Чем выше передаточное число редуктора тем

Редуктор является конструктивно-технической частью различных механизмов, в частности – двигателей.

Возникновение этого элемента связано с необходимостью преобразовывать высокую скорость в усилие крутящего момента, либо – наоборот.

Видов редукторов на сегодняшний день достаточно много, поэтому, выбирая определенную модель, важно иметь представление и понимание об их ключевом параметре – передаточном числе.

Чем выше передаточное число редуктора тем

Базовые понятия и общая информация

Передаточное число представляет собой соотношение зубцов двух шестерней. Говоря простым языком, передаточное число – это отношение скоростей или частот вращения входного (ведущего) вала и выходного тихоходного (ведомого) вала.

Этот показатель отражает информацию о том, какое число полных оборотов успевает совершить входной вал за время одного полного оборота тихоходного вала.

Зная передаточное число, без особого труда можно подобрать новый механизм на замену вышедшего из строя оборудования.

Передаточное число зависит от конструктивных особенностей редукторов, которые, в свою очередь, подразделяются на:

  • планетарные;
  • цилиндрические;
  • червячные.

Отличительной особенностью планетарных редукторов является то, что они имеют сравнительно небольшой размер, нестандартную компоновку элементов и высокий коэффициент полезного действия (КПД), следовательно, могу применяться в приводах больших мощностей.

Их передаточные числа варьируются от 6 до 450.Цилиндрические редукторы характеризуются тем, что они могут выдержать высокую нагрузку при долговременном режиме работы с КПД, который в среднем превышает 90%. Передаточные числа входят в диапазон от 1,5 до 400.

Самый простой тип конструкции имеют червячные редукторы, однако высоким КПД они похвастаться не могут и не подходят для мощных установок. Передаточное число может принимать значение от 5 до 10000.

Способы определения передаточного числа

Вариантов по измерению величины передаточного числа редуктора немного, но хотя бы один из них гарантированно окажется полезным в какой бы то ни было ситуации и точно поможет подобрать оборудование правильно.

Чем выше передаточное число редуктора тем

Теоретический метод основывается на сборе и анализе информации, касающейся характеристик и значений параметров механизма. Все необходимые данные можно найти на внешней части корпуса прибора или устройства.

Производитель механизма обычно размещает основные технические показатели и специализированные цифровые шифры на металлических или пластиковых табличках и наклейках.

В случае, если значения требуемых параметров не указаны снаружи устройства, всегда можно обратиться к содержимому пакетов технической и конструкторской документации, а именно: паспорту прибора и инструкции по эксплуатации.

Второй способ определения значения передаточного числа – практический или экспериментальный

Такой подход предполагает выполнение следующей последовательности действий:

  • первым шагом необходимо разобрать на детали главный узел исследуемого редуктора, для того, чтобы выявить его модель;
  • вторым этапом редуктор нужно отсоединить от корпуса, частей подвижных узлов и посторонних механизмов, сохраняя при этом хороший угол обзора, при котором просматриваются все конструктивные элементы;
  • третьим – заключительным шагом осуществляется вычисление значения передаточного числа, исходя из типа главного узла. Если передача является зубчатой, то искомый показатель рассчитывается как отношение двух величин: числа зубцов ведомой шестерни к количеству зубьев ведомой, соответственно. В случае, когда передача ременная, нужно определить модуль разности между диаметрами ведомого и ведущего шкивов.

Не менее точным и достоверным способом расчета является формула: 

I=n1/n2

Расшифровка:

  1. n2 – обозначение числа оборотов вала на выходе.
  2. n1 – обозначение числа оборотов рабочего вала на входе.
  3. I – искомый параметр.

Формула выведенная опытным путем. Переведя символьный язык формулы в текстовый формат, получается, что передаточное число – есть отношение, числитель которого равен числу оборотов рабочего (ведущего) вала на входе, а знаменатель – числу оборотов ведомого вала на выходе.

При выполнении вычислений стоит ориентироваться на тезис о том, что максимальное количество оборотов составляет не более полутора тысяч в минуту. Большая частота вращения, доходящая до трех тысяч оборотов в минуту характерна исключительно для соосных цилиндрических механизмов.

Вычисленный результат нужно округлить до ближайшего нормированного значения в ряду передаточных чисел для определенного типа редуктора, найти который можно в специализированных технических справочниках, либо в Интернете.По завершении процедуры определения искомого параметра можно переходить к поиску, закупке и замене механизма устройства.

Для удобства выбора редукторов, существует две классификации передаточных чисел, которые обусловлены стандартизацией обозначений:

  • номинальное значение – величина, полученная после округления расчетной цифры;
  • фактическое значение – величина, вычисленная во время проведения испытаний.

Значение представляет собой точную величину, которая характеризуется бесконечным множеством цифр после запятой.

