Как определить сколько ступеней в редукторе
Перейти к содержимому

Как определить сколько ступеней в редукторе

  • автор:

Расчет и выбор редуктора

От правильности выбора редуктора во многом зависит не только его надежность, но и долговечность.
Ошибки при расчете и выборе редуктора неизбежно могут привести к преждевременному выходу его из строя и, как следствие, в лучшем случае к финансовым потерям.
Поэтому работу по расчету и выбору редуктора необходимо доверять опытным специалистам-конструкторам, которые учтут все факторы от расположения редуктора в пространстве и условий работы до температуры нагрева его в процессе эксплуатации. Подтвердив это соответствующими расчетами, специалист обеспечит подбор оптимального редуктора под Ваш конкретный привод.
Практика показывает, что правильно подобранный редуктор обеспечивает срок службы не менее 7 лет для червячных и 10-15 лет для цилиндрических редукторов.
Но в жизни возникают ситуации когда нет возможности обратиться обратиться к такому специалисту.
Чтобы помочь Вам решить эту проблему был создан этот раздел сайта, где мы постараемся дать Вам основные рекомендации для правильного выбора редуктора. Мы не ставим задачу подготовки нового специалиста по расчету и выбору редукторов, а лишь помогаем Вам самостоятельно и грамотно выбрать редуктор под Ваш привод.

Для тех кто желает получить больше информации по расчету различных приводов и редукторов мы рекомендуем обратиться на сайты студентов МАТИ и МВТУ им.Баумана.

Выбор типа редуктора

Любой расчет необходимо начинать с составления кинематической схемы привода — это позволит определиться с типом редуктора необходимым для данного привода.

Типы редуктора различаются конструктивно:

Цилиндрические горизонтальные редукторы

Цилиндрические горизонтальные редукторы имеют параллельное расположение осей входных

и выходных валов, которые лежат в одной горизонтальной плоскости.

Цилиндрические вертикальные редукторы

расположение осей входных и выходных валов, которые лежат в одной

Червячные одноступенчатые редукторы

скрещенные под углом 90 0 оси входных и выходных валов.

Червячные двухступенчатые

параллельное расположение осей входных и

выходных валов, которые лежат в разных

Коническо-цилиндрические редукторы

Коническо-цилиндрические редукторы имеют пересекающиеся под углом 90 0 оси входных и

выходных валов, которые лежат в одной горизонтальной плоскости.

Особое значение имеет расположение выходного вала редуктора в пространстве:


    в червячных редукторах конструкция редуктора позволяет применять один и тот же редуктор

передают нагрузку в 1,5-2 раза большую имеют более высокую КПД, более долговечны, значит

Определение передаточного числа редуктора

Передаточное отношение редуктора:

U=n вх /n вых (формула 1)

n вх — количество оборотов входного вала редуктора, т.е обороты электродвигателя, об/мин.

n вых — необходимое количество оборотов выходного вала редуктора, об/мин.

Полученное передаточное число округляется до передаточного числа из типового ряда для данных типов редукторов .

При выборе электродвигателя частота вращения вала двигателя, а, следовательно, и входного вала редуктора не должна превышать 1500 об/мин для всех редукторов. Обороты электродвигателя следует выбирать из технических характеристик электродвигателей .

Определение количества ступеней редуктора

Количество ступеней по типу редуктора определяется по таблице, исходя из рассчитанного передаточного числа.


Тип редуктора

Диапазон передаточных чисел


Цилиндрический одноступенчатый


Цилиндрический двухступенчатый


Цилиндрический трехступенчатый


Червячный одноступенчатый


Червячный двухступенчатый


Коническо-цилиндрический одноступенчатый


Коническо-цилиндрический двухступенчатый

Выбор габарита редуктора

Т=(9550*Р* U * N )/ (К* n вх ) (формула 2)

Режим эксплуатации по ГОСТ 21354-87 и нормам ГосТехНадзора

«0»-непрерывный ПВ 100%

«III»-средний нормальный ПВ 40%

«V»-особо лёгкий ПВ 16%

Эпизодический (2 ч/сутки; 4 вкл./час; нагрузка без ударов)

Продолжительность включения редуктора

Т — среднее время работы в течение часа, мин.

Рассчитанный момент должен быть меньше или равен номинальному крутящему моменту, приведенному в технических характеристиках на редуктор.
Необходимо так же сравнить консольные нагрузки, возникающие на валах редуктора, при установке редуктора на Ваше оборудование, с паспортными данными, чтобы они были меньше или равны паспортным.

