Недавно европеец Оскар Ван Девентер напечатал на 3D-принтере редуктор с экстремально высоким передаточным числом — 11373076. В этом механизме изобретатель соединил два планетарных редуктора. При увеличении количества зубцов шестеренок, использованных в механизме, передаточное число можно увеличить и до 1141624705. Чем такой редуктор может быть полезен, Ван Девентер не объяснил, рассказав только, что при его помощи обычной стоматологической бормашиной можно сдвинуть локомотив. Правда, с очень небольшой скоростью. Вдохновившись разработкой европейца мы решили разобраться в основных типах механических редукторов.
Редуктор представляет собой механизм, позволяющий передавать и преобразовывать крутящий момент с одного вала на другой. Если такой механизм преобразует высокую угловую скорость ведущего вала в более низкую ведомого, его называют демультипликатором, а если наоборот — мультипликатором. Впрочем, так сложилось, что термин демультипликатор используется крайне редко, а устройство, понижающее угловую скорость, называют просто редуктором. В зависимости от типа такой механизм может состоять из нескольких типов шестерен, червяков и валов.
Основными характеристиками редукторов являются передаваемая мощность, угловые скорости и количество валов, а также передаточное число. Любые редукторы уменьшают передаваемую мощность за счет потерь на механическую передачу крутящего момента — из-за трения, массивности конструкции, нагрузок на валах. Угловые скорости на ведущем валу и ведомом могут различаться в десятки, сотни и тысяч раз благодаря передаточному числу редуктора.
Передаточным числом называется соотношение количества зубьев шестеренки на ведущем валу к их числу у шестеренки на ведомом. Оно записывается целым или дробным числом и фактически обозначает, сколько именно раз должен провернуться ведущий вал, чтобы ведомый совершил один полный оборот. В случае с редуктором Ван Девентера, ведущий вал необходимо повернуть 11 миллионов 373 тысячи 76 раз. Только тогда ведомый вал совершит один полный оборот.
В целом редукторы позволяют увеличить усилие на ведомом валу, при этом потратив часть мощности на ведущем и уменьшив скорость вращения. Эту особенность используют тогда, когда необходимо работать с большими нагрузками, например, при помощи относительно маломощного мотора приводить в движение большой по массе транспорт. Например, двигатель седельного тягача КамАЗ-65225 мощностью 400 лошадиных сил может через коробку передач (многоступенчатая разновидность редуктора) сдвигать автопоезд полной массой до 75 тонн.
Сегодня редукторы используются во многих отраслях: на автомобилях, в самолетах и вертолетах, в поездах, станках, велосипедах, то есть везде, где нужно передавать вращательный момент с одного агрегата на другой. Механизмы, позволяющие передавать крутящий момент с одного вала на другой, принято делить на пять наиболее распространенных основных классов: цилиндрические, конические, червячные, планетарные и комбинированные. В последних могут сочетаться несколько типов редукторов.
Иллюстрация: Чабанный Александр / edu.ascon.ru
Цилиндрический редуктор представляет собой механизм, в котором ведущий вал и ведомый находятся в параллельных плоскостях. Передача в них осуществляется с большей шестеренки с прямыми или косыми зубцами на меньшую, по своей форме напоминающую цилиндр. Такие редукторы делятся на несколько подтипов: вертикальные (валы находятся друг над другом) и горизонтальные. Цилиндрические редукторы бывают одно-, двух-, трех- и четырехступенчатыми в зависимости от количества шестерен, установленных между ведущим и ведомым валами.
Цилиндрические редукторы имеют очень высокий коэффициент полезного действия, который может достигать 98 процентов, то есть потеря мощности при передаче вращательного момента с одного вала на другой будет относительно небольшой. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия в цилиндрических редукторах практически отсутствует эффект рассеивания передаваемой энергии, а значит рабочие элементы редуктора практически не нагреваются.
Такие механизмы используются преимущественно в различных металлорежущих станках, станках для обработки древесины, измельчителях и бетономешалках, на мельницах. Цилиндрические редукторы малочувствительны к рывковым нагрузкам, выдерживают большое количество пусков и остановок. При этом они лишены самоторможения, то есть, приложив определенное усилие на ведомый вал, можно провернуть ведущий. При этом конструкция таких редукторов достаточно шумная, а сами они обладают низким передаточным числом.
