что такое ступень редуктора

Особенности цилиндрических редукторов

Цилиндрические редукторы востребованы в машиностроении, приводах производственных смесителей, металлообрабатывающих станков и другого промышленного оборудования.

Классификация

Цилиндрические редукторы классифицируются по следующим признакам:

Прямозубые редукторы

У цилиндрических редукторов этой группы зубчатые колеса имеют прямые зубья, за счет чего они зацепляются по всей длине. Прямозубые передачи характеризуются прочным зацеплением и высокой мощностью.

К недостаткам оборудования этого типа относятся интенсивный износ зубчатых колес, значительный шум при работе.

Косозубые цилиндрические редукторы

В редукторах этого типа зубья захватываются не по всей длине сразу, а постепенно. К преимуществам таких редукторов относятся:

Количество ступеней

Передаточное число напрямую зависит от количества ступеней:

Для условий, где требуется передаточное число выше 50, целесообразнее использовать трехступенчатый редуктор.

Быстроходная и тихоходная ступени

Горизонтальные и вертикальные редукторы

Ступени, как правило, комплектуются косозубыми передачами. У вертикальных моделей КПД ниже, чем у горизонтальных. Их использование оправдано при кратковременных нагрузках.

Соосность

Соосные цилиндрические редукторы, например, такие, отличаются тем, что межосевое расстояние входного и выходного валов у них меньше, чем межосевое расстояние ступеней. За счет этого производительность соосных моделей выше.

Достоинства цилиндрических редукторов

Цилиндрические редукторы пользуются спросом в разных сферах промышленности во многом благодаря конструктивным и эксплуатационным преимуществам:

Эксплуатация без перегрева редуктора.

Нет необходимости устанавливать систему охлаждения.

Цилиндрические редукторы рассчитаны на разные режимы нагрузки, включая неравномерную и частые пуски-остановки. Эта особенность расширяет список их применения, включая дробилки, измельчители и другое производственное оборудование с высокими импульсными нагрузками.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник

Справочная информация по выбору редуктора

Редукторы (латинского слова reductor) получили широкое распространение во всех отраслях промышленного и аграрного хозяйства, поэтому их производство с каждым годом увеличивается, появляются новые модификации, совершенствуются уже существующие модели.

Редуктор служит для снижения частоты вращения тихоходного вала и увеличения усилия на выходном валу. Редуктор может иметь одну или несколько ступеней, цель которых увеличение передаточного отношения. По типу механической передачи редукторы могут быть червячными, коническими, планетарными или цилиндрическими. Конструктивно редуктор выполнен как отдельное изделие, работающее в паре с электродвигателем и установленное с ним на одной раме.

Промышленностью сегодня выпускаются редукторы общего и специального назначения.
Редукторы общего назначения могут применяться во многих случаях и отвечают общим требованиям. Специальные же редукторы имеют нестандартные характеристики подходящие под определенные требования.

Классификация, основные параметры редукторов

В зависимости от типа зубчатой передачи редукторы бывают цилиндрические, конические, волновые, планетарные, глобоидные и червячные. Широко применяются комбинированные редукторы, состоящие из нескольких совмещенных в одном корпусе типов передач (цилиндро-конические, цилиндро-червячные и т.д.).

Общее передаточное число может достигать до нескольких десятков тысяч, и зависит от количества ступеней в редукторе. Широкое применение нашли редукторы, состоящие из одной, двух или трех ступеней, при чем они могут, как описывалось выше, совмещать разные типы зубчатых передач.

Ниже представлены наиболее популярные виды редукторов, серийно выпускаемые промышленностью.

Цилиндрические редукторы

Кинематические схемы наиболее распространенных видов цилиндрических редукторов представлены на рисунке ниже:

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.

Источник

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:

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

Параллельные оси входного/выходного валов

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).

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

Номинальное передаточное число

Частота вращения червяка, об/мин

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:

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

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

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

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

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

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

Ресурс цилиндрического редуктора — 25 тысяч часов и более.

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

Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм

Номинальная радиальная сила, Н

выходной вал

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

Номинальные передаточные отношения

Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм

Номинальная радиальная сила, Н

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

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)

Источник

1 Назначение редуктора

1) Назначение редуктора

Редукторные передачи нужны для того чтобы понизить угловые скорости и увеличить крутящие моменты

Рис. 1.2. Схемы наиболее распространенных типов редукторов:

— трехосный цилиндрический с раздвоенной быстроходной ступенью;

— червячный, с верхним расположением червяка;

— червячный, с нижним расположением червяка.

3) Что называется ступенью редуктора

Пара сопряженных зубчатых колес в редукторе образует ступень.

4) Передаточное число

В зубчатой передаче передаточное число () — находится как отношение числа зубьев колеса () к числу зубьев шестерни ().

5) Что такое модуль

Модуль – доля делительного диаметра (окружности), приходящаяся на 1 зуб. Модуль характеризует высоту зуба.

6) В чем преимущества и недостатки косозубых и прямозубых передач

позволяют передавать большую нагрузку при тех же габаритах

работают более плавно с меньшими шумами

позволяют нарезать без корригирования меньшее число зубьев, при котором отсутствует подрез.

наличие дополнительной осевой составляющей усилия в зацеплении, нагружающей подшипники.

