритам) расположить весь мотор-редуктор с соосным расположением вала.

См. также

Литература

Гузенков П. Г. Детали машин: Учеб. для вузов,— 4-е изд. — М.: Высш. шк., 1986 г.
Иванов А. С. Конструируем машины шаг за шагом, часть вторая. — М.: Издательство МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2003 г.

Ссылки

Вал, Корпус, Крышка и Зубья, Передаточное Число, Расчет, Размер, Типы и Схема

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.

Червячные редукторы. Передаточная система этих устройств содержит червячную передачу, которая позволяет не только значительно уменьшить обороты рабочего вала, но и изменить направление вращения. Вал редуктора на выходе устройства, обычно расположен под прямым углом по отношению к входному валу. Такая особенность червячных устройств позволяет наиболее компактно разместить двигатель совместно с передающим крутящий момент механизмом. Передаточное число редуктора этого типа может быть до 1 к 100 и более;
Зубчатые редукторы. Зубчатые механизмы трансформации крутящего момента, часто применяются в агрегатах, в которых необходимо осуществить различное соотношение передаточного числа между входным и выходным валом. Устройство редуктора этого типа может выполнено с одним передаточным механизмом, или с использованием нескольких шестерён при значительном передаточном соотношении. Зубья, в таких устройствах, могут иметь различную форму, но качество обработки таких деталей должно быть наивысшим;
Гидравлические редукторы. Такие устройства устанавливаются между насосом и гидравлическими механизмами. Используется гидравлический редуктор с той же целью, что и механические — для уменьшения передаваемой энергии или частоты вращения;
Мотор-редуктор. Эта система также используется для трансформации крутящего момента и представляет собой объединённый в одном корпусе редуктор и двигатель. Наиболее часто встречаются мотор-редукторы, работающие на электрической тяге. В этом случае удаётся значительно уменьшить размер редуктора и увеличить КПД устройства;
Планетарные редукторы. Передающая система и схема редуктора планетарного типа, представляет собой разновидность зубчатого механизма, но благодаря оригинальности применяемого способа передачи крутящего момента может считаться отдельным видом. Такие механизмы компактны и очень надёжны в эксплуатации, но требуют точного расчёта при производстве. Зубья планетарных редукторов должны находиться в плотном зацеплении между собой, но легко приводиться в движение.

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

устройство, в разрезе, схема, фото, чертежи, регулировка УШМ, передаточное число/отношение, прямой, угловой, понижающий и прочие виды

Возможность использовать один и тот же электроинструмент для обработки различных материалов (металлы, камень, дерево, пластик, бетон и другие) делает болгарку очень востребованной у пользователей. Размеры насадок вместе с редуктором обеспечивают оптимальные обороты для безопасной и эффективной работы.

Устройство, принцип работы и назначение УШМ

Источником вращающего момента для инструмента болгарок является встроенный в их конструкцию коллекторный электродвигатель. Окончательная рабочая величина момента вращения на рабочей насадке достигается с помощью редуктора, конструкция которого отличается компактностью для обеспечения минимальных габаритов всего электроинструмента, что является важным параметром для ручного использования устройства.

Схема работы болгарки. Источник здесь

Из технического названия УШМ следует ее основное предназначение — шлифовка поверхностей обрабатываемых материалов. Однако, универсализм и многофункциональность болгарок позволяют при помощи сменных насадок выполнять такие технологические операции как резка, зачистка, полирование и некоторые другие.

Как устроен редуктор, в разрезе, фото и чертежи

Минимальные габариты редуктора обеспечиваются применением конической передачи. Малая коническая шестерня входит в зацепление с большой, при этом меняется на 90° направление вращения вала ротора электродвигателя, чем сокращается размер болгарки в длину. Узкая по толщине ведомая шестерня позволяет конструкцию корпуса редуктора сделать максимально плоской, что обеспечивает работу болгарки в труднодоступных местах.

Редуктор болгарки в разрезе. Источник фото здесь.

Опорные узлы валов ротора и шпинделя выполняются с применением шарикоподшипников, игольчатых и втулок из антифрикционных материалов в зависимости от модели болгарки, способных выдерживать большие осевые нагрузки. Корпус, в котором собраны валы ведомой и ведущей шестерен, подшипниковые узлы надежно защищает от пыли, которая образуется при работе болгаркой. Пример конструкции редуктора на представленном изображении. Как разобрать с целью диагностиик и проведения ремонта возможно узнать из отдельной статьи.

Регулировка

Конический редуктор болгарки будет без проблем работать при свободно вращающихся в подшипниках валах, которые не имеют люфтов. Это достигается установкой дополнительных металлических прокладок на ведущем и ведомом валах, для устранения зазоров образовавшихся в процессе сборки.