Иллюстрация: Manuel Neuer / grabcad.com
Конический редуктор используется для передачи вращательного момента с ведущего вала на ведомый в случае, если плоскости их осей пересекаются. В них используются конические шестеренки. Такие механизмы имеют меньшую надежность по сравнению с цилиндрическими, но обладают довольно высоким коэффициентом полезного действия, который может достигать 95 процентов. Благодаря конической конструкции шестерен таких редукторов, они могут иметь несколько выходных валов, оси вращения которых, например, можно расположить в виде креста.
В современных конических редукторах как правило используется колесное соединение — внутри них на концах валов установлены конические шестеренки, которые своими конусами опираются на другую шестеренку. Плоскость последней находится в одной плоскости с плоскостями осей валов. В этом случае, если колесное соединение одно, ведомый и ведущий валы будут вращаться в одном направлении. Конические редукторы нередко используются для изменения направления передачи.
Читайте также: Редуктор гбо для уаз патриот
Как правило диапазон передаточных чисел в конических редукторах составляет от одного до пяти, но углы наклона оси ведомого вала к ведущему могут быть самыми разнообразными. Такие механизмы, как и цилиндрические, чаще всего используются в различных станках, например, сверлильных. Как и цилиндрические, конические редукторы обратимы, то есть вращая их ведомый вал, можно провернуть ведущий. Однако, из-за особенностей своей конструкции, конические редукторы могут иногда заедать.
Иллюстрация: Исаков Сергей / edu.ascon.ru
Червячные редукторы получили название от типа используемой в них передачи. В самом простом исполнении эти механизмы состоят из червячного колеса (шестеренки с косыми зубцами) и самого червяка. Последний представляет собой цилиндр с нанесенной на него резбой, которая при вращении напоминает червяка. В таком редукторе ведущий вал приводит в движение червяка, резьба которого сдвигает косые зубья червячного колеса, заставляя его вращаться.
Редукторы с червячной передачей придумали как альтернативу механизмам с обыкновенной зубчатой передачей, например, цилиндрическим. Они обладают гораздо меньшими размерами, но имеют большее передаточное число. Например, при двухзаходном червяке (имеет две параллельных резьбы) и червячном колесе с сотней зубьев передаточное число составит 50. Это означает, что ведущий вал должен будет совершить 50 полных оборотов, чтобы ведомый вал повернулся один раз.
Червячные редукторы имеют очень высокий коэффициент самоторможения. Это означает, что приложив усилие к ведомому валу провернуть ведущий скорее всего не удастся. Кроме того, червячные редукторы имеют относительно невысокий коэффициент полезного действия (от 70 до 92 процентов) и крайне чувствительны к смазке. Их используют для передачи малой мощности в условиях, когда нет достаточного места для размещения цилиндрического или конического редукторов. Чаще всего червячные редукторы используют для привода конвейеров или ворот.
Иллюстрация: Филимонов Илья / edu.ascon.ru
Планетарный редуктор — это уже более сложное механическое устройство, получившее свое название из-за способа размещения ведущей, передаточных и ведомой шестерен. Механизм состоит из солнечной шестерни, расположенной в центре конструкции, сателлитов (меньших шестеренок) и эпицикла (коронной шестерни), расположенной на периферии. Вращение коронной шестерни осуществляется солнечной через сателлиты. Последние механически соединяются водилом, кольцом со штырями, на которые и крепятся сателлиты.
Особенностью планетарного редуктора является то, что вращение можно подводить к любому из его элементов и снимать с любого другого. При этом третий элемент необходимо остановить. Например, вращение можно подвести к одному из сателлитов, а снимать его с коронной шестерни. В этом случае солнечная шестерня должна быть неподвижной. При подведении вращения к солнечной шестерне и снятия его с коронной в редукторе неподвижным остается водило. В некоторых редукторах водила нет.
Благодаря изменению схемы подвода и снятия вращения можно не меняя сам редуктор изменять его передаточные числа в очень широком диапазоне. Именно по этой причине, планетарные редукторы, пожалуй, могут иметь наибольшие передаточные числа среди таких механизмов других классов. Коэффициент самоторможения у планетарных редукторов зависит от их передаточного числа, но при вращении ведомого вала все же можно добиться и вращения ведущего.
Планетарные редукторы коробки переключения передач во втулке заднего колеса велосипеда.
Видео:Покупать шестерёнчатый редуктор или нетСкачать
Как выбрать редуктор для мотоблока: какие бывают и какие лучше брать
Цепной редуктор – один из самых популярных видов, для применения в мотоблоке. Как его сделать своими руками, и по каким критериям производится расчёт.