Нюансы при подборе оборудования

Одинаковая конструкция и идентичная конфигурация промышленных устройств и механизмов не гарантируют того, что их передаточные числа также будут аналогичны.

Самостоятельный расчет или экспериментальное определение искомого параметра не так сложны, как может показаться на первый взгляд.

Однако если такая возможность отсутствует: не хватает времени или уверенности в собственных знаниях, то настоятельно рекомендуется обратиться за помощью к производителю для получения точной и достоверной информации.

Квалифицированные инженеры промышленных предприятий или специализированных компаний оперативно составят подборку устройств, удовлетворяющих параметрам и характеристикам, которые предоставил заказчик. Приятным бонусом является факт того, что услуги по консультированию и вспомогательным расчетам многие организации оказывают бесплатно.

Самостоятельно определить передаточное число редуктора не так трудно, как может показаться на первый взгляд. Имя подробную информацию, можно приступать к замене редуктора на новый или его переустановки на сходный вид оборудования.

Редуктор заднего моста

Автомобиль движет вперед силовая установка – двигатель.

Энергия, необходимая для движения, отбирается с вращающегося коленчатого вала двигателя, однако передавать энергию эту энергию напрямую на колеса нельзя – они будут крутиться слишком быстро и автомобилем невозможно будет управлять. Для понижения скорости в трансмиссии предусмотрено целых два устройства – коробка передач и редуктор моста.

Чем выше передаточное число редуктора тем Редуктор заднего моста

Казалось бы, для понижения скорости вращения коленчатого вала достаточно одного устройства – коробки передач. В соответствии с этим принципом построена трансмиссия мотоцикла – редуктора у него нет. Однако автомобиль отличается от мотоцикла тем, что у него два ведущих колеса, поэтому и возникает необходимость во втором устройстве, раздающий вращение одного входного вала двум выходным валам.

Строго говоря, в корпусе узла, который принято называть редуктором, скрываются два устройства. Первое — сам редуктор. Второе – дифференциал, распределяющий крутящий момент в нужной пропорции. Задача редуктора – снижать скорость вращения выходных валов по отношению к входному. Редуктор, преобразующий высокую угловую скорость входного вала в более низкую, обычно называют демультипликатором.

Передаточное число редуктора заднего моста

Редукторы заднего моста классифицируют по так называемому передаточному числу. Передаточное число — это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомых валов.

Чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля

На практике важно знать только одно: чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля. Соответственно, чем ниже передаточное число, тем автомобиль будет ехать быстрее. Знать это важно, потому что на одну и ту же модель в разных модификациях нередко ставят редукторы с различным передаточным числом.

Например, редуктор ВАЗ-2102 в кузове универсал, предназначенной для перевозки грузов, обладал числом 4,4, а на пассажирскую ВАЗ-2101 ставился редуктор с передаточным числом 4,3. Это значит: за один оборот ведомой шестерни на выходном вале редуктора каждый ее зуб войдет в зацепление с ведущей шестерней и выйдет из него 4 целых 3 десятых раза.

Такую же закономерность можно проследить и в конструкции любых заднеприводных автомобилей, например, в BMW.

Особенности конструкции редуктора заднего моста

Для передачи крутящего момента с ведущего вала на расположенные под прямым углом к нему ведомые валы применяются шестерни, или, иначе, зубчатые колеса. Поскольку валы находятся под разными углами, зубья шестерен имеют специфическую форму — такие шестерни называются коническими.

Применение конических шестерен обусловлено не только необходимостью передавать вращение, но и тем, что зубчатые колеса этого типа издают при работе меньше шума, а это важно для обеспечения комфорта в небольшом легковом автомобиле.

Чтобы редуктор действительно был механизмом, понижающим скорость вращения, необходимо, чтобы ведущее зубчатое колесо отличалось по размеру от ведомых.

Если это правило соблюдено, на один полный оборот входящего вала приходится неполный оборот или несколько оборотов ведомого вала – таким образом скорость вращения редуцируется, то есть снижается.

В некоторых автомобилях требуется очень существенное понижение скорости вращения — к примеру, в вездеходах, которые в некоторых ситуациях передвигаются очень медленно, чтобы не застрять.

Особенности эксплуатации редуктора заднего моста

При работе зубья шестерен контактируют друг с другом, то есть входят в зацепление и выходят из него. Как бы хорошо ни были подобраны и отрегулированы шестерни, при работе зубья все равно изнашиваются.

Читайте также:  Перосъемная машина своими руками из стиральной машинки

Поэтому шестерни делают из высококачественной закаленной стали, а в корпус редуктора заливают жидкое трансмиссионное масло. Масло имеет тенденцию вытекать, и удерживают его в корпусе уплотнения в местах выхода валов.