Выбор мотор-редуктора

Выбор в пользу применения мотор-редуктора следует производить в случаях, когда необходим компактный привод. Практически все мотор-редукторы конструктивно позволяют применять их для любого расположения выходного вала в пространстве, в т.ч. и цилиндрические мотор-редукторы.
Мотор-редукторы не требуют соединительных муфт между электродвигателем и редуктором, т.к. двигатель напрямую крепиться в редуктор. Крепление мотор-редуктора происходит за его редукторную часть.
Единственный недостаток применения мотор-редукторов является их высокая стоимость и поставка под заказ.
Даже если отдельно приобрести редуктор, электродвигатель и соединительные муфты, изготовить площадку для их крепления, произвести работы по сборке, сумма затрат на это будет на 10-20% меньше, чем стоимость аналогичного мотор-редуктора
Выбор мотор-редуктора в большинстве случаев сводиться к подбору его по мощности электродвигателя (кВт) и оборотам на выходном валу (об/мин). Обычно эти характеристики даются производителями мотор-редукторов в виде таблиц на каждый тип и габарит мотор-редуктора.
Особенностью червячных мотор-редукторов МРЧ является возможность компоновки самостоятельно редуктора одного габарита различными по мощности и оборотами выходного вала электродвигателями, под конкретные потребности.

На данный габарит редуктора, возможно, установить только электродвигатели габариты , которых указаны в технических характеристиках на этот редуктор.

Технические характеристики для мотор-редуктора червячного одноступенчатого МРЧ-80.

Передаточное число номинальное

Передаточное число редуктора

редуктор фото

Одним из первостепенных параметров любого редуктора можно назвать передаточное число. В зависимости от конструкции механизма она представляет собой соотношение угловых скоростей или вращательного моментов валов. Использование передач крайне важно для правильной работы оборудования или автомобиля, ведь именно за счет них происходит передача вращательного момента от двигателя к исполнительному механизму. Скорость вращения вала электродвигателя обычно очень высокая, поэтому передать нужный момент напрямую невозможно. Именно поэтому существуют различные понижающие передачи, которые позволяют изменить показатели до нужных значений.

Навигация по статье
Суть передаточных чисел
Определение передаточного числа редуктора
Передаточное число различных видов редукторов

Суть передаточных чисел

Такой элемент как редуктор встречается практически в любых типах механизмов. Это специальный технический узел, позволяющий изменять скорость вращения валов при трансляции вращательного момента. Сегодня редуктор является неотъемлемым компонентом любого двигателя, так как требуется для превращения большой скорости во вращательное усилие и наоборот. Производится несколько разновидностей редукторов, основной характеристикой которых становится передаточное число. Этот показатель напрямую зависит от типа узла, количества шестерен и других конструкционных параметров. Для обозначения передаточного отношения в устройстве используется мультипликатор. Если значение мультипликатора составляет более 1, то это свидетельствует о том, что редуктор является понижающим. При значении менее 1 узел называют повышающим.

Определение передаточного числа редуктора

мотор-редуктор

Показатель является нечем иным как отношением двух величин: количество зубьев на шестерне ведомого вала и количество зубьев на шестерне основного (ведущего). Полученная величина воздействует на работу двигателя, в том числе, на максимальную скорость вращения валов. В автомобилях передача напрямую влияет на разгонную динамику. При сокращении показателя удается увеличить максимальную скорость, но параметры разгонной динамики при этом понижаются. Выделяют несколько методов определения показателя:

  • теоретический (справочный);
  • практический;
  • расчетный.

Первый способ можно назвать самым простым. Для получения передаточного значения достаточно найти инструкцию производителя, в которой будут указаны требуемые показатели. Также многие автомобили содержат нужную информацию в своем Vin-номере, правда, в зашифрованном виде. При необходимости данные можно расшифровать и узнать требуемые показатели.

Практический вариант расчета передаточного числа редуктора предполагает непосредственное вмешательство в агрегат. Потребуется узнать, какая модель агрегата установлена в оборудовании. Если вам будет известна скорость валов в узле, то определить показатели достаточно легко – для этого существует отдельная формула. Однако если значения не известны, то потребуется разобрать механизм. В этом случае редуктор отсоединяется от корпуса, чтобы можно было увидеть его конструктивные компоненты. После этого выполняется требуемый расчет, исходя из типа используемого узла. Например, при применении зубчатой передачи достаточно рассчитать соотношение величины зубьев шестерен на основном и ведомом валах.