7) Как в редукторах осуществляется смазка зубчатых колес и подшипников и от чего это зависит

Смазка зубчатых зацеплений и подшипников уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей.

8) Зачем нужны металлические прокладки под крышками подшипников

Подшипники регулируют набором тонких металлических прокладок которые ставят под фланец крышки подшипника.

9) Подшипники каких серий устанавливаются на валах редукторов

по габаритным размерам подшипники делятся на серии:

10) Какой необходимый уровень масла обеспечивает нормальную работу редуктора.

(см. вопрос 7). Как измерить уровень масла.

На маслоуказателе имеются реечки, по которым можно определить уровень масла.

11) Для каких целей используют штифты

12) Что происходит с крутящим моментом, мощностью и частотой вращения при переходе от ведущего вала к ведомому

Частота вращения увеличивается, крутящий момент увеличивается, мощность уменьшается

13) Как подразделяются подшипники по воспринимаемой нагрузке

радиальные, упорные, радиально-упорные, упорно-радиальные

14) Для чего нужны подшипники

Служат для поддержания вращающихся деталей и уменьшения трения в опорах.

15) На какие серии подразделяются подшипники и как они обозначаются

6 цифр. 4ая означает серию

16) По каким критериям осуществляется подбор и расчет подшипников качения

— по динамической грузоподъемности

динамическая грузоподъемность – такая постоянная предельная нагрузка (радиальная для радиально-упорных и радиальных подшипников, осевая для упорных и упорно-радиальных), которая выдерживает подшипник в течение 1 млн. оборотов

17) Для чего в редукторе выполняется отдушина

Во избежание выброса масла и сравнивание давления создаваемого в редукторе с внешней средой, на крышке корпуса устанавливается отдушина.

В нашем случае это отверстие в маслоуказателе.

18) Для чего под гайки устанавливают пружинные шайбы

Пружинная шайба устанавливается против самоотвинчивания

19) Для чего нужны шпонки и как они выбираются и рассчитываются?

Шпоночные соединения служат для передачи крутящего момента от вала к ступице, насажанной на вал детали. Шпонки стандартизированы. Размеры шпонок назначают таким образом, что они являются равнопрочными по всем видам нагружения

Достаточно выбрать один критерий, например на смятие.

– передаваемый крутящий момент

– диаметр вала в месте установки шпонки

– рабочая длина шпонки

– высота шпонки

– глубина вхождения в вал

20) Что называется шероховатостью поверхности

Совокупность неровностей, образующихся при обработке, называют шероховатостью поверхности.

21) Для чего на рабочих чертежах проставляют отклонения от цилиндричности, соосности, параллельности, симметричности

Отклонения от цилиндричности, соосности, параллельности, симметричности на рабочих чертежах проставляются везде где есть сопряжения деталей

22) Что такое допуск

23) Что такое посадка

24) на что в курсовом проекте рассчитывают зубчатые колеса

— расчет на контактную прочность

— на контактное напряжение

— Условие прочности на контактную выносливость

— Проверочный расчет на изгиб

— Расчетные напряжения изгиба и

25) В чем заключается ориентировочный расчет валов

Расчет диаметров по следующим формулам

, — идентификаторы ТТ1 к TT2;

— коэффициент, зависящий от величины допускаемых напряжений кручения и предполагаемой доли изгибающих напряжений.

26) В чем заключается проверочный расчет валов

— Определение реакции опор

— Определение суммарных сил реакций опор

— Расчет эквивалентной силы

— Расчет вала на усталостную прочность

Расчет валов на усталостную прочность. Расчет валов на усталостную прочность выполняют как проверочный на основе конструктивного чертежа вала. В результате расчета на усталостную прочность определяется действительный k запаса прочности для опасного поперечного сечения вала. Опасным является то сечение, для которого запас прочности минимален

– запас прочности по изгибу

– запас прочности по кручению

27) для чего строят эпюры изгибающих и крутящих моментов при расчете валов

Для наглядного изображения изгибающих и крутящих моментов в сечениях вала

28) что называют коэффициентом запаса прочности

, где

– запас прочности по изгибу

– запас прочности по кручению

29) как осуществляется сборка и смазка редуктора

Сборку редуктора начинают со сборки валов с устанавливаемыми на них деталями. Вначале в профезерованные в валах пазы закладывают шпонки и затем напрессовывают зубчатые колеса. Далее в соответствии с чертежом устанавливают кольца, сделанные с зазором. Затем устанавливают подшипники качения, предварительно подогретые в масле. Валы устанавливают в соответствующие гнезда корпуса редуктора.

Редуктор закрывают крышкой с впрессованными в нее установочными штифтами и стягивают болтами. В сквозные крышки подшипников устанавливают уплотнения. Под крышки устанавливают комплекты регулировочных прокладок и прикручивают их болтами. В корпус вворачивают маслосливную пробку и через люк в крышке заливают необходимый объем масла. Проверяют маслоуказателем уровень масла и закрывают крышкой люк корпуса редуктора.

Проводят окончательную регулировку и обкатку редуктора.

30) Как отличить быстроходную ступень от тихоходной

Её крутящий момент меньше. Угловая скорость больше

Источник