Эти уплотнения называются сальниками и имеют ограниченный срок службы. Когда сальники изнашиваются, на корпусе в месте выхода валов появляются пятна масла. Если вовремя не заменить их, масло вытечет, и его износ многократно ускорится.

Кроме того, через изношенные уплотнения внутрь корпуса попадает грязь. Для предотвращения этого корпус редуктора необходимо периодически осматривать из ямы.

Корпус редуктора заднего моста

Корпус редуктора – деталь, целиком отлитая из металла. Метод отливки хорош тем, что полученная при его помощи деталь обладает высокой прочностью, что необходимо, учитывая тяжелые условия эксплуатации редуктора. Отливают корпуса чаще всего из чугуна.

Минусом литого корпуса является большой вес.

Поэтому, если нужно облегчить вес редуктора (например, для установки в спортивный автомобиль), корпус отливают из легкого сплава, усиливая вставками из литейной стали только места, испытывающие непосредственную нагрузку.

В каких еще конструкциях привода применяется редуктор заднего моста

Редуктор заднего моста есть во всех заднеприводных автомобилях, например, в «классических» моделях ВАЗ, таких как 2106. Помимо заднеприводных автомобилей редуктор заднего моста есть в любом полноприводном внедорожнике, кроссовере, седане повышенной проходимости или спорт-купе. Кстати, в полноприводных автомобилей редукторов, как минимум, два — заднего и переднего мостов.

Передаточное число редуктора — определение, типы редукторов, вычисление

Главная / Технологии /  

Червячные редукторы относятся к классу наиболее распространенных редукторных механизмов. Благодаря оптимальной цене они востребованы как для оснащения быттехники, так и для комплектации тяжелого промышленного оборудования (такие передачи незаменимы в механизмах конвейерных систем).

Функции червячного агрегата сводятся к 2 базовым пунктам – преобразованию момента силы (наращиванию крутящего момента) и одновременному контролю (регулировке) угловых скоростей вращательного движения элементов двигателя. Плюсы – цена, способность сокращения передач и самоторможение. Устройство работает в диапазоне от 20 к 1 до 300 к 1 и более.

Принцип действия

Основная особенность системы с червяком – самоторможение – делает его особенно актуальным для комплектации производственного и промышленного (профессионального) оборудования. За счет самоторможения шестеренка приходит в движение под воздействием винта (червяка), но сама она при этом винт не вращает.

Принцип построен на взаимодействии двух функциональных элементов:

  • Ведущий червяк принимает от мотора энергию вращения и преобразует ее. Имеет форму винта.
  • Ведомое колесо получает преобразованную энергию от червяка и «раскручивает» выходной вал.

Это интересно: Передаточное число — расчет, формула, определение

Передаточное число

  • Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:
  • I = N1/N2
  • где N1 – скорость вращения вала (количество об/мин) на входе;
  • N2 – скорость вращения вала (количество об/мин) на выходе.
  1. Полученное при расчетах значение округляется до значения, указанного в технических характеристиках конкретного типа редукторов.
  2. Таблица 2.

    Диапазон передаточных чисел для разных типов редукторов

Тип редуктора
Передаточные числа
Червячный одноступенчатый 8-80
Червячный двухступенчатый 25-10000
Цилиндрический одноступенчатый 2-6,3
Цилиндрический двухступенчатый 8-50
Цилиндрический трехступенчатый 31,5-200
Коническо-цилиндрический одноступенчатый 6,3-28
Коническо-цилиндрический двухступенчатый 28-180

ВАЖНО!

Скорость вращения вала электродвигателя и, соответственно, входного вала редуктора не может превышать 1500 об/мин. Правило действует для любых типов редукторов, кроме цилиндрических соосных со скоростью вращения до 3000 об/мин. Этот технический параметр производители указывают в сводных характеристиках электрических двигателей.

Порядок выбора червячного редуктора

Среди достоинств данного агрегата – обоснованная цена червячного редуктора. Но даже с ее учетом подбор должен быть очень выверенным.

Чтобы купить оборудование, которое оптимально впишется в используемую программу технического оснащения, необходимо разобраться с базовыми параметрами выбора червячного редуктора.

В данной системе расчетов параметров для определения цены присутствуют такие характеристики, как:

  • передаточное отношение;
  • КПД;
  • количество ступеней;
  • планируемое время запуска;
  • габаритные размеры конструкции.

Определение передаточного числа

Начинается выбор червячного редуктора с расчета передаточного отношения – соотношения зубьев ведомой шестерни с количеством зубьев ведущего червяка. От этого зависит кратность увеличения крутящего момента при движении червяка.

  • Для расчета передаточного числа (требуемого) с целью правильного выбора червячного редуктора используется формула вида:
  • U=N вх. / N вых
  • Где:
  • N вх. – это обороты входного вала электромотора де-факто (по паспорту, количество в минуту);
  • N вых. – требуемое число оборотов тихоходного выходного вала за минуту.