При использовании простейшей формулы не учитывается сопротивление вала. Кроме этого, при расчете важно знать, меняется или нет направление вращения шестерни. Если оно изменяется, то передаточное значение принимается со знаком минус, а если не меняется – ставится плюс.

Третий способ определения коэффициента – это отслеживание скорости вращения двух валов. Обычно такой метод используется для получения передаточного числа заднего редуктора в машине. Потребуется специальное оборудование – тахометр, которое позволяет узнать фактическую скорость кручения валов. Соотношение полученных величин и будет обозначать передачу.

редуктор автомобиля

В автомобилях найти вращательный момент редуктора возможно при помощи оборота колеса. Потребуется приподнять ведущую ось и отметить первоначальное положение колеса и выходного вала. После этого нужно вращать колесо до тех пор, пока изначальные отметки не совпадут. Отдельно необходимо подсчитать число совершенных оборотов (и у колеса, и у вала). Далее нужно поделить показатель оборотов вала на вращения колеса. Такой способ не является 100% точным. Например, часто возникают ошибки в подсчете количества оборотов. В результате полученное число не соответствует действительности. Поэтому при использовании такого расчетного метода рекомендуется повторить процедуру несколько раз, чтобы удостовериться в точности показателей. Дополнительно можно проверить полученную цифру, подсчитав передаточное число редуктора по специальной формуле. Это позволит убедиться в точности полученных цифр.

Передаточное число различных видов редукторов

Узлы устроены по похожему принципу, однако используют разные типы зубчатой передачи. Выпускаются цилиндрические, конические, червячные и планетарные виды редукторов. Также все чаще применяются комбинированные модели, которые совмещают преимущества различных типов агрегатов.

  • Цилиндрические узлы. Популярные механизмы, которые используются в машинах различного оборудования. В том числе, такие узлы эффективно работают в мощных системах и показывают высокий коэффициент полезного действия. Передаточное число в подобных устройствах может составлять от 2 до 400.
  • Планетарные агрегаты. Такие устройства отличаются надежностью и производительностью, из-за чего часто применяются в промышленном машиностроении. Как правило, узнать передаточное число редуктора планетарного типа можно при помощи формулы. Показатели составляют от 6 до 450.
  • Червячные устройства. В отличие от предыдущей разновидности они имеют более простую конструкцию и оптимальную стоимость, из-за чего пользуются повышенным спросом. Количество ступеней в узлах не превышает 1–2, а значения передаточного числа фиксируются в диапазоне до 10000.
  • Многоступенчатые редукторы. Устройства комбинированного типа, которые производятся для различных промышленных установок. Такие узлы предполагают использование нескольких ступеней передачи вращательного момента. Передаточное число зависит от конструктивных особенностей элементов.

Подбор узла базируется на конструктивных особенностях механизма. Заранее стоит узнать, какой тип передачи необходим, есть ли определенные требования к размерам узла и какие осевые нагрузки воздействуют на валы в процессе работы оборудования.

При необходимости возможно самостоятельно рассчитать, какое передаточное число редуктора требуется. Но в зависимости от выбранного способа показатель может получиться неточным. Так что оптимальным станет перепроверка показателей или использование нескольких расчетных методов. Также можно руководствоваться техническими инструкциями производителя, так как в них содержится более точная информация о расчетах. Если у вас остались вопросы по теме, то специалисты «ФиФ» готовы ответить на них!

Редуктор от «А» до «Я»

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.

1.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:

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

1.1 Количество ступеней и расположение валов

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

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

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

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

Таблица 1. Классификация редукторов по расположению осей валов

Редуктор Расположение осей
Параллельные оси входного/выходного валов 1. Горизонтальное:
— оси в горизонтальной плоскости;
— оси в вертикальной плоскости (входной вал – над или под выходным валом);
— оси в наклонной плоскости.
2. Вертикальное
Совпадающие оси входного/ и выходного валов (соосный) 1. Горизонтальное
2. Вертикальное
Пересекающиеся оси входного/выходного валов 1. Горизонтальное
2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала
3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала
Скрещивающиеся оси входного/выходного валов 1. Горизонтальное (входной вал – 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

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).

