Быстрая навигация по разделам статьи

Классификация редукторов
Количество ступеней и расположение валов
Классификация редукторов по расположению осей валов
Типы используемых передач
Червячный глобоидный редуктор
Цилиндрические редукторы
Допустимые нагрузки для цилиндрических редукторов 1ЦУ (одноступенчатых горизонтальных)
Конические редукторы
Коническо-цилиндрические редукторы
Насадные редукторы
Планетарные редукторы
Технические параметры планетарных редукторов Пз (зубчатые одноступенчатые)
Способы крепления редукторов
Классификация редукторов по способу крепления
Смазка редукторов
Зацепления
Корпуса редукторов

Редуктор – это механическое устройство, которое используется для снижения скорости вращения и увеличения крутящего момента. Он состоит из нескольких основных элементов, таких как корпус, валы, шестерни и подшипники.

1. Классификация редукторов

Редукторы общемашиностроительного назначения играют ключевую роль в процессе трансмиссии в различных областях промышленности. Их применение охватывает широкий спектр задач — от передачи вращения до изменения крутящего момента. Этот тип редукторов широко применяется в различных областях промышленности.
Специальные редукторы — это специализированные устройства, используемые для снижения скорости вращения и увеличения крутящего момента в различных промышленных и технических системах. Они разрабатываются и производятся для конкретных задач и условий эксплуатации, таких как особые нагрузки, агрессивные среды, повышенная влажность или высокие температуры.

Редукторы можно классифицировать по следующим признакам:

1. Тип передачи: зубчатые, цилиндрические, конические, винтовые и т. д.
2. Назначение: промышленные, автомобильные, мобильные и другие.
3. Передаточное число: низкое, среднее, высокое.
4. Мощность и крутящий момент.
5. Способ крепления и монтажа.
6. Производитель и модель.

1.1 Количество ступеней и расположение валов

Количество ступеней редуктора важно для определения его производительности. Чем больше ступеней, тем сильнее происходит снижение скорости вращения и повышение крутящего момента. Это позволяет эффективнее использовать мощность двигателя и улучшает общую эффективность работы механизма. При выборе редуктора необходимо учитывать не только количество ступеней, но и перечень других технических характеристик, чтобы обеспечить оптимальную работу оборудования.
Расположение валов редуктора может быть разнообразным и зависит от конструкции и функционального назначения редуктора. Основные типы расположений валов включают горизонтальное, вертикальное и угловое. Горизонтальное расположение валов редуктора наиболее распространено и обычно используется в случаях, когда мощность передается от горизонтально расположенного двигателя. Вертикальное расположение валов редуктора применяется, например, в ветряных турбинах или вертикальных насосах. Угловое расположение валов позволяет передавать крутящий момент между двумя валами, находящимися под углом друг к другу. Каждое из этих расположений имеет свои преимущества и особенности применения в различных областях промышленности и машиностроения.

Таблица 1. Классификация редукторов по расположению осей валов

Редуктор	Расположение осей входного и выходного валов в пространстве
1. С параллельными осями входного и выходного валов	1. Горизонтальное: оси расположены в горизонтальной плоскости; оси расположены в вертикальной плоскости (с входным валом над или под выходным валом); оси расположены в наклонной плоскости 2. Вертикальное
2. С совпадающими осями входного и выходного валов (соосный)	1. Горизонтальное 2. Вертикальное
3. С пересекающимися осями входно­го и выходного валов	1. Горизонтальное 2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала 3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала
4. Со скрещивающимися осями вход­ного и выходного валов	1. Горизонтальное (с входным валом над или под вы­ходным валом) 2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала 3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала

1.2 Типы используемых передач

1.2.1 Червячные редукторы

Червячные редукторы представляют собой механизмы, которые выполняют несколько важных функций в различных областях применения. Они отличаются особым принципом работы, благодаря которому обеспечивают надежную передачу вращательного движения и обладают высокой эффективностью. Основные функции червячных редукторов включают в себя:

• Передача вращения: Червячные редукторы эффективно передают вращательное движение от одного вала к другому под углом 90 градусов. Это делает их идеальным выбором для приложений, где необходимо изменить направление вращения.
• Повышение крутящего момента: Благодаря принципу работы червячных редукторов, они способны значительно увеличить крутящий момент, что делает их ценным решением для применений, где требуется мощное вращающее усилие.
• Снижение скорости вращения: Одной из основных функций червячных редукторов является снижение скорости вращения, что позволяет им применяться в различных механизмах, где необходимо согласование скорости работы различных частей системы.
• Повышение эффективности: Червячные редукторы обладают высокой эффективностью передачи движения и минимальными потерями мощности, что делает их незаменимыми в различных отраслях промышленности и производства.

Функция самоторможения червячного редуктора представляет собой способность редуктора останавливать движение нагрузки без использования дополнительных тормозных устройств. Это достигается за счёт особенностей конструкции и работы червячного механизма. Функция самоторможения позволяет обеспечивать плавное и контролируемое замедление или полную остановку нагрузки.
Продолжительность работы червячных редукторов зависит от нескольких факторов, таких как качество изготовления, условия эксплуатации, нагрузка и обслуживание. В хороших условиях и при правильном обслуживании червячные редукторы могут работать в среднем, 10 тысяч часов без замены.

1.2.2 Червячный глобоидный редуктор

Червячный глобоидный редуктор состоит из двух основных элементов: червячного винта и глобоидной передачи. Червячный винт представляет собой винтовой элемент, который вращается в контакте с глобоидной передачей. Глобоидная передача, в свою очередь, имеет форму шаровидной поверхности и обеспечивает передачу вращения от червячного винта к выходному валу.
В процессе работы червячный винт вращается, передавая вращение на глобоидную передачу. Глобоидная передача в свою очередь преобразует вращение в усилие и передает его на выходной вал редуктора. Благодаря такой конструкции червячный глобоидный редуктор обеспечивает высокий крутящий момент и плавную передачу вращения.

Таблица 2. Допустимые нагрузки для червячных глобоидных редукторов

Влияние первичного двигателя	Ожидаемое время работы	Коэффициент времени KH
		Воздействие нагрузки
		Равномерная нагрузка	Среднее воздействие	Сильное воздействие
Двигатель с равномерной нагрузкой турбина, гидравлический двигатель	1500	0,8	0,9	1
	5000	0,9	1	1,25
	27000	1	1,25	1,5
	60000	1,25	1,5	1,75
Шаговый двигатель с легкой ударной нагрузкой	1500	0,9	1	1,25
	5000	1	1,25	1,5
	27000	1,25	1,5	1,75
	60000	1,5	1,75	2
Асинхронный электродвигатель	1500	1	1,25	1,5
	5000	1,25	1,5	1,75
	27000	1,5	1,75	2
	60000	1,75	2	2,25

1.2.3 Цилиндрические редукторы

Цилиндрические редукторы обычно состоят из корпуса, в котором размещены зубчатые колеса и подшипники. Они могут быть различных конструкций, включая цилиндрические зубчатые, конические, винтовые и другие типы. В зависимости от конструкции и материалов, использованных в производстве, цилиндрические редукторы могут обеспечивать высокую эффективность, надежность и длительный срок службы.
Цилиндрические редукторы могут иметь различное количество ступеней, включая одно-, двух-, трех- и более ступенчатые варианты. Количество ступеней определяется требуемым передаточным числом и характеристиками конкретной техники, на которую редуктор будет установлен. Обычно более высокие передаточные отношения требуют большего количества ступеней. Одноступенчатые цилиндрические редукторы имеют передаточные числа в диапазоне 1,6-6,3.

Схемы исполнения цилиндрических пар:

Схемы исполнения цилиндрических пар у редуктора представляют собой способы конструктивного оформления и расположения зубчатых колес и валов внутри редуктора. Они определяют взаимодействие деталей и передачу момента с одного вала на другой.

• соосная
• развернутая
• раздвоенная
• развернутая узкая

Развернутая узкая схема исполнения цилиндрических пар у редуктора обычно означает, что цилиндрические пары (зубчатые колеса) редуктора расположены в узком пространстве и могут быть организованы вдоль оси редуктора более плотно, что позволяет уменьшить габариты и улучшить компактность конструкции. Это может быть особенно важно при проектировании механизмов или машин с ограниченным пространством.
Соосная схема исполнения цилиндрических пар у редуктора представляет собой конструкцию, при которой оси валов параллельны друг другу. В такой конфигурации цилиндрические зубчатые колеса редуктора располагаются таким образом, что их оси находятся на одной линии, что позволяет им вращаться вокруг параллельных осей. Эта конструкция обеспечивает эффективное и плавное передачу вращения и момента силы между валами редуктора.
Развернутая схема исполнения цилиндрических пар у редуктора представляет собой конфигурацию, в которой цилиндрические зубья размещены таким образом, чтобы обеспечить оптимальную передачу вращающего момента между валами. Эта схема исполнения обычно применяется для передач с низкой или средней передаточной числом, где требуется плавное и равномерное передача мощности.
Раздвоенная схема исполнения цилиндрических пар у редуктора представляет собой конструкцию, в которой пара цилиндрических зубчатых колес разделена на две части, что позволяет располагать их на разных валах или даже в разных узлах машины. Это позволяет уменьшить момент сопротивления, обеспечить лучшую структурную жёсткость и уменьшить динамические нагрузки на редуктор. Эта конструкция часто используется в технике с высокими требованиями к надёжности и эффективности передачи мощности.
Обычно производители редукторов предоставляют информацию о среднем ресурсе работы и рекомендациях по обслуживанию в технической документации к продукту. При соблюдении всех условий рабочий ресурс достигает 25 тысяч часов и более.

Допустимые нагрузки для цилиндрических редукторов 1ЦУ (одноступенчатых горизонтальных)

Модель редуктора	Номинальный крутящий момент на выходном валу Твых, Нм	Радиальная нагрузка на валы, Н
		на входном валу Fвх	на выходном валу Fвых
1ЦУ-100	250	500	2000
1ЦУ-160	1000	1000	4000
1ЦУ-200	2000	2000	5600
1ЦУ-250	4000	3000	8000

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

Типоразмер редуктора	Номинальные передаточные числа	Крутящий момент на выходном валу, Нм	Максимальная радиальная нагрузка на валах, Н		КПД
			входном	выходном
Ц2С-63	8; 10; 12,5	125	500	2800	0,98
Ц2С-80	16; 20; 25	250	800	4000
Ц2С-100	31,5; 40	500	1000	5600
Ц2С-125	50	1000	1000	8000

1.2.4 Конические редукторы

Конические редукторы — это вид механических устройств, используемых для уменьшения скорости вращения и увеличения крутящего момента двигателя. Они состоят из конических шестерен, расположенных под углом друг к другу. Конические редукторы имеют такие основные элементы, как корпус, конические шестерни, подшипники, уплотнения и смазочные системы. Передаточное отношение конического редуктора варьируется в пределах 1-5.

1.2.5 Коническо-цилиндрические редукторы

Коническо-цилиндрические редукторы – это вид механизмов, применяемых для передачи механической энергии от одного узла машины к другому. Эти редукторы имеют особую конструкцию, объединяющую в себе преимущества как конических, так и цилиндрических зубчатых передач. Коническая передача обеспечивает эффективную передачу момента при высоких нагрузках, а цилиндрическая форма зубьев снижает уровень шума и обеспечивает более плавное функционирование.