Результаты нужно округлить. После чего можно купить модель, руководствуясь таблицей передаточных чисел для разных вариаций механизмов.

Расчет количества ступеней

Расчет передаточного числа является ключевым и при определении требуемого числа ступеней. Во исполнение последней задачи необходимо подобрать систему, согласно полученному соотношению, из таблицы, приведенной ниже.

Выбор червячного редуктора
Передаточные числа
одноступенчатый 8–80
двухступенчатый 100–4000

Выбор червячного редуктора по габаритам

Грамотный выбор червячного редуктора по габаритным параметрам требует приведение в соответствие параметров мощности, оборотов двигателя с типом приводного механизма. Чтобы определиться, какой типоразмер нужно купить именно вам, используйте формулу:

Т= (9550 * Р * U * N) / (К * N вх.).

Где:

  • Р – производительность используемого электромотора, принимается в кВт;
  • U – расчетный показатель передаточного числа;
  • N – КПД, согласно техническим характеристикам и результатам вычислений;
  • К – коэффициент использования/эксплуатации, принимается в зависимости от условий работы червячного редуктора, согласно таблице (она представлена ниже);
  • N вх. – паспортное количество оборотов двигателя.
Режим использования (согласно ГОСТу 21354-87, а также нормам ГосТехНадзора)
ПВ (%)
K
Непрерывный 100 0,7
I Тяжелый >63 0,8
II Средний P2
  • Нельзя делать расчеты, используя приблизительное значение входной мощности, так как КПД могут существенно отличаться.
  • Как рассчитать передаточное число редуктора

    Это интересно: Плазменное напыление металла — оборудование, фото, видео

    Определяем передаточное отношение редуктора вручную

    Очень часто клиенты при обращении в нашу организацию, говорят, что вышедший из строя редуктор не имеет шильда и они не имеют понятия, как узнать передаточное число редуктора. Данному вопросу и будет посвящён этот раздел сайта.
     Итак, расчёт передаточного числа цилиндрического редуктора состоит из следующих операций;

    • считаем количество зубьев каждой шестерни и вала-шестерни всех ступеней редуктора;
    • делим количество зубьев шестерни на количество зубьев вала-шестерни, работающего с ней в паре;
    • производим эту операцию для каждой ступени — получаем передаточное число (отношение) каждой ступени;
    • перемножаем полученные числа друг на друга — получаем общее передаточное число редуктора

    Расчёт передаточного числа червячного редуктора состоит из следующих этапов:

    • считаем количество зубьев на червячном колесе
    • определяем количество заходов червяка (например, обычное сверло имеет два захода)
    • делим количество зубьев колеса на количество заходов червяка и получаем передаточное отношение червячного редуктора
    • в случае, если редуктор двухступенчатый, делаем это для каждой ступени и умножаем друг на друга 

    Как видим, всё достаточно просто. Если же редуктор сохранил хоть какую-то работоспособность, то достаточно вручную прокрутить входной вал редуктора до одного полного оборота выходного вала. Количество оборотов входного вала и будет являться передаточным числом редуктора. Подобным образом возможно определить передаточное отношение большинства редукторов, представленных в нашем каталоге.

    Взрывозащищенные исполнения мотор-редукторов

    Мотор-редукторы данной группы классифицируются по типу взрывозащитного исполнения:

    • «Е» – агрегаты с повышенной степенью защиты. Могут эксплуатироваться в любом режиме работы, включая внештатные ситуации. Усиленная защита предотвращает вероятность воспламенений промышленных смесей и газов.
    • «D» – взрывонепроницаемая оболочка. Корпус агрегатов защищен от деформаций в случае взрыва самого мотор-редуктора. Это достигается за счет его конструктивных особенностей и повышенной герметичности. Оборудование с классом взрывозащиты «D» может применяться в режимах предельно высоких температур и с любыми группами взрывоопасных смесей.
    • «I» – искробезопасная цепь. Данный тип взрывозащиты обеспечивает поддержку взрывобезопасного тока в электрической сети с учетом конкретных условий промышленного применения.

    Червячные редукторы

    Червячные редукторы получили большую популярность в виду своей простоты и достаточно низкой стоимости. Из всех видов червячных редукторов наиболее распространены редукторы с цилиндрическими или глобоидными червяками. Как и многие другие типы редукторов червячные могут состоять из одной или нескольких ступеней. На одноступенчатом редукторе передаточное отношение может быть в пределах 5-100, а на двух ступенях может достигать 10000. Основными достоинствами редукторов червячного типа являются компактные размеры, плавность хода и самоторможение. Из недостатков можно отметить не очень высокий КПД и ограниченная нагружаемая способность. Основными элементами являются зубчатое колесо и цилиндрический червяк. Цилиндрический червяк представляет собой винт с нанесенной на его поверхности резьбой определенного профиля. Число заходов зависит от передаточного отношения, и может составлять от 1 до 4. Вторым основным элементом редуктора является червячное колесо. Оно представляет собой зубчатое колесо из сплава бронзы, количество зубьев также зависит от передаточного отношения и может составлять 26-100.
    В ниже приведенной таблице представлена зависимость передаточного отношения от количества зубов колеса и заходов винта.

    Передаточное отношение Число заходов червяка Число зубов колеса
    7-8 28-32
    9-13 3-4 27-52
    14-24 2-3 28-72
    15-27 2-3 50-81
    28-40 1-2 28-80
    1. Кинематические схемы одноступенчатых червячных редукторов представлены ниже:
    2. А) Редуктор с нижним расположением червяка Б) Редуктор с верхним расположением червяка В) Редуктор с боковым расположением червяка (ось червяка расположена горизонтально)
    3. Г) Редуктор с боковым расположением червяка (ось червяка расположена вертикально)

    Редукторы червячные двухступенчатые позволяют получить моменты в диапазоне 100 – 2800Нм. Конструкция представляет собой жесткую скрутку двух редукторов. Между собой редукторы соединены с помощью фланца. Цилиндрический вал первой ступени установлен в полый вал второй ступени.

    Вариант расположения червячных пар представлен на рисунке ниже:

    Расположение входного и выходного вала зависит от варианта сборки. Существуют следующие сборки: 11, 12, 13, 16, 21, 22, 23, 26.

    Количество ступеней редуктора

    Число ступеней редуктора напрямую влияет на передаточное отношение. В червячных редукторах наиболее распространены одноступенчатые пары.

    Цилиндрические же редукторы, состоящие из одной ступени, применяются реже, чем двух- или трехступенчатые редукторы.

    В производстве редукторов все чаще применяются комбинированные передачи, состоящие из разных типов передач, например коническо-цилиндрические редукторы.

    Входные и выходные валы редукторов

    В редукторах обычно применяются обычные прямые валы, имеющие форму тел вращения. На валы редукторов действуют внешние нагрузки, консольные нагрузки и усилия преодоления зацеплений. Крутящий момент на валу определяется рабочим крутящим моментом редуктора или реактивным крутящим моментом привода.

    Консольная нагрузка определяется способом соединения редуктора с двигателем, зависит от радиального или осевого усилия на вал. В ряде машин, к которым предъявляются особые требования в отношении габаритов или веса используются редукторы с полым валом.

    Полый вал редуктора позволяет располагать вал исполнительного механизма внутри редуктора, тем самым отпадает необходимость использовать переходные полумуфты и т.п.

    Поделитесь в соц.сетях:

    Передаточное число редуктора

    Передаточное отношение — это соотношение угловых скоростей или крутящих моментов валов (в зависимости от строения механизма). Передачи применяются для того, чтобы передать вращающий момент от электродвигателя к исполнительному устройству.

    Почему это необходимо? Дело в том, что сам мотор обычно не может передать требуемый вращающий момент, кроме того, частота вращения вала электродвигателя оказывается слишком велика, поэтому её надо понизить. Для этого и сконструированы понижающие передачи, редукторы.

    Таким образом удаётся изменить сразу и частоту вращения вала, и крутящий момент. Механизм передачи крутящего момента — редуктор — имеет входной и выходной валы.

    Существует два способа передачи вращающего момента: жёсткий (момент передается жесткими звеньями, например, шестернями) и фрикционный (момент передается силами трения, работающих на поверхностях вала, например, ременная передача). Также есть возможность совмещать эти способы передачи.

    Характеристика зубчатой передачи редуктора

    Зубчатая передача редуктора – это механизм, состоящих из отдельных звеньев для передачи мощности через вращение зубчатых колёс. Такую зубчатую передачу используют в механических редукторах для преобразования движения.

    Зубчатые редукторы очень часто задействуют в машиностроении. Именно их выбирают благодаря большому количеству преимуществ: высокому КПД, долгому сроку службы механизма, маленьким габаритам, постоянству передаточного отношения, простой и надёжной конструкции.

    Также у этих редукторов есть и недостатки. К ним относят шум при больших скоростях и большие размеры редукторов, если передаточные отношения велики. Тем не менее, плюсов их использования гораздо больше, чем минусов, что и определяет итоговую востребованность.

