Что такое одноступенчатый горизонтальный косозубый цилиндрический редуктор

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

Видео:Сборка одноступенчатого цилиндрического редуктора.Скачать

Классификация

Цилиндрические редукторы классифицируются по следующим признакам:

• Количество ступеней. Их количество варьируется от 1 до 4 в зависимости от передаточного отношения, которое необходимо получить на выходе.
• Взаимное расположение валов — параллельное или соосное.
• Пространственная ориентация редуктора — горизонтальная или вертикальная.
• Тип зубьев зубчатых колес.

Видео:РАБОТА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА. Анимация. Детали машин.Скачать

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.

Видео:Редуктор. Устройство. Конструкция. Виды и типы редукторовСкачать

Косозубые цилиндрические редукторы

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

• высокий КПД;
• низкий уровень шума;
• меньшие усилия для вращения вала.

Видео:1 этап компоновки цилиндрического редуктораСкачать

Количество ступеней

Передаточное число напрямую зависит от количества ступеней:

• 1,5-10 — у одноступенчатых редукторов;
• 10-60 — у двухступенчатых редукторов;
• 60-400 — у трехступенчатых редукторов.

Увеличение передаточного числа у одноступенчатого цилиндрического редуктора до 12 нерационально, так как габариты привода существенно увеличиваются. В таких случаях эффективнее использовать двухступенчатый редуктор — у него диапазон передаточных чисел больше, а размеры компактнее.

В двухступенчатых редукторах первая ступень быстроходная, вторая — тихоходная. Данный вид оборудования эффективен при максимальном передаточном числе 50. Если его значение выше, то размеры и вес привода также увеличиваются.

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

Видео:7.1.Редуктор цилиндрический одноступенчатый (Часть 1. Вид сверху)Скачать

Быстроходная и тихоходная ступени

Быстроходная ступень в цилиндрических редукторах, как правило, косозубая, а тихоходная — прямозубая.

В косозубых передачах левое направление зуба в шестерне, правое — в колесе. Это необходимо, чтобы уравновесить силу на оси промежуточного вала.

Видео:Расчет одноступенчатого цилиндрического редуктора проект с чертежом, спецификацией и 3d моделямиСкачать

Горизонтальные и вертикальные редукторы

Наиболее широко распространены горизонтальные цилиндрические редукторы, но есть промышленные условия, для которых требуются модели с вертикальной конструкцией корпуса. Одно из таких применений — подъемные краны. Вертикальные редукторы выпускаются разных типоразмеров, имеют от 1 до 3 ступеней.

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

Видео:Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать

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.

К их преимуществам также относятся высокие КПД и мощность, увеличивающаяся естественным образом за счет меньшей нагрузки на быстроходный вал. Главный недостаток — сложность конструкции, в частности, быстроходного вала.

Видео:редуктор цилиндрический ц2уСкачать

Достоинства цилиндрических редукторов

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

• Высокий КПД — он достигает 98 %. Это значение несколько снижается в двух- и трехступенчатых моделях.
• Минимальная сила трения и, как следствие, незначительные энергетические потери.
• Возможность эксплуатировать редукторы с высокой нагрузкой без потерь мощности.
• Надежность зубчатого механизма — благодаря продуманной конструкции он не заедает в зацеплениях.

Видео:Анимация сборки цилиндрического редуктораСкачать

Устройство и функционирование цилиндрического редуктора

Цилиндрический редуктор — механическое устройство, предназначенное для снижения скорости вращения и увеличения крутящего момента на выходном валу. Применяется в электрических, пневматических и гидравлических приводах промышленного оборудования различного назначения. Считается одним из самых распространенных типов редукторов, отличается высоким КПД и простотой конструкции передач.

Видео:Видеоурок по Деталям машин.Редуктора.Скачать

Принцип действия и область применения

Цилиндрический редуктор включает в себя одну или несколько последовательно соединенных механических передач, состоящих из шестерней и зубчатых колес, размещенных на валах. При приложении крутящего момента к входному валу он начинает вращаться, приводя в движение размещенную на нем шестерню. Благодаря сцеплению с зубчатым колесом, которое имеет больший диаметр, начинает вращаться вал, на котором оно размещено. При этом угловая скорость уменьшается, а крутящий момент пропорционально возрастает. В случае многоступенчатой схемы редуктора крутящий момент передается на промежуточный, а затем на конечный вал. Все конструктивные элементы размещены в едином корпусе, заполненном смазочными материалами, снижающими силы трения между шестернями. Основная область применения цилиндрических редукторов — приводы следующих промышленных механизмов: Системы автоматизации и управления. Подъемное и тяговое оборудование. Приводы строительных машин и механизмов. Конвейерный транспорт и насосные установки. Благодаря высокому КПД, цилиндрические редукторы могут использоваться в приводах практически любого оборудования, но только в том случае, если не предъявляются жесткие требования по габаритам, так как установки этого класса имеют внушительные размеры.

Видео:Чтение сборочного чертежа редуктора. Чтение чертежейСкачать

Преимущества и недостатки

Конструкция цилиндрического редуктора определила целый ряд плюсов механизма, а именно: Способность передавать большую мощность практически без потерь и создавать высокий крутящий момент. Обладает одним из лучших показателей КПД среди других редукторов. Коэффициент полезного действия может достигать 98%. Возможность эксплуатации с неравномерной нагрузкой, с частыми пусками и остановками, в длительном режиме. Отсутствие эффекта самоторможения, позволяющее проворачивать выходной вал вручную при выключенном двигателе. Невысокий нагрев корпуса и основных конструктивных элементов при работе. Сравнительно небольшой люфт выходного вала, обеспечивающий высокую кинетическую точность цилиндрического редуктора. Высокая надежность и соответствующий рабочий ресурс механизма, который может превышать 25 тысяч часов. Высокая вариативность основных рабочих узлов позволяет подобрать или собрать цилиндрический редуктор практически под любую задачу. Для объективности отметим и недостатки механизмов этого класса: Невысокое передаточное число ступени редуктора. Максимальное значение не может превышать 1 к 6,3. Для увеличения показателя потребуется реализация многоступенчатой схемы редуцирования. Значительные габаритные размеры у установок с высоким передаточным числом. При работе цилиндрический редуктор создает существенный шум. Отсутствие самоторможения также несколько ограничивает сферу применения или требует применения специальных тормозящих устройств. Следует сказать, что благодаря простоте конструкции цилиндрический редуктор отличается вполне невысокой стоимостью.

Видео:Коническо-цилиндрический редукторСкачать

Основные виды цилиндрических редукторов

В зависимости от назначения и требуемых технических характеристик цилиндрический редуктор может комплектоваться несколькими ступенями передачи с шестернями различного типа. Чаще всего в механизме используют прямые, косозубые и конические шестерни. По конструкции различают несколько основных видов механизмов, получивших применения в различных типах привода.

Цилиндрические соосные редукторы

У редукторов этого класса входной и выходной валы находятся на одной оси. Благодаря этому существенно упрощается компоновка привода. Отметим, что соосные цилиндрические редукторы никогда не бывают одноступенчатыми. Для возвращения выходного вала на входную ось требуется минимум 2 ступени передач. Производители предлагают большой перечень модификаций различной мощности от нескольких десятых ватта до сотен киловатт. Благодаря этому соосные редукторы получили широкое применение как в системах автоматизации и телеуправления, так и в мощных промышленных приводах производственного и подъемного оборудования.

Конические цилиндрические редукторы

Такой тип механизмов применяется при необходимости обеспечить пересечение осей входного и выходного валов. Обычно эти элементы располагаются под углом 90 градусов. Производители предлагают модификации в горизонтальном и вертикальном исполнении. Конический цилиндрический редуктор имеет многоступенчатую схему. Причем в качестве первой ступени выступает именно коническая передача. Благодаря этому обеспечивается большая плавность работы при преобразовании большой угловой скорости и крутящего момента, передаваемого от приводного двигателя. Следует отметить и полную взаимозаменяемость с редукторами червячного типа, что существенно расширяет сферу применения устройства.

Одноступенчатые механизмы

Наиболее простой тип цилиндрических редукторов, отличающийся невысоким передаточным числом. Как уже говорилось, максимальное значение ограничивается показателем 1/6,3, поэтому сфера применения этого оборудования ограничена. Используется в приводах, для которых не требуется значительное снижение скорости выходного вала. Оборудование может поставляться с различным расположением валов, но редуктор такого класса не может быть соосным. Не применяется одноступенчатая схема и в конических цилиндрических редукторах. Простая конструкция механизма существенно упрощает техническое обслуживание и повышает срок службы оборудования.

Двухступенчатые установки

Двухступенчатые цилиндрические редукторы получили наибольшее распространение. Такая конструкция позволяет увеличить передаточное число механизма без существенного увеличения габаритов. Состоит из 3 валов с шестернями. На первой быстроходной ступени чаще всего используют косозубые шестерни, позволяющие повысить надежность механизма за счет большей площади сцепления.

Видео:Изучение двухступенчатого цилиндрического редуктора. Детали машин.Скачать

На что обращать внимание при выборе цилиндрических редукторов

При выборе цилиндрических редукторов обращайте внимание на следующие характеристики: Номинальный крутящий момент на выходном вале. Необходимое расположение валов. При установке приводов в рабочих помещениях не лишним будет обратить внимание и на уровень создаваемого при работе шума. Источник

Видео:Цилиндрический редуктор 06Скачать

Одноступенчатый редуктор: схема и исполнение

• гарантия высокой точности сборки механизма;
• повышенный КПД;
• лучшая смазка частей редуктора;
• сниженный износ;
• повышенный уровень защиты от попадания наносящей вред устройству пилы и грязи.

Видео:Цилиндрические редукторыСкачать

Из чего состоит редуктор?

В его состав входит стальной сварной или литой чугунный корпус. В нем размещаются валы, оси, зубчатые колеса, червячные механизмы, подшипники и прочие элементы. Некоторые редукторы содержат специальные устройства, обеспечивающие смазку элементов редуктора. К примеру, он может быть оснащен масляным насосом или устройством, обеспечивающим охлаждение этого агрегата (змеевик с охлаждающей жидкостью зачастую монтируют в червячном редукторе).

Редукторы бывают разными. При этом отличаются не только по типам, но и индивидуальным особенностям, поэтому редукторы проектируют для определённого оборудования или агрегата, в зависимости от необходимости, передаточного числа и силы крутящего момента, которые нужно передать на принимающее устройство.

Видео:Двухступенчатый цилиндрический редуктор с прямозубо шевронным зацеплениемСкачать

Основные типы редукторов

• По типу передаточного соединения на:
  1. зубчатые;
  2. червячные;
  3. комбинированные.
• В зависимости от формы зубчатых колес на;
  1. цилиндрические;
  2. конические и другие.
• По расположению валов в пространстве на:
  1. вертикальные;
  2. горизонтальные.
• В зависимости от особенностей кинематической системы, которая лежит в основе конкретного механизма на:
  1. развернутые;
  2. со сдвоенной ступенью и т.д.
• По количеству ступеней на:
  1. одноступенчатые;
  2. двухступенчатые.

Видео:Цилиндрический редуктор Ц2У-400Скачать

Одноступенчатые цилиндрические редукторы

Этот тип редуктора отличается от прочих положением валов в корпусе и числом ступеней. Одноступенчатые цилиндрические редукторы могут быть вертикальными и горизонтальными. Шестеренки этих устройств могут иметь косые и прямые, а также шевронные зубья. Корпуса производят из стали сварным способом или из чугуна путем литья. Монтаж валов зачастую производится в подшипники скольжения или качения. Первые зачастую устанавливаются в тяжелых редукторах.

Состав и возможности компоновки одноступенчатого редуктора ограничены. Главной чертой, которая отличает их друг от друга, является расположение валов и осей в пространстве. При этом передаточное число этих агрегатов колеблется в диапазоне от 1,6 до 6,3. Угол наклона передач, выполненных с использованием косозуба, находится в диапазоне от 8 до 200 градусов.

Максимальное передаточное число, которые способен обеспечить агрегат равно 12,5, но при этом редукторы с максимальным передаточным числом применяются редко. Зачастую используются те, которые имеют передаточное число, не превышающее цифру 6.

Какое расположение редуктора выбрать — вертикальным или горизонтальным? Все зависит от необходимости удобств общей компоновки этого передаточного устройства. В частности имеет значение, как расположен агрегат, который производит механическое движение, его рабочий вал и т.д.

Чтобы создать такое устройство предварительно нужно изготовить его схему. Предлагаем изучить один из вариантов одноступенчатого редуктора с горизонтальным расположением осей.

Видео:Редуктор конический одноступенчатыйСкачать

Принцип работы одноступенчатого редуктора

Он достаточно прост для понимания. В таком механизме через расположенную на одном валу звездочку меньшего размера на установленную на другом валу, имеющую больший размер, через зубья передается вращательное движение. Эффект снижения количества оборотов в минуту достигается за счет разницы в диаметре звездочек. Длина круга, который очерчивает в процессе движения первая, существенно меньше того, который очерчивает вторая, поэтому большая звездочка вращается медленней.

При этом создаются устройства обратного действия, не снижающего количество оборотов за единицу времени, а наоборот повышающего.

Этот тип редуктора является самым простым. Отличается от прочих он тем, что передача движения производится через одно звено, а не через несколько, при этом входящее и исходное вращения имеют противоположные направления.

Передача крутящего момента может производиться и с использованием червячного механизма, но при этом на передаточное число влияет диаметр «червяка».

Видео:Коническо цилиндрический редуктор Motovario серии BСкачать

Где и для чего используются одноступенчатые горизонтальные редукторы?

Они находят себе применение:

• там где необходима постоянная или переменная нагрузка, реверсивная и одного направления;
• для обеспечения постоянной работы или с короткими перерывами;
• для обеспечения вращения валов в разные стороны.

Их нельзя или опасно использовать, если частота вращения вала будет превышать показатель 1800 оборотов за одну минуту, а также при запыленности воздуха выше 10 мг на куб. метр и атмосфере первого и второго типов в соответствии с ГОСТ 15150-69.

Видео:Редуктор цилиндрический мельницы АВМ-15, одноступенчатый 1:2,5 ( Видео №17)Скачать

Процесс проектирования одноступенчатого цилиндрического редукторов

Перед тем как приступать к изготовлению этого устройства производится проектный расчет:

• подбора материалов;
• выбор максимально допустимого напряжения на качение;
• вычисление чистого полезного кручения вала.

В рамках произведения работ осуществляется подготовка эскизной компоновки редуктора.

Расчет размеров валов этого устройства производится в 2 этапа:

1. приблизительный подсчет количества оборотов чистого кручения;
2. точный расчет прочностных показателей напряжения изгиба и кручения.

Для производства подобных агрегатов рекомендуется использовать термически обработанную легированную сталь. Расчет валов при составлении проекта осуществляется в зависимости от напряжения кручения, концентрации напряжения, его циклов. Если планируется установка валов быстрого хода, то для расчета берутся во внимание меньшие значения, тихого хода — большие.

На завершающем этапе проектирования создается сборочный чертеж этого устройства. Он включает в себя все ранее разработанные чертежи каждого из элементов редуктора в отдельности. При этом создается рисунок уже готового устройства, в продольном и поперечном разрезах.

Для достижения сбалансированности и соосности расположения разнообразных элементов этого устройства разрабатываются кинематические схемы одноступенчатых редукторов. Они представляют собой изображения в разных разрезах корпуса и деталей, из которых состоит редуктор, отражают их взаимное расположение, пропорции, места сопряжения и т.д.

Компоновка одноступенчатого редуктора может быть разной. Он может иметь дополнительные, существенно улучшающие его работу элементы. Например, масляный насос, который осуществляет принудительную смазку в местах, куда не попадает жидкость при вращении маховика звездочки или в редукторе червячного типа.

Создать такое устройство можно и самому, но для этого потребуется приобрести необходимые запасные части. Важным элементом редуктора, который влияет на его характеристики, является корпус и размер звёздочек, диаметр червячного механизма. Для человека, не имеющего в этом деле опыта, потребуется терпение и усердие, но достичь желаемой цели — создать редуктор с необходимыми параметрами все же можно.

Сборка устройства в этом деле является самой легкой работой, а самой ответственной и сложной — это проектирование и подбор необходимых элементов, запасных частей и деталей.