Червячный редуктор

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

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

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

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

1.2.2 Червячный глобоидный редуктор

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

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

Таблица 2. Допустимые нагрузки для червячных глобоидных редукторов типа ЧГ

Типоразмеры Номинальное передаточное число Частота вращения червяка, об/мин
750 1000 1500
Рвх, кВт Твых, Н м Рвх, кВт Твых,Н·м Рвх, кВт Твых, Н·м
Чг-63 10 1,2 120 1,5 1,9 110
12,5 1,1 130 1,3 130 1,7 110
16 1,0 150 1,2 150 1,5 130
20 0,8 150 0,9 150 1,3 130
25 0,5 125 0,6 110 0,8 110
31,5 0,4 110 0,5 110 0,6 90
40 0,3 110 0,3 100 0,5 90
50 0,2 100 0,3 100 0,3 90
63 0,1 90 0,2 90 0,3 80
Чг-80 10 2,4 250 2,8 220 3,1 170
12,5 2,0 260 2,4 240 2,6 180
16 1,6 260 1,9 240 2,1 180
20 1,5 300 1,7 260 1,8 200
25 1,0 250 1,1 220 1,5 190
31,5 0,7 220 0,8 200 1,1 180
40 0,6 220 0,7 200 0,9 180
50 0,5 210 0,5 180 0,6 160
63 0,3 200 0,4 170 0,5 150
Чг-100 10 4,3 460 4,7 380 6,3 350
12,5 3,8 500 4,0 400 5,5 380
16 3,0 500 3,6 450 4,6 400
20 2,7 550 3,2 500 3,9 420
25 2,0 500 2,3 450 3,0 400
31,5 1,4 420 1,6 380 2,1 350
40 1,2 420 1,3 380 1,8 350
50 0,9 400 1,0 350 1,3 320
63 0,7 380 0,8 320 1,1 300
Чг-125 10 8,4 900 10,4 850 12,3 700
12,5 7,1 950 8,9 900 10,0 700
16 5,6 950 7,0 900 8,5 750
20 5,3 1100 6,3 1000 7,8 850
25 4,0 1000 4,6 900 5,2 700
31,5 2,9 900 3,4 800 3,9 650
40 2,4 900 2,8 800 3,2 650
50 1,7 800 2,1 750 2,6 650
63 1,4 750 1,7 700 2,1 600
Чг-160 10 16,7 1850 20,3 1700 28,3 1600
12,5 13,9 1900 16,3 1700 22,8 1600
16 11,0 1900 13,7 1800 18,6 1650
20 9,7 2050 11,9 1900 16,5 1800
25 7,6 1950 8,6 1700 11,2 1500
31,5 5,7 1800 6,4 1550 8,2 1350
40 4,6 1800 5,1 1550 6,6 1350
50 3,6 1650 4,0 1450

1.2.3 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:

  • развернутая узкая;
  • развернутая;
  • раздвоенная;
  • соосная.

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.

Цилиндрический соосный редуктор

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)

Типоразмеры Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм Номинальная радиальная сила, Н
входной вал выходной вал
ЦУ-100 250 500 2000
ЦУ-160 1000 1000 4000
ЦУ-200 2000 2000 5600
ЦУ-250 4000 3000 8000

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

Типоразмеры Номинальные передаточные отношения Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм Номинальная радиальная сила, Н КПД
входной вал выходной вал
Ц2С-63 8; 10; 12,5 125 500 2800 0,98

1.2.4 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.

1.2.5 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)

Характер режима нагрузки Суточная продолжительность эксплуатации
3 часа 8 часов 24 часа
Спокойный 1,25 1,0 0,8
Умеренные толчки 1,0 0,8 0,65
Сильные толчки 0,55 0,65 0,5

1.2.6 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.

1.2.7 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)

Типоразмер Радиус водила, мм Передаточные числа Вращающий момент на выходном валу, Н·м Консольная сила, Н КПД Частота вращения входного вала
входной вал выходной вал максимум минимум
Пз-31,5 32,35 8, 10 125 80 140 0,96 3000 500
Пз-40 40 6,3 250 120 200 0,98 3000 500
8, 10, 12,5 0,97
Пз-50 50 6,3 500 170 280 0,98 3000 500
8, 10, 12,5 0,97
Пз-63 63 6,3 1000 240 400 0,98 3000 500
8, 10, 12,5 0,97
Пз-80 80 6,3, 8, 10, 12,5 2000 340 560 0,97 1500 500
Пз-100 100 6,3, 8, 10, 12,5 4000 480 800 0,97 1500 500
Пз-125 125 6,3, 8, 10, 12,5 8000 680 1130 0,97 1500 500
Пз-160 160 6,3 16000 960 1600 0,97 1000 500
8, 10, 12,5 1500
Пз-200 200 6,3, 8, 10, 12,5 31500 1340 2240 0,97 1000 500