Редуктор представляет собой неотъемлемую часть мотоблоков, культиваторов и прочей садовой техники. Это сложный механизм, который является передаточным звеном, что расположено промеж устройствами вращения электрического двигателя или двигателя внутреннего сгорания к конечному рабочему агрегату. Из главных показателей, которыми обладает цепной редуктор, можно выделить:
- Передаваемую мощность;
- Коэффициент полезного действия;
- Число ведущих и ведомых валов вращения.
На вращательные устройства крепят зубчатые передачи, что передают, понижают и регулирует движение привода цепного конвейера.
Видео:Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать
Что такое редуктор
Прежде, чем решить купить редуктор для мотоблока (иногда его еще называют преобразователем), надо понять, что это. Это механизм, приводящий мотокультиватор в движение. Благодаря ему и осуществляется преобразование крутящего момента в движущую силу. Это происходит посредством набора колес зубчатого типа, расположенных в прочном корпусе из металла.
Габариты редуктора зависят от размеров мотокультиватора. Иногда корпус влияет на то, сколько прослужит мотоблок. При выборе аппарата надо обращать внимание на качество комплектующих.
Видео:Редуктор. Устройство. Конструкция. Виды и типы редукторовСкачать
Применение зубчатых передач
Сфера применения редукторов широка — от мини-приводов в медицинской технике до силовых установок заводского значения. Они нашли место в сельском хозяйстве, металлургии, угольной промышленности, машиностроении, в судоходстве и автомобилях. Шестеренчатые редукторы эксплуатируются в разных климатических условиях — в помещениях, на улице, в жаре, холоде и даже в арктических условиях.
Читайте также: We 160 продам редуктор
Применение зубчатых систем обусловлено не только возможностью сменить направление движения вала. При помощи шестерней увеличивается и уменьшается скорость вращения, изменяется (чаще увеличивается) крутящий момент на валу.
С учетом типа передачи, которая используется в редукторе, устройства бывают различных видов. Аппараты нашли свое применение в разных сферах жизни.
Цепной
Название оборудования произошло от его конструкции – передающим элементом является цепь. В одном аппарате их может быть несколько. Эта система передачи тяги посредством шестеренок и цепи, заключенная в корпус из металла, простота и надежна. Большая часть легких и средних культиваторов оснащены таким цепным преобразователем, потому что он дешевый и прост в эксплуатации. Принцип его работы напоминает велосипед.
Цепной редуктор к мотоблоку почти не гасит обороты двигателя, поэтому скорость вращения высокая – не менее 140 оборотов в минуту. Этот показатель очень большой, поэтому почва перемалывается в пух, становится сильно плотной и не обогащается кислородом. Единственный выход из такого положения – использование фрез и навесного оборудования меньшего диаметра.
С реверсом
Редуктор для культиватора с реверсом часто используется, поскольку тогда техника обладает возможностью заднего хода. При таких условиях муфту обратного вращения монтируют шестернями конического типа, размещенных на главном валу.
Но существует у такой системы недостаток – она не работает на большой скорости. Поэтому во время работы придется запастись терпением.
Ременный
Самые простые редукторы из представленных на рынке относятся к ременному типу. Зачастую, такой системой оснащены недорогие модели преобразователей. Ремень — передающий элемент, крепят который на шкивы. В случае больших нагрузок ремень проскальзывает либо рвется.
Чтобы исключить проскальзывание, надо установить зубчатые шкивы и такой же ремень.
Благодаря ременным установкам происходит снижение пагубного воздействия на силовую установку, поскольку рывки уменьшаются. Они отличаются простой конструкцией и ремонтом.
Но у такого редуктора есть и недостатки:
- высокие температуры приводят к растягиванию ремня. Поэтому снижается сцепления;
- быстрый износ;
- при перегибах или скрутке ременная передача разрывается;
- если увеличить обороты, то ремень начнет проскальзывать;
- расположение шкивов должно быть в одной плоскости.
Но, невзирая на такой перечень минусов, ременная система популярна.
Шестеренчатый
Такие редукторы самые надежные. Они производительны и могут работать долго в условиях повышенной нагрузки. Благодаря таким качествам мотоблок с шестеренчатым редуктором применяется в коммерческой деятельности или для облегчения работы в фермерском хозяйстве.