    Как известно, современные электродвигатели выдают частоту ведущего вала примерно в районе полутора тысячи (1500) оборотов в минуту. А конечным потребителям в цепочке передачи движения обычно требуется куда меньшая частота. Стоит рассмотреть для лучшего понимания на конкретном примере. Возьмём, скажем, ленту транспортёра. Она движется медленно. Как же сделать так, чтобы надежно передать вращающий момент от электродвигателя к конечному устройству? Здесь на помощь как раз и придут многоступенчатые редукторы. Наличие нескольких ступеней позволяет сделать компактное устройство, значительно снижающее частоту вращения вала. Передаточное число многоступенчатого редуктора вычисляется как произведение передаточных чисел каждой ступени. Пример. В редукторе четыре зубчатые пары, передаточные отношения каждой из которых тоже равны 4. Общее передаточное число тогда будет равно 4х4х4х4 = 256. В общем случае общее передаточное отношение редуктора равно отношению частоты вращения входного (ведущего) вала и частоты вращения ведомого (выходного) вала. Отсюда следует, что если выходной вал вращается медленнее входного, то передаточное отношение будет больше единицы. Такие передачи называют понижающими. Если же скорость выходного вала будет выше скорости входного вала, то передаточное число будет меньше единицы. В этом случае говорят о повышающей передаче или мультипликаторе.

    При передаче движения всегда соответственно меняется и крутящий момент: если передача понижающая, то момент увеличивается, если повышающая, то уменьшается. Поэтому передаточное число можно представить как отношение крутящего момента на выходе к крутящему моменту на входе в редуктор.

    Любой редуктор состоит из зубчатых пар. Чтобы рассчитать передаточное число каждой пары, надо разделить количество зубьев ведущего колеса на количество зубьев ведомого колеса. Важно! При этом надо смотреть, меняется ли направление вращения шестеренки. Если меняется, то передаточное отношение принимается со знаком минус, если не меняется, то плюс. Направление вращения не меняется, если у колеса нарезка зубьев сделана внутри колеса. Если в передаче участвует так называемая паразитка, то она в расчете передаточного отношения не участвует, так как ее задача лишь менять направление движения. Также при расчете передаточных отношений можно использовать наружный диаметр шестерни. Иногда это удобно, если посчитать число зубьев затруднительно. Важно: зубчатая передача жесткая, здесь нет проскальзывания, как в ременной передаче, поэтому передаточное число всегда можно рассчитать с абсолютной точностью.

    Если в редукторе применен червячный редуктор, то его передаточное отношение определяется как отношение числа зубьев ведущего колеса к числу заходов (витков) червяка. Чаще всего у червяка один заход, поэтому ясно: передаточное отношение червячной пары огромно, а вращающий момент может повышаться в десятки раз.

    Преимуществами данной передачи считаются:

    1. Большая и неограниченная мощность.
    2. Небольшая масса и габариты.
    3. Большой коэффициент полезного действия (приблизительно 0,95-0,99).
    4. Надёжны, но нуждаются в большой точности изготовления.

    КПД определяется как отношение реально полученной энергии к потребленной. Чем выше КПД механизма, тем больше энергии преобразовывается на полезные цели, тем меньше потери, тем эффективнее механизм. Учёные всего мира постоянно ведут борьбу именно за сокращение непроизводительных потерь. Чтобы обеспечить хорошую работу машины с большим КПД, можно использовать масла с различными свойствами при больших изменениях температуры среды. При экспериментах с различными видами масла совместно с допустимой нагрузочной способности зубчатых передач на рабочих поверхностях зубьев не обнаружили развитие процесса разрушения, что обеспечивает отличные технико-экономические показатели машины.

    Важно! КПД зубчатой передачи сильно зависит от точности изготовления зубчатых колес. В случае грубых нарушений геометрии в редукторе будут большие расходы энергии, он будет нагреваться, его КПД значительно упадёт. Поэтому редукторы следует приобретать только у проверенных производителей.

    Передаточное отношение может быть как постоянным, так и переменным. При переменном случае оно может меняться бесступенчато или ступенчато. В промышленности нашли применение обе эти схемы. Если передаточное число меняется плавно, то такое устройство называют вариатором. Эти устройства дороги и требуют точной сборки и квалифицированного обслуживания. Но всё это оправдывается конечным результатом — их полезность уже проверена временем.

    Справочник | Приводное и электротехническое оборудование | Техпривод

    Тип редуктора Передаточное число [I] Крутящий момент редуктора Эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор) Мощность привода Коэффициент полезного действия (КПД) Взрывозащищенные исполнения Показатели надежности Сервис расчета привода

    В данной статье содержится подробная информация о выборе и расчете мотор-редуктора. Надеемся, предлагаемые сведения будут вам полезны.

    При выборе конкретной модели мотор-редуктора учитываются следующие технические характеристики:

    • тип редуктора;
    • мощность;
    • обороты на выходе;
    • передаточное число редуктора;
    • конструкция входного и выходного валов;
    • тип монтажа;
    • дополнительные функции.

    Тип редуктора

    Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:

    Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).

    Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.

    Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.

    Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.

    В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.

    ВАЖНО! Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений.