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

Способ охлаждения	Температура окружающей среды, гр	Продолжительность включения, ПВ %.
		100	80	60	40	25
Без постороннего охлаждения	10	1,12	1,34	1,57	1,79	2,05
	20	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
	30	0,88	1,06	1,23	1,41	1,58
	40	0,75	0,9	1,05	1,21	1,35
	50	0,63	0,76	0,88	1,01	1,13
Спираль водяного охлаждения	10	1,1	1,32	1,54	1,76	1,98
	20	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
	30	0,9	1,08	1,26	1,44	1,62
	40	0,85	1,02	1,19	1,36	1,53
	50	0,8	0,96	1,12	1,29	1,44
Охлаждение обдувом	10	1,15	1,38	1,61	1,84	2,07
	20	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
	30	0,9	1,08	1,26	1,44	1,82
	40	0,8	0,96	1,12	1,29	1,44
	50	0,7	0,84	0,98	1,12	1,26
Водяное охлаждение и обдув	10	1,12	1,34	1,57	1,79	2,05
	20	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
	30	0,92	1,1	1,29	1,47	1,66
	40	0,83	1,0	1,16	1,33	1,5
	50	0,78	0,94	1,09	1,25	1,4

1.2.6 Насадные редукторы

Насадные редукторы могут быть различных типов в зависимости от сочетания различных параметров. Некоторые из типов включают в себя цилиндрические зубчатые, цилиндрические и конические насадные редукторы. Каждый из них имеет свои особенности и применение в зависимости от требований конкретного применения.

1.2.7 Планетарные редукторы

Планетарные редукторы – это механические устройства, применяемые для передачи и изменения крутящего момента в различных машинах и механизмах. Они состоят из нескольких зубчатых колес, которые вращаются вокруг общего центра, что позволяет им снижать скорость вращения и увеличивать крутящий момент.

Планетарные редукторы состоят из нескольких основных компонентов:

1. Солнечная шестерня: это центральная зубчатая передача, которая соединена с входным валом и вращается вокруг собственной оси.
2. Планетарные шестерни: это шестерни, которые вращаются вокруг солнечной шестерни. Они соединены с неподвижным каркасом и взаимодействуют с солнечной шестерней.
3. Кольцевая шестерня: это внешний кольцевой элемент, внутренняя поверхность которого содержит зубчатую часть. Планетарные шестерни также взаимодействуют с кольцевой шестерней.
4. Водило планетарного редуктора представляет собой центральную шестерню, которая соединяется с ведущим валом и передает вращающееся движение на планетарные шестерни.
5. Сателлиты планетарного редуктора — это маленькие шестерни, которые вращаются вокруг водила. Они соединены с водилом через планетарные шестерни и могут быть жестко связаны с корпусом редуктора или вращаться вокруг своей оси. В зависимости от конструкции, сателлиты могут выполнять различные функции, такие как изменение вращения и передача крутящего момента от водила к выходному валу планетарного редуктора.

Изменение сочетания входного вала, солнечной шестерни, планетарных шестерен и кольцевой шестерни позволяет создавать различные передаточные отношения, что делает планетарные редукторы универсальным и эффективным решением для передачи крутящего момента в различных механизмах.

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

Коэффициент эксплуатации
Тип нагрузки	Количество пусков в час	Количество пусков/час
		≤ 5000	10000	15000	20000	50000
		Время работы в сутки
		h < 4	4 < h < 8	8 < h < 12	12 < h < 16	16 < h < 24
Равномерная нагрузка	Z < 10	0.9	1.0	1.15	1.3	1.6
	10 < Z < 30	0.95	1.15	1.30	1.5	1.8
	30 < Z < 100	1.0	1.25	1.45	1.6	2.0
Умеренная ударная нагрузка	Z < 10	1.0	1.25	1.45	1.6	2.0
	10 < Z < 30	1.1	1.4	1.6	1.8	2.2
	30 < Z < 100	1.2	1.5	1.7	2.0	2.4
Тяжелая ударная нагрузка	Z < 10	1.2	1.5	1.7	2.0	2.4
	10 < Z < 30	1.3	1.6	1.8	2.1	2.6
	30 < Z < 100	1.4	1.75	2.0	2.3	2.8

1.3 Способы крепления редукторов

Крепление редукторов может происходить различными способами, в зависимости от их конструкции и назначения. Некоторые из основных способов крепления редукторов включают в себя:

