Формулы для расчетов для редукторов

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.

Видео:6.2 Кинематический расчет приводаСкачать

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.

Видео:Кинематический и силовой расчёт привода (общая методика расчёта). Ч.1Скачать

Передаточное число

Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

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

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.

Видео:9.1 Расчет валов приводаСкачать

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:

• 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 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:

• 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.

Расчет времени включения осуществляется так:

• T – это период эксплуатации, взятый в минутах за час работы по среднему показателю.
• Результат определяют в процентах.

Важное условие: полученный момент не должен превышать номинального крутящего момента. Последний указан в паспорте (технические характеристики червячного редуктора). Это необходимо для продолжительной работы валов механизма (во избежание разницы между нагрузками, прикладываемыми де-факто, и предусмотренными в паспорте).

Видео:Расчет планетарной зубчатой передачиСкачать

Где купить червячный редуктор

Если вы планируете купить червячный редуктор на долгосрочную перспективу по обоснованной цене, нам есть что вам предложить. ПТЦ «Привод» много лет занимается поставками данной техники по всей России и в страны СНГ.

Мы предлагаем только высоконадежные качественные агрегаты по эффективной цене производителя с гарантиями долгосрочной службы. Осуществляем полное сопровождение заказа – от помощи в построении системы требований до выбора червячного редуктора, соответствующего заявленным условиям работы.

Видео:Кинематика планетарного механизмаСкачать

Мощность привода

Правильно рассчитанная мощность привода помогает преодолевать механическое сопротивление трения, возникающее при прямолинейных и вращательных движениях.

Элементарная формула расчета мощности – вычисление соотношения силы к скорости.

При вращательных движениях мощность вычисляется как соотношение крутящего момента к числу оборотов в минуту:

где
M – крутящий момент;
N – количество оборотов/мин.

Выходная мощность вычисляется по формуле:

где
P – мощность;
Sf – сервис-фактор (эксплуатационный коэффициент).

ВАЖНО!
Значение входной мощности всегда должно быть выше значения выходной мощности, что оправдано потерями при зацеплении:

Нельзя делать расчеты, используя приблизительное значение входной мощности, так как КПД могут существенно отличаться.

Как рассчитать передаточное число редуктора

Видео:Изучение двухступенчатого цилиндрического редуктора. Детали машин.Скачать

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.

Видео:Двухрядный планетарный редуктор 1:36 / Double Row Planetary Gearbox 1:36Скачать

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.

Видео:5 режимов работы планетарной передачи дифференциального механизмаСкачать

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.

Видео:Кратко о передаточном числе в зубчатой передаче.Скачать

Расчет редукторов

Видео:Редуктор увеличивает крутящий моментСкачать

Расчет редуктора

Надежность редуктора и его срок службы определяется тем, насколько верный выбор Вы сделали при покупке оборудования. Поломка редуктора, его неправильное функционирование и, как следствие, дополнительные финансовые затраты – всё это может указывать на различные ошибки, которые были допущены при расчете редуктора. Кроме того, у верно подобранного редуктора срок службы значительно выше: для редукторов цилиндрического типа он составляет 10-15 лет, а для червячных – 7-9 лет. Следовательно, наиболее рациональное решение при выборе подобного оборудования – доверить расчет редуктора высококвалифицированным специалистам, которые не забудут учесть такие факторы, как степень допустимого нагрева или температурные условия эксплуатации редуктора. Наши сотрудники с удовольствием помогут Вам сделать правильный выбор и подобрать подходящий под конкретные цели редуктор. Для этого Вы можете воспользоваться функцией онлайн-консультации, заказать бесплатный звонок или оставить заявку на почте info@saluteh.by. Получите профессиональную консультацию от наших специалистов тем способом, которым Вам удобно!

Можно выделить три основных шага при расчете редуктора. Необходимо:

1. Выбрать тип редуктора;
2. Выбрать типоразмер редуктора и требуемые характеристики;
3. Произвести проверку всех проделанных расчетов.

Видео:Пошаговое построение циклоидального редуктора / Step-by-step construction of a cycloidal reducerСкачать

Выбираем тип редуктора

Для того, чтобы определиться с типом редуктора, нужно рассмотреть пространственное расположение всех механизмов, которые присоединяются к редуктору, их места креплений и способы монтажа.

1. Цилиндрические редукторы:
   • Горизонтальный тип такого редуктора подходит для схем, в которых оси входного и выходного валов между собой параллельны и при этом находятся в одной плоскости (а именно, горизонтальной);
   • У вертикального цилиндрического типа оси редуктора должны располагаться в одной вертикальной плоскости;
   • Планетарный или соосный цилиндрический тип используется в том случае, если оси валов находятся в разных плоскостях, но при этом расположены на одной прямой.
2. Коническо-цилиндрические редукторы применяются только для тех схем, где оси валов находятся в одной плоскости (горизонтальной) и перпендикулярны друг другу.
3. Червячные редукторы:
   • Оси одноступенчатого червячного редуктора должны скрещиваться под прямым углом и лежать в разных плоскостях;
   • У двухступенчатого червячного редуктора оси валов пересекаются под прямым углом или параллельны друг другу, но при этом обязательно лежат в разных плоскостях.

Более того, в зависимости от области применения редуктора могут оказать влияние такие факторы, как:

• Громкость работы (самый «тихий» — червячный редуктор);
• КПД или коэффициент полезного действия (самые эффективные в плане работы считаются планетарные редукторы, в то время как у двухступенчатых червячных редукторов КПД самый низкий);
• Стоимость в относительном эквиваленте (планетарные редукторы считаются самыми недорогими).

Также, производя расчет червячного редуктора, следует учитывать тот факт, что его использование в большей мере оправдано при повторяющихся кратковременных режимах эксплуатации.

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

Определяем габариты редуктора

Прежде всего, нужно рассчитать передаточное число по формуле:

где n_вх – количество оборотов входного вала редуктора, об/мин, а n_вых — выходного вала.

Рекомендуется учитывать, что режим эксплуатации, при котором частота вращения вала редуктора на входе меньше 900 об/мин, обеспечивает его наиболее продолжительную безотказную работу.

Ниже представлена таблица, по которой необходимо определить тип редуктора в соответствии с полученным передаточным числом, округленным до целого значения.

После этого необходимо рассчитать крутящий момент вала на выходе. Для этого используется формула:

Здесь Т_треб – крутящий момент выходного вала, который требуется для выполнения редуктором своих функций; а К_реж – коэффициент используемого режима эксплуатации.

Используя значение мощности установки, можно найти Т_треб, если оно не задано технической спецификацией редуктора:

Т_треб= (Р х U х 9550 х КПД)/ n_вх (3)

Здесь Р – мощность установки, кВт; U – передаточное число, которое было рассчитано нами выше.

Для определения К_реж применяется несколько формул в зависимости от вида редуктора. Обычно используется следующая формула (например, для зубчатого редуктора):

При расчете червячного редуктора к формуле (4) добавляется коэффициент К_ч, который характеризует пространственную ориентацию червячной пары:

В формулах (4) и (5) применяются коэффициенты, взятые из таблиц, приведенных ниже:

• для коэффициента характеристик установки К₁

К первому типу оборудования относятся различные генераторы, центробежные насосы и компрессоры, вентиляторы и фильтрующие установки, винтовые и стреловые механизмы, а также конвейеры с равномерной нагрузкой.

Второй тип включает в себя лебедки и прочие подъемные механизмы, бетоносмесители, водоочистные устройства, различные резаки и дробилки, а также конвейеры с неравномерной нагрузкой.

Третий тип оборудования – это, прежде всего, пробойные прессы, компрессоры с одним цилиндром и лесопильные установки.

К последнему типу можно отнести различные установки и устройства, используемые для изготовления резинотехнических пластмасс, и смесительное оборудование.

для коэффициента, характеризующего длительность работы, К₂

F_вых – радиальная консольная нагрузка, определяемая для центра посадочной части выходного вала. Коэффициент К_реж рассчитан выше с помощью формул (4) и (5).

Видео:Передаточное число шестерен. Паразитные шестерниСкачать

Проверяем расчеты

Если все произведенные расчеты оказались верны, а подсчитанные нами значения сходятся, то должны выполняться три условия. Во-первых,

где Т_ном – номинальный крутящий момент, получаемый на выходном валу. Данное значение можно найти в техническом описании редуктора.

В данной формуле F_ном по аналогии берется из технической спецификации изделия, а F_{вых.расч} – из полученных нами значений (формула 6).

Р _{вх.расч} – это мощность электродвигателя, которая рассчитывается по формуле:

КПД редуктора зависит от его типа и количества ступеней. Таким образом, для редуктора цилиндрического типа с одной ступенью КПД будет равен 0,99, с двумя – 0,98, с тремя – 0,97, с четырьмя – 0,95. Одноступенчатый конический редуктор обладает КПД, равным 0,98, двухступенчатый – 0,97. Коэффициент полезного действия коническо-цилиндрического редуктора определяется умножением значений, приведенных для конического и цилиндрического редуктора по отдельности. КПД червячных редукторов можно посмотреть в техническом описании, при этом для каждого передаточного числа будет свое определенное значение.

🎥 Видео

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

3. Узлы зубчатых редукторов, опоры валов, расчетные схемы валов, корпуса, конструкции редукторовСкачать

2. Введение в технику конструирования и расчета валов редуктораСкачать

Ременная передача. Урок №3Скачать

Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать

Расчет и моделирование редуктора ВКУ-950.Скачать