Особенностью конической передачи является регулировка самого зацепления. Необходимо обеспечить совмещение начальных конусов шестерен. Здесь также следует учесть наличие теплового зазора, который исключает заклинивание передачи при нагреве во время работы. Для этого между корпусом и крышкой редуктора устанавливаются металлические прокладки. Контроль правильности регулировки осуществляется по пятну контакта. Практически это делается нанесением красящего вещества, например, синьки на поверхности зубьев и после обкатки на рабочем режиме визуально определяется площадь рабочей поверхности зуба, на которой синька отсутствует. Правильное расположение и размеры пятна контакта на изображении ниже.

В зависимости от степени точности передачи должно быть:

а = (0,4 – 0,8)b;

hср. = (0,6 – 0,9)h.

В болгарках между крышкой и корпусом редуктора устанавливаются металлические прокладки, количество которых соответствует правильной начальной регулировки зацепления. По мере износа зубьев для сохранения зазора и нормальной работы передачи часть прокладок убирается, тем самым обеспечивается продолжительность эксплуатации редуктора болгарки.

Передаточное число (отношение)

УШМ (болгарка) MAKITA GA9010C. Фото 220Вольт

В классическом понимании передаточное отношение редуктора болгарки, как собственно и любого другого механического редуктора, это отношение оборотов ведущего вала к оборотам ведомого. Для большинства УШМ оно колеблется от 2,5 до 4. Редуктор является понижающим с целью обеспечить обороты, при которых не происходит быстрый перегрев обрабатываемой поверхности и достигается требуемая для работы величина крутящего момента.

В большей степени передаточное отношение редукторов болгарки зависит не от модели производителя, а от мощности болгарок. Менее мощные болгарки имеют более высокие обороты шпинделя и соответственно меньшее передаточное число. Для мощных профессиональных болгарок важен высокий крутящий момент и для работы с насадками больших диаметров с целью обеспечения безопасности не применяются большие обороты шпинделя. Здесь передаточные отношения ближе к максимальным значениям.

Какие бывают редукторы: прямой, понижающий, угловой и прочие

Механический редуктор — это механизм, передающий от двигательной установки необходимые для функционирования приводного устройства параметры крутящего момента и скорости вращения вала. Некоторые виды редукторов могут менять направление их вращения.

Редуктора с соосными (параллельными) валами, как правило, в большинстве своем представляют самые распространенные с цилиндрической зубчатой передачей. Они могут иметь различные передаточные отношения и количество ступеней преобразования. Передача хода передается плавно, практически без потерь, но изменить направление вращения вала они не могут.

Редуктор болгарки со смазкой

Угловые редукторы, которые используются в болгарках, способны обеспечить направление валов на 90°. Конические шестерни могут быть как с прямым зубом, так и с круговым. На некоторых маломощных бытовых болгарках, например, модели Bosch, используется передача с прямыми зубьями, где не предъявляются требования к плавности хода и уровню шума. Круговые зубья обладают большей несущей способностью, имеют меньший уровень шума из-за плавности зацепления, менее чувствительны к погрешностям сборки.

В зависимости от величины передаточного отношения редукторы подразделяются на следующие виды.

Прямой. Передаточное отношение равно 1. Такой редуктор используется, например, в некоторых многовальных коробках передач грузовых автомобилей.
Повышающий. По другому он называется мультипликатором, где передаточное отношение имеет значение меньше 1. Главное назначение мультипликатора — увеличение угловой скорости. При этом крутящий момент на выходном валу уменьшается.
Понижающий. Здесь передаточное отношение больше 1. В большинстве случаях в различных механизмах, к таким относится и УШМ, применяется такой редуктор.

Принципов редуцирования, как и конструктивных исполнений, существует большое разнообразие. Однако каждому механизму наилучшим образом подходит определенный вид. Болгарки без конического редуктора представить уже достаточно трудно.

Частые неисправности, причины и решение, запчасти

Шестерни редуктора (компл.) BOSCH GWS 6-100. Фото 220Вольт

Работа в тяжелых эксплуатационных условиях (некачественная смазка шестерен, длительная работа при повышенных нагрузках, наличие большого количества пыли при работе и другие), долговременный период использования электроинструмента приводят к появлению поломок редуктора, где наиболее характерные следующие.

Износ рабочей поверхности конической пары шестерен, при котором редуктор работает с повышенным шумом, а по достижении критической величины возможно проскальзывание шестерен друг относительно друга.
Ресурс работы подшипников ограничен. Шум и вибрация при работе болгарки являются факторами, при появлении которых следует проверить подшипники на наличие люфтов. Изношенные подшипники подлежат замене (ссылка на статью об этом).
При жесткой эксплуатации возможен скол и поломка зубьев шестерен редуктора. Здесь возникает очень сильная вибрация болгарки при работе, сопровождаемая немалым шумом.

Решить проблему восстановления работоспособности болгарки можно самостоятельно при наличии необходимых инструментов, запчастей, навыков работы слесарем. Если нет уверенности в собственных силах, рекомендуется обратиться в сервисные центры, где ремонтом займутся профессионалы. Выбрать подходящий можно по этой ссылке. В отдельном разделе представлены компании, в которых сделают качественный ремонт и заменят вышедшие из строя детали на новые, имеющиеся в наличии у сервиса.