• Фланцевое крепление: Редуктор может иметь специальные фланцы, позволяющие его жестко закреплять на другом оборудовании, таком как двигатель или механизм.
• Болтовое крепление: Редуктор может быть установлен с помощью болтов и специальных крепежных элементов, обеспечивающих надежное соединение с основным оборудованием.
• Крепление с использованием подшипников: В некоторых конструкциях редукторов применяются специальные подшипники, обеспечивающие удобное крепление и позволяющие редуктору вращаться вокруг своей оси.
• Монтаж на специальной основе: Для некоторых приложений редукторы могут быть установлены на специальных основаниях или кронштейнах, обеспечивающих необходимую жесткость и надежность крепления.

Таблица 7. Классификация редукторов по способу крепления

Тип крепления	Как изображается на схемах?
Фланцевое соединение со стороны входного вала
Крепление на уровне плоскости у основания
Над основанием
Фланцевое соединение со стороны выходного вала
Фланцевое соединение с двух сторон: с входного и выходного валов
Насадной тип крепления

2. Смазка редукторов

Каждый редуктор нуждается в надежной смазке для эффективной работы. Специальная смазка для редукторов обеспечивает надежную защиту от износа и увеличивает срок службы оборудования. Основной метод смазки редукторов включает в себя нанесение смазочного материала на зубчатые колеса, подшипники, уплотнения и другие движущиеся детали. Это может осуществляться с помощью специальных смазочных насосов или смазочных систем.

3. Зацепления

Зацепления редукторов – один из ключевых моментов в механической передаче. Этот процесс позволяет эффективно передавать механическую энергию от одного вала к другому, обеспечивая плавное и надежное функционирование оборудования. Зацепления редукторов, выполненные с высокой точностью и соблюдением всех технических требований, способствуют снижению износа деталей и продлевают срок службы механизмов.
Зацепления редукторов бывают различных типов в зависимости от конструкции и назначения. Некоторые из наиболее распространенных типов зацеплений включают в себя:

• Шестерни и зубчатые колеса: Это классический способ зацепления редукторов, где передача энергии осуществляется через зубчатые профили на поверхностях шестерен и зубчатых колес.
• Шкивы и ремни: В некоторых случаях редукторы могут быть связаны через шкивы и ремни, где механическая энергия передается посредством растянутого ремня между шкивами.
• Гибкие муфты: Этот тип зацеплений используется для компенсации небольших отклонений и вибраций между валами редукторов.
• Ременные передачи: Установленные параллельно, они могут передавать механическую энергию с одного вала на другой с помощью ремней.

Корпуса редукторов

Корпуса редукторов играют важную роль в работе различных промышленных механизмов. Изготовленные из прочных и долговечных материалов, они обеспечивают защиту внутренних компонентов и обеспечивают эффективную передачу крутящего момента.
Разъемные корпуса редукторов — это особого рода конструкции корпусов, используемые для обеспечения удобства доступа к внутренним компонентам редукторов. Они позволяют быстро разбирать и собирать редукторы для обслуживания, замены деталей или проведения технических работ. Такие корпуса обычно оснащены специальными замками или фиксаторами, обеспечивающими надежное соединение после сборки.
Неразъемные корпуса редукторов – это компоненты, используемые для защиты и обеспечения надежной работы червячных редукторов.
Для производства корпусов редукторов часто применяются различные материалы, в зависимости от конкретных требований к прочности, износостойкости и другим характеристикам. Наиболее распространенными материалами для корпусов редукторов являются чугун, сталь и алюминий.
Чугунные корпуса СЧ 10-15 обладают высокой прочностью и устойчивостью к износу, что делает их подходящими для тяжелых промышленных условий. Стальные корпуса также обеспечивают высокую прочность и износостойкость, при этом они могут быть более легкими и компактными. Алюминиевые корпуса обычно имеют небольшой вес и хорошую теплопроводность, что делает их подходящими для приложений, где важна низкая масса и отвод тепла.