Конструкция выглядит так: набор шестеренок и валов, спрятанных в прочном корпусе. Такая система стандартная для тяжелых мотоблоков, особенно оснащенных валом отбора мощности. При использовании шестеренчатого редуктора важно помнить, что надо постоянно контролировать уровень масла в коробке. В противном случае можно столкнуться с быстрым износом шестеренок.
К преимуществам такого преобразователя относят:
- высокая производительность;
- надежность;
- применение с ВОМ;
- правильная скорость движения;
- возможность совмещать с любым видом прицепного или навесного оборудования.
Среди недостатков выделить можно сложное устройство, поэтому без навыков починить не получится. Кроме этого, аппарат дорогой и шумный.
Шестеренчато-цепной редуктор
Популярный вид редуктора, который устанавливают на большую часть мотоблоков и культиваторов. Такое решение — что-то средним между бюджетным и простым в применении цепным и надежным шестеренчатым аппаратом. Подобное оборудование зачастую оснащено коробкой передач, поэтому выбрать можно нужную скорость движения.
При монтаже шестеренчато-цепного редуктора на мотоблок или культиватор применение их возможно по полной программе, с разными видами прицепных и навесных устройств. Ими можно будет вспахать целину или обработать сельскохозяйственные угодья большой площадью. Возить тяжелые грузы тоже допустимо и при этом не переживать, что машина выйдет из строя.
К сильным сторонам такого преобразователя относят:
- лучшее соотношение параметров «цена-качество»;
- высокая производительность;
- надежность;
- возможность применять с навесными и прицепными оборудованиями;
- тихая работа.
Видео:Шестерёнчатый РРСкачать
Червячный
С таким редуктором лучше не использовать навесное оборудование, работать только на фрезах. Такой тип редуктора подходит для мотоблоков, которые будут работать на небольших площадях, где почва уже была ранее обработана.
- Высокий КПД из-за отсутствия ременных приводов.
- Этот тип редуктора является самым доступным по цене.
- Компактность.
- Высокие пиковые нагрузки являются причиной того, что навесное оборудование невозможно использовать.
- Недолгий срок службы.
- Сомнительная надежность.
Надежные червячные пары из качественного металла встречаются в импортных культиваторах, но и стоит это дорого. Большая нагрузка может привести к перегреву, срезанию зубцов на шестеренке и повреждению червяка. Червячный редуктор подходит для небольших и заранее подготовленных участков.
Читайте также: Ремонт редуктора в одинцово
Видео:Редуктор Шестерёнчатый 1:10Скачать
Правила выбора
Преобразователь для мотоблока можно изготовить своими руками, но если нет навыков в этом вопросе, то лучше купить его. На рынке есть качественные модификации, цена которых меняется с учетом различных параметров.
На ценовой фактор могут повлиять:
- Качество материалов для комплектующих.
- Количество опций, которые выполняет редуктор.
- Производитель.
- Наличие или отсутствие реверса.
- Мощность. При выборе отдавать предпочтение нужно не большой мощности, а характеристикам машины, т.к. возможности редуктора и двигателя должны совпадать.
- Конструкция.
- Срок работы. Если подобрать правильно технику, то она прослужит 7-15 лет, что зависит от типа передачи.
Для небольшой машины в трансмиссии часто используют центробежное сцепление. Его суть в том, чтобы движение не начиналось при запуске и прогреве движка. Это удобно, потому что в зимних регионах нельзя без подготовки тронуться с места или начать работу.
Двигатели без центробежного сцепления более доступные, поэтому каждый выбирает самостоятельно, что ему важнее.
При покупке преобразователя помнить надо и о параметрах двигателя. Перед выбором редуктора нужно подумать о масле, которое в него будут заливать. Оно имеет значение, потому гарантирует эффективную и бесперебойную работу.
Кроме перечисленного, на выбор преобразователя могут повлиять:
- климат. Если ТС будет использовано в северных районах, то выбрать лучше те средства, которые не замерзают при понижении температуры. В южных областях это нецелесообразно;
- нагрузка. В случае с тяжелой почвой или целины, нагрузка на мотоблок будет повышенная. Иными словами, трение между деталями увеличится, что приведет к усилению вращательного момента. В таких условиях можно увеличить срок службы деталей, если подбирать смазочную жидкость, которая учитывает это;
- сальники. Если они будут некачественными, то протечки масла не избежать. В результате его остатки при перегревании будут кипеть, что приведет к заклиниванию компонентов.
Кроме этого, надо покупать продукцию такого производителя, у которого есть филиалы в вашем регионе. Это важно, т.к. детали в случае износа, надо менять на аналогичные.
Видео:Реверс-редуктор шестеренчатый. Почему ломает зубцы шестерней?Скачать
Процесс сборки
Будет лучше начать делать самодельный редуктор с установки ведущей звезды первой ступени редуктора на выходной вал. Крепить звезду можно по-разному, в каждой конструкции индивидуально. Можно зафиксировать шпонкой, фланцем, а также точечной сваркой. Сборка ведомого вала производится при помощи 2 полуосей. На их концах требуется наличие ответных фланцев. Между фланцами, на своё место нужно установить ведомую звёздочку 2 ступени, после чего можно собирать полуоси в целую конструкцию, используя соединение болтом.
Чтобы организовать защиту цепной передачи, блок 2 степени редуктора ограждают защитным корпусом. Помимо защитной функции, он выполняет функцию резервуара, в котором находится жидкость. Она способна обеспечивать плавную работу и способствовать снижению износа деталей при трении.
В корпусе нужно предусмотреть наличие соосных посадочных гнёзд, куда происходит установка подшипников, что служат валовой опорой. Чтобы установить ведомый вал, требуются обычные шарикоподшипники, имеющие цилиндрический корпус.
За счёт конструктивной особенности, эксцентрик способен изменять местоположение на угол в гнезде, до 15°. Вместе с ним меняется и расположение ведущего редукторного вала, что позволяет производить регулировку величины натяжки цепи.
При работе механизма соблюдается такой расчет, что зубцы ведомой звёзды 2 ступени погружаются в находящееся в ёмкости масло, чтобы получилась смазка. За счёт вращения, смазка равномерно распределяется по всем узлам передачи цепи.
Можно создать герметизацию кожуха. Для этого требуется установить на подшипниковые посадочные места и на разъёмную линию корпуса, стандартные герметизирующие прокладки и сальники. Подбираются они без особого труда, потому что все размеры в конструкции имеют стандарты.
Чтобы сделанный редуктор своими руками имел герметичный корпус, придётся приложить больше усилий. Когда используется нестандартные изделия или оболочки устаревших типов, то найти на них уплотнители будет сложнее. Для этих целей можно применять специальные маслостойкие герметики.
Видео:Шестерёнчатый редуктор для мотобуксировщикаСкачать
Особенности цилиндрического устройства
Цилиндрический шестеренчатый редуктор — самый распространенный тип, используемый в машиностроении, металлургии и сельском хозяйстве. Прямо- и косозубые цилиндрические передачи конструктивно просты и надежны, удобны в эксплуатации. Его конструкция при необходимости усложняется, становясь реверсивной — для использования в автомобилях или садовой технике.
Цилиндрическая прямозубая передача обладает эффективностью в 98-99 % КПД и низким тепловыделением. При этом шестерни способны передавать большие мощности на целевой узел механизма.
Цилиндрические редукторы выпускаются как для промышленности, так и для частных целей. Можно купить отдельно продающийся редуктор и использовать его на любом самодельном устройстве.
Недостатком шестеренчатого цилиндрического устройства является сложность обслуживания в сравнении с цепными передачами той же мощности и высокий шум при работе.
- 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
🎦 Видео
Шестеренный насос - устройство, принцип работы, применениеСкачать
РАБОТА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА. Анимация. Детали машин.Скачать
Надёжен ли китайский шестерёнчатый редуктор? Мотоблок Forza 105, Brait 135, разборка и сборка!Скачать
Редуктор МОТОБЛОКА. Рейтинг по надежности. Какой лучше выбрать?Скачать
РЕДУКТОРА ДЛЯ САМОДЕЛОК С МОТОРОМ ОТ БЕНЗОКОСЫ.Скачать
КАК ТАКОЕ ВОЗМОЖНО? Почему шумит редуктор китайского мотоблока Forza ECO 7 л.с. ФорзаСкачать
Редуктора для мотоблоков и культиваторов - обзор.Скачать
Редуктор для мотоблока из чугуна - обзор.Скачать
Редуктор для мотоблока с дисковым сцеплением - обзор.Скачать
реверс редуктор + мотобуксировщикСкачать
Редуктор мотоблока. Регулировка зазоров (устранение шума) между коническими шестернями.Скачать
Вскрыли шестеренчатый реверс - редуктор после двух сезонов эксплуатации | Что с ним стало?Скачать
Червячные редукторы. Применения червячных редукторов и как правильно их подобратьСкачать