Где купить корпус и прочие комплектующие

Купить корпус редуктора и другие запчасти, комплектующие возможно у сотрудников компаний-поставщиков, которые собраны в соответствующем разделе.

Глава 19 Редукторы

19.1. Общие сведения

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

Широко применяют мотор-редукторы,

представляющие 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.

19.2. Классификация редукторов

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 Ц2_В— цилиндрического двухступенчатого, все валы которого расположены в вертикальной плоскости, а на рис. 19.1, л показана схема редуктора типа Ч_т — 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 а_т конической — внешний делительный диаметр колеса d_e₂, планетарной — радиус водила R_w, 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.

В конструкциях с цементованными и закаленными зубьями можно получить у = 0,03…0,05 кг/(Н • м).

Устройство и функционирование цилиндрического редуктора

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.

Принцип действия и область применения

Цилиндрический редуктор включает в себя одну или несколько последовательно соединенных механических передач, состоящих из шестерней и зубчатых колес, размещенных на валах. При приложении крутящего момента к входному валу он начинает вращаться, приводя в движение размещенную на нем шестерню. Благодаря сцеплению с зубчатым колесом, которое имеет больший диаметр, начинает вращаться вал, на котором оно размещено. При этом угловая скорость уменьшается, а крутящий момент пропорционально возрастает.

В случае многоступенчатой схемы редуктора крутящий момент передается на промежуточный, а затем на конечный вал. Все конструктивные элементы размещены в едином корпусе, заполненном смазочными материалами, снижающими силы трения между шестернями.

Основная область применения цилиндрических редукторов — приводы следующих промышленных механизмов:

Системы автоматизации и управления.
Подъемное и тяговое оборудование.
Приводы строительных машин и механизмов.
Конвейерный транспорт и насосные установки.
Измельчительное оборудование.
Прессы.

Благодаря высокому КПД, цилиндрические редукторы могут использоваться в приводах практически любого оборудования, но только в том случае, если не предъявляются жесткие требования по габаритам, так как установки этого класса имеют внушительные размеры.

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.

Основные виды цилиндрических редукторов

В зависимости от назначения и требуемых технических характеристик цилиндрический редуктор может комплектоваться несколькими ступенями передачи с шестернями различного типа. Чаще всего в механизме используют прямые, косозубые и конические шестерни. По конструкции различают несколько основных видов механизмов, получивших применения в различных типах привода.

Цилиндрические соосные редукторы

У редукторов этого класса входной и выходной валы находятся на одной оси. Благодаря этому существенно упрощается компоновка привода. Отметим, что соосные цилиндрические редукторы никогда не бывают одноступенчатыми. Для возвращения выходного вала на входную ось требуется минимум 2 ступени передач.

Производители предлагают большой перечень модификаций различной мощности от нескольких десятых ватта до сотен киловатт. Благодаря этому соосные редукторы получили широкое применение как в системах автоматизации и телеуправления, так и в мощных промышленных приводах производственного и подъемного оборудования.

Конические цилиндрические редукторы

Такой тип механизмов применяется при необходимости обеспечить пересечение осей входного и выходного валов. Обычно эти элементы располагаются под углом 90 градусов. Производители предлагают модификации в горизонтальном и вертикальном исполнении.

Конический цилиндрический редуктор имеет многоступенчатую схему. Причем в качестве первой ступени выступает именно коническая передача. Благодаря этому обеспечивается большая плавность работы при преобразовании большой угловой скорости и крутящего момента, передаваемого от приводного двигателя.

Следует отметить и полную взаимозаменяемость с редукторами червячного типа, что существенно расширяет сферу применения устройства.

Одноступенчатые механизмы

Наиболее простой тип цилиндрических редукторов, отличающийся невысоким передаточным числом. Как уже говорилось, максимальное значение ограничивается показателем 1/6,3, поэтому сфера применения этого оборудования ограничена. Используется в приводах, для которых не требуется значительное снижение скорости выходного вала.

Оборудование может поставляться с различным расположением валов, но редуктор такого класса не может быть соосным. Не применяется одноступенчатая схема и в конических цилиндрических редукторах. Простая конструкция механизма существенно упрощает техническое обслуживание и повышает срок службы оборудования.

Двухступенчатые установки

Двухступенчатые цилиндрические редукторы получили наибольшее распространение. Такая конструкция позволяет увеличить передаточное число механизма без существенного увеличения габаритов. Состоит из 3 валов с шестернями. На первой быстроходной ступени чаще всего используют косозубые шестерни, позволяющие повысить надежность механизма за счет большей площади сцепления.

На что обращать внимание при выборе цилиндрических редукторов

При выборе цилиндрических редукторов обращайте внимание на следующие характеристики:

Передаточное число.
Номинальный крутящий момент на выходном вале.
КПД механизма.
Габариты и масса.
Необходимое расположение валов.

При установке приводов в рабочих помещениях не лишним будет обратить внимание и на уровень создаваемого при работе шума.