Основные типы редукторов. Стандарты на основные параметры редукторов

Редукторы служат для уменьшения числа оборотов и увеличения крутящих моментов и состоят из ряда последовательно соединенных зубчатых и червячных передач, собранных в отдельном жестком корпусе. Размещение передач в корпусе дает возможность расположить опоры валов со строго выдержанной соосностью и точными межосевыми расстояниями, защитить передачи от попадания грязи и создать условия для эффективной смазки.

Для увеличения числа оборотов применяются мультипликаторы. В настоящей работе рассматриваются конструкции и расчет только редукторов, однако конструкция и расчет основных узлов мультипликатора аналогичны расчету редуктора.

Редукторы могут служить для передачи вращения между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися валами. Для передачи вращения между параллельными валами служат редукторы с цилиндрическими зубчатыми передачами — так называемые цилиндрические редукторы. В тех случаях, когда необходимо передать вращение между пересекающимися валами, используются конические зубчатые передачи (конические редукторы). Для передачи вращения между перекрещивающимися валами в редукторах применяются червячные передачи (с цилиндрическим и глобоидным червяком, спироидные, тороидные), зубчато-винтовые цилиндрические передачи и винтовые конические зубчатые колеса (гипоидные).

Редукторы, состоящие только из одной передачи (одноступенчатые), применяются редко. Большее распространение получили двух-, трех- и многоступенчатые редукторы, причем они могут состоять из однотипных передач и быть комбинированными, т. е. состоять из передач разного типа (цилиндро-конические, червячно-цилиндрические редукторы и др.).

Общее передаточное отношение редуктора зависит от числа ступеней и типа передач и может доходить до 100 тыс.По количеству возможных скоростей вращения выходного вала редукторы можно разделить на односкоростные с постоянным передаточным отношением, двухскоростные и многоскоростные с изменяющимся передаточным отношением.

Конструктивно редукторы выполняются как самостоятельный узел, который устанавливается на общей раме с двигателем и другими узлами машины, или в виде встроенной конструкции, в которой редуктор объединяется с другими узлами в одном корпусе или имеет фланцевое соединение.
Редукторы выпускаются общего назначения с определенными параметрами, ограниченными гостами и нормалями, для использования на различных машинах и специального назначения, к которым предъявляются специфические требования эксплуатации и режима работы машины.
Основное количество цилиндрических и конических редукторов выпускается с эвольвентным профилем зубьев зубчатых колес.

Рис. 1. Типы зубчатых цилиндрических передач.

Профили таких колес при работе перекатываются друг по другу со скольжением (за исключением полюса зацепления, где происходит чистое качение). Скорости скольжения сопряженных профилей малы, радиусы кривизны в точках контакта велики, что обеспечивает высокий коэффициент полезного действия, прочность и долговечность зубчатых колес. Кроме того, при эвольвентном зацеплении сопряженные профили зубьев шестерни и колеса, обеспечивающие постоянное передаточное отношение, получаются одинаковыми, несложными и могут быть легко изготовлены простым инструментом, независимо от числа зубьев колес.
В зависимости от типа применяемых зубчатых колес цилиндрические редукторы могут быть с прямозубыми (Рис. 1,а), косозубыми (Рис. 1,б) и шевронными (Рис. 1,в) колесами. В ряде редукторов применяются прямозубые и косозубые передачи с внутренним зацеплением (Рис. 1,г). В конических и цилиндро-конических редукторах применяются конические зубчатые передачи с прямым (Рис. 2,а), косым (Рис. 2,б) и криволинейным (Рис. 2,в) зубом, а также конические гипоидные (Рис. 2,г) передачи.
Зубчатые редукторы могут применяться для передачи больших мощностей (до 100 тыс. л. с.).
Таким образом, зубчатые редукторы получили преобладающее распространение в различных отраслях машиностроения благодаря своим преимуществам перед другими видами передач — высоким к. п. д., большой долговечностью, компактностью, постоянством передаточного отношения, простотой в эксплуатации и надежностью в работе.
К некоторым недостаткам зубчатых редукторов можно отнести большие габариты при значительных передаточных отношениях и шум при работе с большими скоростями.
Червячные редукторы служат для передачи вращения между перекрещивающимися валами при большом передаточном отношении.

В червячных редукторах могут применяться передачи с цилиндрическими (Рис. 3,а) и глобоидными (Рис. 3,б) червяками, спироидные (Рис. 3,в), тороидно-дисковые (Рис. 3,г) и тороидные (Рис. 3,д) передачи внутреннего зацепления.
Все эти червячные передачи теоретически могут иметь любой угол между осями, но распространение получили исключительно передачи с взаимно-перпендикулярными осями.
Червячные передачи относятся к типу зубчато-винтовых с линейным контактом зубьев (в отличие от винтовых зубчатых передач).
Основными преимуществами червячных редукторов перед зубчатыми является высокое передаточное отношение при меньших габаритах редуктора, большая плавность и бесшумность в работе. Плавность работы червячной передачи объясняется хорошей прирабатываемостью червячной пары.
Одной из особенностей червячной передачи является самоторможение при изменении направления передачи мощности через редуктор, что очень важно при работе ряда машин, особенно грузоподъемных. Поэтому в редукторах некоторых машин используют самотормозящие червячные передачи, хотя принципиально можно было бы обойтись и без них.
Основной недостаток червячных передач — низкий коэффициент полезного действия вследствие больших потерь на трение скольжения в зацеплении, которые могут доходить до 70%. При этом выделяется большое количество тепла и происходит быстрый нагрев редукторов.
Коэффициент трения сильно зависит от скорости скольжения, что связано с условиями образования масляных клиньев в зацеплении. С увеличением скорости скольжения резко падает коэффициент трения и, следовательно, возрастает коэффициент полезного действия передачи. Поэтому, с этой точки зрения, целесообразно применение червячных передач на быстроходных валах. Некоторые значения коэффициента трения между стальным червяком и колесом из оловянистой бронзы для различных значений скорости скольжения приведены в табл. 1.

Скорость скольжения Vск в м/сек	Коэффициент трения f	Скорость скольжения Vск в м/сек	Коэффициент трения f
0,01	0,01 —0,12	2,5	0,03 —0,04
од	0,08 —0,09		0,028—0,035
0,25	0,065—0,075		0,023—0,03
0,5	0,055—0,065		0,018—0,026
	0,045—0,055		0,016—0,024
1,5	0,04 —0,05		0,014—0,02
	0,035—0,045

Особенно чувствуются большие потери при увеличении передаваемой мощности. Поэтому червячные редукторы применяются чаще всего для передачи мощностей от долей киловатт до 50 кВт.

Дата добавления: 2015-07-20