    • Конструкция червячных редукторов позволяет использовать их при любом положении выходного вала.
    • Применение цилиндрических и конических моделей чаще возможно в горизонтальной плоскости. При одинаковых с червячными редукторами массо-габаритных характеристиках эксплуатация цилиндрических агрегатов экономически целесообразней за счет увеличения передаваемой нагрузки в 1,5-2 раза и высокого КПД.

    Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи

    Тип редуктора Число ступеней Тип передачи Расположение осей
    Цилиндрический 1 Одна или несколько цилиндрических Параллельное
    2 Параллельное/соосное
    3
    4 Параллельное
    Конический 1 Коническая Пересекающееся
    Коническо-цилиндрический 2 Коническая Цилиндрическая (одна или несколько) Пересекающееся/скрещивающееся
    3
    4
    Червячный 1 Червячная (одна или две) Скрещивающееся
    1 Параллельное
    Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрический 2 Цилиндрическая (одна или две) Червячная (одна) Скрещивающееся
    3
    Планетарный 1 Два центральных зубчатых колеса и сателлиты (для каждой ступени) Соосное
    2
    3
    Цилиндрическо-планетарный 2 Цилиндрическая (одна или несколько) Планетарная (одна или несколько) Параллельное/соосное
    3
    4
    Коническо-планетарный 2 Коническая (одна) Планетарная (одна или несколько) Пересекающееся
    3
    4
    Червячно-планетарный 2 Червячная (одна) Планетарная (одна или несколько) Скрещивающееся
    3
    4
    Волновой 1 Волновая (одна) Соосное

    Передаточное число [I]

    • Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:
    • I = N1/N2
    • где N1 – скорость вращения вала (количество об/мин) на входе;
    • N2 – скорость вращения вала (количество об/мин) на выходе.
    • Полученное при расчетах значение округляется до значения, указанного в технических характеристиках конкретного типа редукторов.
    • Таблица 2. Диапазон передаточных чисел для разных типов редукторов
    Тип редуктора Передаточные числа
    Червячный одноступенчатый 8-80
    Червячный двухступенчатый 25-10000
    Цилиндрический одноступенчатый 2-6,3
    Цилиндрический двухступенчатый 8-50
    Цилиндрический трехступенчатый 31,5-200
    Коническо-цилиндрический одноступенчатый 6,3-28
    Коническо-цилиндрический двухступенчатый 28-180

    ВАЖНО! Скорость вращения вала электродвигателя и, соответственно, входного вала редуктора не может превышать 1500 об/мин. Правило действует для любых типов редукторов, кроме цилиндрических соосных со скоростью вращения до 3000 об/мин. Этот технический параметр производители указывают в сводных характеристиках электрических двигателей.

    Крутящий момент редуктора

    Крутящий момент на выходном валу [M2] – вращающий момент на выходном валу. Учитывается номинальная мощность [Pn], коэффициент безопасности [S], расчетная продолжительность эксплуатации (10 тысяч часов), КПД редуктора.

    Номинальный крутящий момент [Mn2] – максимальный крутящий момент, обеспечивающий безопасную передачу. Его значение рассчитывается с учетом коэффициента безопасности – 1 и продолжительность эксплуатации – 10 тысяч часов.

    Максимальный вращающий момент {M2max] – предельный крутящий момент, выдерживаемый редуктором при постоянной или изменяющейся нагрузках, эксплуатации с частыми пусками/остановками. Данное значение можно трактовать как моментальную пиковую нагрузку в режиме работы оборудования.

    Необходимый крутящий момент [Mr2] – крутящий момент, удовлетворяющим критериям заказчика. Его значение меньшее или равное номинальному крутящему моменту.

    1. Расчетный крутящий момент [Mc2] – значение, необходимое для выбора редуктора. Расчетное значение вычисляется по следующей формуле:
    2. Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2
    3. где Mr2 – необходимый крутящий момент; Sf – сервис-фактор (эксплуатационный коэффициент);
    4. Mn2 – номинальный крутящий момент.

    Эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор)

    Сервис-фактор (Sf) рассчитывается экспериментальным методом. В расчет принимаются тип нагрузки, суточная продолжительность работы, количество пусков/остановок за час эксплуатации мотор-редуктора. Определить эксплуатационный коэффициент можно, используя данные таблицы 3.

    Таблица 3. Параметры для расчета эксплуатационного коэффициента

    Тип нагрузки К-во пусков/остановок, час Средняя продолжительность эксплуатации, сутки

    Технические характеристики редуктора

    Для того, что бы правильно выбрать редуктор для применения в составе привода необходимо знать его основные параметры: 

    • тип редуктора; 
    • главный параметр; 
    • передаточное отношение; 
    • частота вращения;
    • крутящий момент; 
    • радиальная нагрузка;
    • КПД;
    • ресурс;
    • уровень шума;
    • вариант исполнения.

    Рассмотрим эти параметры более подробно.