1.3 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

Способ крепления Пример Способ крепления Пример
Приставные лапы или плита (потолочная или стеновая): Фланцевое со стороны входного вала Фланцевое крепление со стороны входного вала
на уровне плоскости основания корпуса Крепление редуктора на уровне основания корпуса Фланцевое со стороны выходного вала Фланцевое крепление со стороны выходного вала
над уровнем плоскости основания корпуса Крепление редуктора над основанием корпуса Фланцевое со стороны входного/выходного валов Фланцевое крепление со стороны входного/выходного валов
Насадное Насадное крепление редуктора

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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:

  • Стандарты ISO.
  • Блочно-модульные конструкции.
  • Усовершенствованные механизмы защиты редукторов.
  • Модификации зубчатых зацеплений.
  • Модернизация корпусов редукторов, ориентированная на производство монолитных конструкций небольшого веса, характеризующихся высокой теплоотдачей.
  • Применение технологии литья под давлением при производстве корпусов из алюминиевых сплавов.
  • Использование синтетического масла для всего периода эксплуатации редуктора.
  • Отсутствие необходимости в техническом обслуживании приводных механизмов в процессе их эксплуатации.

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.

Вся информация о редукторах

Редуктором называют устройство, входящее в состав приводов машин. Его главная задача – увеличение крутящего момента, но одновременно снижение частоты вращения элементов конструкции. Разновидности устройства присутствуют практически в любой машине.

Типы редукторов

В зависимости от особенностей применения выделяют следующие типы устройств:

  • Общего назначения. Универсальный автономный агрегат, конструкция которого позволяет использовать его для разного оборудования.
  • Специального назначения – устройства, которые предназначены для использования в конкретных отраслях (например, авиационной или автомобильной). Конструкция таких редукторов соответствует специфике их применения.

Кроме того, агрегаты можно отнести к разным группам в зависимости от количества ступеней, расположение осей валов относительно друг друга и в пространстве, а также по методу крепления.

Число ступеней

Ступенью называют пару передач (зубчатых колес), благодаря которым происходит преобразование крутящего момента. Число ступеней рассчитывается просто: оно равно количеству валов минус один. Устройство может иметь как одну ступень, так и несколько. Значительно больше преимуществ перед устройствами других типов у моделей с двумя или тремя ступенями раздвоенных либо развернутых схем, поскольку они отличаются высоким КПД и способностью выдерживать значительные нагрузки.

Расположение валов

Валы могут располагаться вертикально или горизонтально. Благодаря вертикальному расположению экономится пространство для того, чтобы можно было горизонтально разместить ось двигателя – для многих агрегатов это критически важно. Например, подобная конструкция характерна для устройств с конической и червячной передачей.

Относительно осей детали могут быть расположены перекрестно, параллельно или под прямым углом. Подходящая схема определяется типом передачи:

  • Редукторы с цилиндрической передачей, как правило, имеют параллельное расположение.
  • В червячных или червячно-цилиндрических конструкциях оси валов сходятся под прямым углом. Это обеспечивает сниженный уровень шума, высокие передаточные числа, но по КПД такие устройства уступают аналогам.
  • В конических редукторах, как и в коническо-цилиндрических, используется пересекающееся расположение.

Виды передач

Большинство механических редукторов имеют схожую конструкцию, однако различаются типов механической передачи.

Червячные

Особенно широкое распространение получили червячные редукторы, которые передают усилие от механизма между двумя валами, пересекающимися в одной плоскости. Основной элемент конструкции – червеобразный винт, помимо него агрегат включает следующие элементы:

  • Шестерня в форме цилиндра, на поверхности которого расположены зубья, непосредственно соединенная с винтом.
  • Вал под прямым углом к червяку.
  • Корпус, который часто производится из чугуна.
  • Уплотнительные элементы.
  • Подшипники нескольких типов.

Причины широкой популярности агрегатов – в их достоинствах, по сравнению со многими другими типами редукторов:

  • Крутящий момент может передаваться в соотношении 1000/1, это недостижимо для большинства других моделей.
  • Высокий потенциал крутящего момента при сниженной частоте вращения вала.
  • Достаточно одной ступени для получения того же передаточного числа, что у цилиндрического трехступенчатого устройства.
  • Сниженный уровень шума.
  • Простота управления.
  • Плавность хода.
  • Только в устройствах червячного типа есть функция самоторможения.

При этом не исключены потери энергии, которые происходят из-за трения червяка о колесо. Кроме того, для зубчатого колеса характерен сравнительно быстрый износ, а также низкий КПД: потери могут достигать 30%. При применении устройства важно помнить, что оно должно постоянно находиться в смазанном состоянии, поскольку при трении происходит существенный нагрев элементов.

Одна из разновидностей червячного редуктора – глобоидный. Его винт отличается выпуклой формой, тогда как у других устройств она цилиндрическая. За счет подобной особенности конструкции увеличивается мощность привода. Глобоидные редукторы используются там, где важна высокая надежность – например, в приводах, которыми оснащаются пассажирские лифты. Глобоидные механизмы хорошо выдерживают переменные нагрузки, которые возникают при подъеме лифтов и их торможении.

Цилиндрические

Еще один очень популярный тип редукторов, устанавливаемый в большинство устройств, — цилиндрический. Он позволяет передавать большие мощности при впечатляющем КПД, который достигает 95%. Вращение в этой конструкции передается между соосными либо параллельными валами, а мощность определяется типоразмером устройства. Передаточное отношение определяется количеством ступеней – от передаточного числа 1,5-10 у одноступенчатого редуктора до 60-400 у трехступенчатого.

Применяется несколько схем расположения цилиндрических пар, среди них самая распространенная – развернутая. Редукторы с такой схемой достаточно универсальны, их можно использовать с унифицированными валами и другими элементами. Благодаря этому снижается себестоимость продукции, поскольку универсальность применения позволяет обеспечить массовое серийное производство.

С целью удешевления производства и ради возможности осуществлять массовый выпуск реализуется особая конструкция редуктора, предполагающая правое направление колеса и левое – зубьев шестерни для каждой ступени. Если комплектация осуществляется индивидуально при сборке агрегата в единичном экземпляре, используется следующая схема:

  • На первой ступени – левый вектор зуба шестеренки.
  • На второй ступени – наоборот, правый вектор.

Такая комплектация продлит срок службы агрегата благодаря снижению нагрузки на опоры.

Редукторы, в конструкции которых использована развернутая схема, имеют удлиненную форму, а их вес несколько больше устройств, которые произведены на основе раздвоенной схемы (в среднем на 15-20%). Применение последней наиболее целесообразно для быстроходной ступени. В этом случае промежуточный вал производится как «вал-шестерня», а быстроходный перемещается в обоих направлениях благодаря плавающим опорам.

Еще одна схема – соосная. Для такой конструкции характерно совпадение осей двух валов – тихоходного и быстроходного. Редуктор, собранный на основе этой схемы, имеет практически те же габариты, что и устройства на основе развернутой схемы. Также совпадают вес агрегатов и их стоимость. При этом конструкция соосных редукторов отличается большей сложностью, поскольку снижена нагрузка на быстроходную ступень, за счет чего увеличивается ее мощность. Средний ресурс агрегата, произведенного на основе соосной схемы – от 25 тыс. часов.

Конические

Конструкция редуктора, называемого коническим, предусматривает наличие двух типов колес – оснащенных как прямыми зубьями, так и круговыми. При работе агрегата совпадают направления, в которых наклонены зубья и происходит вращение колеса. Это необходимо для того, чтобы на шестерню не воздействовало зацепление, которое образуется в результате осевой отрицательной силы. Если совпадение не обеспечено, шестерня может быть затянута в зацепление. Диапазон передаточных чисел редукторов этого типа — от 1 до 5.

Коническо-цилиндрические

Подобные механизмы представляют собой комбинацию конического устройства и цилиндрического с одной ступенью. Одна из главных особенностей устройств – значительные габариты, которые обусловлены ограниченной нагрузочной способностью. Чтобы уменьшить размеры редуктора, используется дополнительный элемент – коническая быстроходная ступень.

Что касается достоинств и недостатков этой группы устройств, то они, являясь гибридами, совмещают плюсы и минусы конических и цилиндрических агрегатов. Одна из главных особенностей устройств – большие габариты, которые обусловлены невысокой нагрузочной способностью. Чтобы уменьшить размеры конструкции, применяется дополнительный элемент – коническая быстроходная ступень.

Режим эксплуатации таких устройств рассчитывается в соответствии со следующими коэффициентами:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *