Что такое цилиндрического прямозубого редуктора

На протяжении всей истории развития механики, начиная с первого колеса, вопрос передачи крутящего момента между элементами механической системы всегда интересовал конструкторов и подталкивал их к применению тех или иных решений. Механизмы передающие крутящий момент и преобразующие скорость можно встретить и в чертежах Леонардо да Винчи, но лишь появление двигателя внутреннего сгорания дало толчок к новым техническим решениям. В их число входит и редуктор цилиндрический — универсальный механизм, передающий крутящее усилие и изменяющий скорость вращения. Что это за механизм, для чего он необходим и какие виды широко применяются в современной технике — об этом мы расскажем в нашей статье.

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

Редукторы цилиндрические — виды и определение

Своё название редуктор цилиндрический получил не благодаря цилиндрической форме. Основой наименования стала цилиндрическая схема работы агрегата, а именно цилиндрической форме зубчатых колес применяемых в конструкции. Внутри редуктора в два или более рядов расположено несколько передаточных колес с одним (как минимум) цилиндрическим зацеплением.

Слово редуктор в переводе с латинского слова reductor означает отводящий (приводящий) назад. Этим в полной мере характеризуется основное качество устройств — отвод вращающего усилия. Передача в редукторах цилиндрических может быть прямой, цепной либо зубчатой.

Редуктором цилиндрическим называется механическая система, собранная с целью передачи и преобразования усилия крутящего момента. Система способна с высоким КПД преобразовывать высокую угловую скорость в более низкую с увеличением крутящего момента, увеличением передаваемого усилия. При добавлении в систему электродвигателя мы получаем мотор редуктор цилиндрический — компактное устройство создающее и преобразующее крутящий момент.

Передача крутящего момента в цилиндрических редукторах может происходить в различных плоскостях и при различных угловых расположениях валов по отношению друг к другу. В зависимости от угла наклона зубьев зубчатых передач рассматриваемые устройства подразделяются на цилиндрические прямозубые и цилиндрические косозубые редуктора.

Как следует из названия, прямозубый редуктор имеет прямую форму зубьев передаточных колес, расположенных параллельно оси зубчатого колеса. Это обеспечивает одновременное зацепление по всей длине зубы. Достоинством такого рода зацепления является высокая передаваемая мощность и возможность небольшого смещения колес относительно друг друга. Недостатком является более высокий (в сравнении с косозубыми передачами) износ и повышенный шум. Прямозубые передачи применяются как в открытых, так и закрытых передачах — редуктора цилиндрические одноступенчатые, а также двух-, трехступенчатые Количество ступеней здесь означает количество передач.

При косозубом зацеплении оси зубьев находятся под углом к осям зубчатых колес. Таким образом, процесс зацепления представляет собой постепенный захват каждого следующего зуба. Благодаря этому увеличивается КПД передачи, уменьшается шум и вибрация при работе. С косозубыми передачами также выпускаются одно-, двух-, трехступенчатые редуктора цилиндрические, а также устройства с большим числом ступеней.

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

Конструктивные особенности

Расположение зубьев относительно оси зубчатых колес является достаточно важной характеристикой. Но более значимую роль играют конструктивные особенности редуктора при передаче крутящего момента. Помимо, собственно, цилиндрических редукторов состоящих исключительно из цилиндрических прямо- или косозубых зубчатых передач широко применяются:

• Коническо цилиндрические редуктора. Одним из наиболее популярных вариантов конструкции является двухступенчатый редуктор, но возможно и большее число ступеней.
• Редуктора .

Остановимся более подробно на каждой конструкции.

Видео:Сборка одноступенчатого цилиндрического редуктора.Скачать

Редуктор

Данный тип редукторов относится к классическим вариантам конструкции. Его основным назначением является преобразование или изменение скорости вращения валов, как правило, от большей к меньшей. Благодаря конической конфигурации рабочих частей обеспечивается и эффективная передача крутящего усилия от одного вала к другому независимо от параметра угла подведения. Редуктор цилиндрический с конической передачей выгодно отличается от других конструкций повышенным коэффициентом полезного действия и высокой надежность в эксплуатации. Данные качества устройства оказывают прямое влияние на технические параметры всего механизма, в котором используется данный редуктор. Например, от количества передач в механизме во многом зависит производительность всего устройства. Поэтому, в зависимости от конструктивных требований, используются одноступенчатые устройства, а также редуктора коническо цилиндрические двухступенчатые и многоступенчатые.

В качестве примера такого редуктора можно взять горизонтальную компоновку цилиндрических передач, которая более всего подходит для эксплуатации в условиях:

• постоянной или переменной нагрузки;
• длительного или кратковременного режимов работы;
• разнонаправленного вращения валов.

Ограничением работы данного одноступенчатого цилиндрического редуктора является скорость не более 1800 об/мин. Важным преимуществом является компактный размер устройства и небольшой вес — до 250 кг.

Видео:Анимация сборки цилиндрического редуктораСкачать

редукторы

Данный тип конструкции является разновидностью традиционного редуктора с цилиндрическими зубчатыми передачами. устройства имеют, как правило, вертикальное исполнение, но возможен и горизонтальное расположение при использовании прямого крепежа или специального фланца. В конструкцию устройства входит цилиндрическая передача и вал с червячной передачей. От типа крепежа зависят некоторые параметры работы механизма.

Читайте также: Редуктор для электрической лебедки

Так, при прямом соединении обеспечивается жесткий ход вала, где усилие передаётся через соединительную муфту. Данная муфта фиксирует входной вал с многозаходным винтом червячной передачи. Такое конструктивное решение обеспечивает существенный прирост коэффициента полезного действия механизма без дополнительных энергетических затрат, которые требует пуск механизма. Однако в сравнении с параметрами конического редуктора данный вариант конструкции имеет относительно малый коэффициент полезного действия. Поэтому основной сферой применения редукторов являются машины и механизмы работающие в режиме.

Очень редко червячная передача добавляется при наличии двухступенчатой цилиндрической передачи. Основная причина — это малый коэффициент полезного действия и высокие затраты на производство.

Важным преимуществом цилиндрического редуктора типа является восприятие повышенных аксиальных и радиальных нагрузок при неизсенных параметрах производительности всего устройства. Наибольшую стабильность редуктор демонстрирует при эксплуатации на тихом ходу. Бесшумность является ещё одним важным преимуществом данной конструкции.

Редукторы цилиндрические постоянного тока и понятие соосности

Такое конструктивное решение (редуктора постоянного тока) далеко не новаторское, но имеет ряд преимуществ. В первую очередь это высокая надежность пусковых параметров. Второй важный момент — это стабильная работа при перегрузке.

Важную роль в обеспечении требуемых характеристик играет расстояние между осями редуктора. Соосность — это когда расстояние между входным и выходными валами меньше чем расстояние межосевых передач. Редуктор соосный цилиндрический имеет прямой угол подведения валов. Основным преимуществом является малая нагрузка на быстроходный вал, что позволяет значительно увеличить мощность и КПД устройства. Недостатком является более сложная конструкция редуктора, особенно быстроходного вала.

Видео:Двухступенчатый цилиндрический редуктор с прямозубо шевронным зацеплениемСкачать

Сфера применения цилиндрических редукторов

Благодаря своим высоким техническим и эксплуатационным характеристикам цилиндрические редукторы широко применяются в различных сферах деятельности, особенно в машиностроении и автомобилестроении. Данный тип устройств применяется в различном промышленном оборудовании — кранах, мешалках, станках, экструдерах и мн. других машинах и механизмах. Ограничением для применения устройств является необходимость в плавном ходе машин и механизмов, а также малые размеры при большом передаточном числе ступеней.

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

Особенности цилиндрических редукторов

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

Видео:Цилиндрические редукторыСкачать

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:1 этап компоновки цилиндрического редуктораСкачать

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:Коническо-цилиндрический редукторСкачать

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:Изучение двухступенчатого цилиндрического редуктора. Детали машин.Скачать

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:II этап компоновки цилиндрического редуктораСкачать

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:Цилиндрический редуктор Ц2У-400Скачать

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.

Читайте также: Открывание дверей в теплице электромотором через редуктор

Видео:Обзор цилиндрического редуктора РЦД-400 (Видео №103)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 двуступенчатыйСкачать

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

Цилиндрический редуктор: обзор разновидностей и принципа работы

Создание двигателей внутреннего сгорания привело к резкому возрастанию количества и многообразия, разработанных инженерами механизмов, обеспечивающих преобразование крутящего момента, соответствующего некоторой скорости вращения, в крутящий момент с другой скоростью. В результате было создано такое устройство, как редуктор, и в том числе одна из его разновидностей — цилиндрический редуктор, который сегодня является очень популярным механизмом в машиностроении. При этом редуктор, позволяющий ступенчато изменять передаточное число получил название коробки передач.

Видео:Редуктор цилиндрический двухступенчатыйСкачать

Назначение и устройство цилиндрического редуктора

Применение этого механического агрегата в автомобилях позволяет передавать мощность с вала двигателя другим вращающимся элементам с очень высоким КПД, достигающим в зависимости от конструкции 95—98 %.

При его работе используется механическая система, называемая цилиндрической передачей из-за того, что с ее помощью вращение может передаваться от одного вала к другому, только если эти валы соосны или параллельны друг другу.

Видео:Цилиндрические редукторы от завода-изготовителя в РФСкачать

Виды цилиндрических редукторов

• от типа корпусов;
• от способа охлаждения;
• от вида используемых подшипников;
• от скорости вращения;
• от значения передаточного числа;
• от величины передаваемой мощности.

Кроме того, цилиндрические редукторы в зависимости от вида входящих в них зубчатых колес могут быть:

• прямозубыми;
• косозубыми;
• кривозубыми;
• шевронными;
• комбинированными.

Более подробно типы зубчатых передач, которые может иметь редуктор цилиндрический одноступенчатый (или многоступенчатый), изложены в ГОСТе 16531-83. В нем дается подробное описание всех возможных видов зубчатых колес, которые может содержать конструкция цилиндрического редуктора.

Видео:Чтение сборочного чертежа редуктора. Чтение чертежейСкачать

Достоинства и недостатки передач в зависимости от типа зубьев

А. Колеса прямозубые

Это наиболее распространенная разновидность зубчатых колес. Их зубья располагаются в плоскостях перпендикулярных по отношению оси вращения, а линия соприкосновения зубьев у шестерни проходит, наоборот, параллельно этой оси. Колеса с прямыми зубьями обладают наименьшей стоимостью, но они обеспечивают крутящий момент, максимальное значение которого немного меньше, чем могут создавать косозубые или шевронные. Кроме того, шестерни с такими зубьями больше шумят, чем шестерни с более сложными по форме зубьями.

Б. Косозубые и кривозубые колеса

Они представляют собой усовершенствованный вариант прямозубой шестерни. У них зубья расположены, если сравнивать с прямыми зубьями, под наклоном (или по кривой линии, в случае кривозубых колес), образуя подобие винтовой линии.

Преимущества

Зацепление колес происходит менее шумно, более эффективно и плавно, если сравнивать со случаем, когда используется прямозубый вариант шестерни. Площадь соприкосновения также больше, чем у прямозубой передачи, поэтому и значение максимального передаваемого момента также повышено.

Недостатки

Во время работы косозубого/кривозубого колеса появляется механическое усилие, сдвигающее его по оси, поэтому вал должен устанавливаться только с применением упорных подшипников, для предотвращения его горизонтального смещения. Увеличение площади соприкосновения зубьев ведет также к возрастанию силы трения между зубьями, что в свою очередь является причиной появления дополнительных потерь мощности и нагрева цилиндрического редуктора, а также снижения его кпд. Для уменьшения указанных негативных явлений и их компенсации требуется применение специальных смазочных материалов. Косозубые/кривозубые колеса применяют в основном там, где требуется передача значительных крутящих моментов особенно, если вал вращается с очень большой скоростью, и есть ограничения по степени шумности, которую создает соосный цилиндрический редуктор.

В. Шевронные колеса

Изобретение этих колес нередко приписывают французскому предпринимателю Ситроену, хотя он просто смог во время оценить и выкупить права на соответствующий патент у польского малоизвестного сегодня механика-самоучки. Зубья шевронных колес, если смотреть на них сверху, похожи по форме на английскую букву «V». Они могут выполняться либо как цельные детали, либо получаться за счет стыковки пары колес косозубого типа.

Применение шевронных колес позволяет решить проблему возникновения на валу осевой силы, так как направленные в разные стороны усилия, действующие на обе части таких колес компенсируют взаимно друг друга. В результате отпадает необходимость в упорных подшипниках, так как передача с использованием шевронных колес является самоустанавливающейся и не имеющей тенденции к появлению осевых сдвигов. Поэтому сборка цилиндрического редуктора, оснащенного шевронными колесами, выполняется с креплением одного из валов с помощью плавающих опор (например, с использованием подшипников с цилиндрическими роликами).

Что дает наличие у редуктора нескольких ступеней передачи?

В зависимости от количества ступеней цилиндрический зубчатый редуктор называется:

• одноступенчатым;
• двухступенчатым;
• трёхступенчатым;
• многоступенчатым.

От количества передач (ступеней), которые имеет цилиндрический редуктор, зависит и передаточное число, существующее у него.

Например, у одноступенчатого цилиндрического редуктора оно, как правило, находится в диапазоне 1,5—10, у редуктора цилиндрического двухступенчатого — в пределах 10—60. А трёхступенчатые редукторы цилиндрические обеспечивают коэффициент редукции 60—400.

Видео:редуктор цилиндрический ц2уСкачать

Корпуса редукторов

Цилиндрический редуктор при его серийном производстве снабжается, как правило, литым корпусом стандартизованного размера с использованием литейного чугуна или литейных сталей. Спецификация на эти материалы приведена в соответствующих регламентирующих отраслевых документах и ГОСТ. В тех случаях, когда требуется получить конструкцию небольшого веса, применяют корпуса из легких сплавов.

При штучном производстве чаще всего используют корпуса сварные, что позволяет реализовывать конструктивные решения, расчет и проектирование которых проводились по индивидуальному заказу.

На корпусах редукторов, как правило, имеются места для крепления в виде «ушей» и/или «лап», с помощью которых их можно передвигать и крепить по месту установки, используя сборочный чертеж на автомобиль. На выходной части валов устанавливают уплотнения для того, чтобы исключить вытекание масла. С внешней стороны корпуса редукторов могут иметь дополнительные конструкционные элементы, препятствующие увеличению внутреннего давления редуктора, которое может возникать при его нагреве в процессе работы.

Типы смазочных масел для редукторов

Заводами-изготовителями, осуществляющими расчет, проектирование и изготовление редукторов, также и рекомендуются конкретные типы смазочных масел, которые назначаются разными для разных типов этих агрегатов. Например, цилиндровое масло 11, выпускаемое по ГОСТу 1841—51, должно применяться для смазки таких редукторов, как РМ-260 или РМ-400, а масло индустриальное 50, изготавливаемое по ГОСТу 1707—51, — для редукторов типа РМ-500, РМ-750, РМ-1000.

Компоновка цилиндрического редуктора

Ее особенности определяются тремя факторами:

• набором и видом деталей (ими являются валы и шестерни);
• размерами агрегата;
• вариантами исполнения примененных в редукторе цилиндрических передач.

Цилиндрические передачи по типу исполнения могут быть:

Развернутая схема применяется, если межосевое расстояние менее 80 см. Редукторы, изготовленные в соответствии с этой схемой, обладают удлиненной формой, что вызывает перерасход металла почти на 20 % в сравнении с редукторами, расчет которых производился по раздвоенной схеме.

Раздвоенную схему используют при расчете как тихоходной, так быстроходной ступеней редукции. Но более рациональным будет ее использование во втором случае реализации, так как в этом случае можно выполнить проектирование промежуточного вала в виде плавающего вала и «вала-шестерни». При этом раздвоенная схема благодаря возможности применения косозубых передач может получить свойства шевронной передачи.

В соосной схеме расчет и проектирование кинематической схемы ведут исходя из предположения соосности обоих валов: и выходного вала, и входного. Такие редукторы обладают габаритами и массой близкими по значению к аналогичным параметрам редукторов, расчет которых и проектирование был произведен по развернутой схемой. Они работают в условиях, когда быстроходная ступень оказывается недонагруженной при перегруженной тихоходной ступни.

И в заключение нужно отметить, что срок службы редуктора зависит:

• от правильности расчетов нагрузки, которые должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТов;
• от своевременности проведения профилактических мероприятий;
• от степени регулярности замены масла.

Грамотное обслуживание редуктора, особенно такого, как редуктор цилиндрический трехступенчатый, продлит время его работоспособности и сократит финансовые расходы на его ремонт, а покупка нового редуктора не станет обязательной мерой поддержания автомобиля в исправном состоянии даже при длительном сроке его эксплуатации.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chto-takoe-tsilindricheskogo-pryamozubogo-reduktora