    Тип редукторазависит от варианта применяемой передачи. Основные типы передающих ступеней это цилиндрические, червячные, конические, планетарные или волновые. Редуктор может состоять как из одной, двух и более ступеней одного вида.

    Так же используются редукторы, совмещающие различные типы ступеней, например червячно-цилиндрический или планетарно-червячный.
    Существуют еще несколько видов передач, таких как червячные-глобоидные, спироидные, цевочные и другие. Но они являются дальнейшим развитием уже указанных основных типов передач.

    Выбор редуктора зависит от его назначения, ограничений по массе, крутящему моменту, габаритам, компоновке элементов привода.

    Главный параметр – геометрическая характеристика, которая определяет массогабаритные и энергосиловые параметры. Зависит от типа редуктора и определяется в соответствии с ГОСТ 31592-2012.

    В цилиндрическом редукторе это расстояние между осями тихоходной и соседней ступеней (рис. 1-размер AwT); 

    •  в червячном – расстояние между осями червяка и колеса;
    • в планетарном – половина диаметра водила;
    • в коническом – делительный диаметр большего из колес; 
    • в волновом редукторе – внутренний диаметр гибкого диска.

     
    Передаточное отношение – показывает, во сколько раз изменяется крутящий момент и частота вращения на тихоходном (выходном) валу редуктора, по сравнению с входным валом. Безразмерная величина.
    Это ключевой параметр работы редуктора, равный произведению всех передаточных чисел его ступеней. Чем их больше, тем больше будет общее передаточное отношение редуктора. 

    В таблице указаны нормативные показатели передаточных чисел для одной степени разных типов:

    При увеличении числа ступеней, как например в 3х ступенчатом цилиндрическом редукторе или совмещении различных типов – планетарно-цилиндрической можно получить передаточное отношение редуктора в несколько тысяч единиц.

    Номинальный крутящий момент – выражается в Н*м и регламентирует величину максимального прилагаемого усилия на вал, при котором редуктор может выполнять свои функции. Параметры эксплуатации редуктора указываются в паспорте или руководстве по эксплуатации. 

    Радиальная нагрузка – усилие, которое может воспринимать концевой участок тихоходного или быстроходного вала, возникающее от присоединенных элементов конструкции, например ременной передачи или муфты. Если не превышать эту нагрузку, редуктор так же отработает без поломок весь положенный срок. 
    Частота вращения – показывает количество оборотов, которое вал редуктора совершает в минуту. Указывается как для тихоходного (выходного) так и для быстроходного (входного) валов. Превышать этот параметр так же не рекомендуется, т.к. износ рабочих поверхностей ступеней и подшипников произойдет намного быстрее.
    Коэффициент полезного действия (КПД), безразмерная величина, определяется отношением затраченной энергии к полезной работе, т.е. мощности, полученной на выходном валу. В современных редукторах в зависимости от типа редуктора КПД варьируется от 0,4 до 0,99. 
    Наиболее производительные – цилиндрические, конические, планетарные, наименее – червячные и волновые редукторы, в связи с особенностями конструкции.

    Ресурс – измеряется в часах и показывает, какое время редуктор способен работать в паспортном режиме до определенного уровня износа.

    Паспортный режим – это ограничение по нагрузкам, скорости, типу используемого масла и его температуры. Наступление износа не означает вывод редуктора из строя, но дальнейшая эксплуатация может привести к неожиданной поломке и дорогостоящему ремонту.

    Так же для обеспечения ресурса необходимо проводить своевременное техническое обслуживание редуктора.

    Некоторые производители указывают вместо ресурса срок службы в годах при определенном режиме нагрузки.

    Шумовые характеристики – предельная величина шума, создаваемая редуктором на номинальном режиме работы, превышение которой не допустимо, измеряется в децибелах (дБ). 

    Исполнение редуктора – краткое цифровое обозначение, указывающее на основные конструктивные особенности, такие как: расположения валов (соосное, параллельное, перпендикулярное), вариант исполнения корпуса и монтажные позиции. 
    На рисунке указаны различные варианты исполнения корпуса — на лапах (а), с фланцем (б), с полым входным валом (в). В случае «а» нагрузка будет подведена через ременную передачу или муфту, в случае «б» вал редуктора центруется с отверстием исполнительного механизма и крепится с помощью фланца, в случае «в» редуктор «насаживается» на вал исполнительного механизма и крепится к корпусу через реактивную тягу – рычаг, препятствующий проворачиванию редуктора на валу.

    Монтажное исполнение так же может быть различным – сверху, сбоку, спереди, сзади. Более наглядно это изображено на рисунке:

    Климатическое исполнение – этот параметр обязателен не только для редукторов, но и в целом для любого промышленного оборудования или изделия. Показывает, в каких климатических условиях (температура, влажность, осадки и т.д.) допустима эксплуатация, определяется ГОСТ 15150-69.
    В заключение приведем пример обозначения редуктора:

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector