Угловой редуктор с конической передачей

Существуют разные способы передать вращательное движение с одного вала на другой. В тех случаях, когда ведущий и ведомый вал по конструктивным особенностям должны находится перпендикулярно друг другу, используют конический редуктор. Данный механизм передает вращательное движение с вала на вал при помощи муфт или зубчатой передачи. При этом можно регулировать величину крутящего момента и угловую скорость посредством изменения величины муфт или зубчатых колес.

Видео:угловая передачаСкачать

Конструктивные особенности

Существует два типа конических редукторов:

Под узким типом редуктора подразумевается то, что ширина зубчатого колеса будет равна четверти внешнего конусного расстояния. Передаточные числа в диапазоне 3-5, а число зубьев у шестерни 20-23. У редукторов широкого типа ширина колеса варьируется в пределах от 0,3 до 0,4 внешнего конусного расстояния. Значения передаточных чисел будут 1-2,5, а количество зубьев шестерни от 25 до 28.

На рисунке ниже изображен чертеж конического редуктора, на котором видно, что зубчатые колеса соприкасаются под определенным углом. Валы установлены на однорядные роликовые подшипники и находятся в закрытом корпусе с крышкой. В большинстве случаев, материалом для корпуса служат сталь или чугун, но встречаются модели из легких сплавов. В конструкции используются шестерни конического типа, имеющие прямые или косые зубья. Использование радиальных подшипников позволяет выдерживать большие осевые нагрузки.

По типу исполнения, конические редукторы могут содержать одну или несколько ступеней, с увеличением которых будет задействовано большее количество валов и конических пар. Самыми распространенными на сегодняшний день являются редукторы конические одноступенчатые. Благодаря двухступенчатым и трехступенчатым агрегатам получается достичь требуемого вращающего момента и реверсивного движения.

В независимости от количества ступеней, вращение к редуктору от электродвигателя передается при помощи муфты, клиноременной или цепной передачи. На рисунке ниже изображена кинематическая схема одноступенчатого редуктора.

Смазка конической пары осуществляется при помощи масляной ванны. Одна из шестеренок частично погружена в масло и при вращении перемещает часть масла на другую шестерню, с которого масла вновь капает в ванну. Во время работы агрегата часть масла попадает на внутренние стенки корпуса, в которых находятся технологические отверстия. Через них масло попадает к подшипникам и смазывает их.

Видео:Угловые конические редукторы КОНИЧЕСКИЙ Т-ОБРАЗНЫЙ РЕДУКТОР 1:1 - 5:1 передаточные отношенияСкачать

Достоинства и недостатки

Конструкция конических редукторов схожа с цилиндрическими, поэтому достоинства и недостатки у них схожи. Основное достоинство конического редуктора заключается в расположении шестерней или муфт под углом. Это дает возможность передать вращение от ведущего вала к ведомому, находящемуся к первому под углом в 90 градусов.

Еще одним немаловажным достоинством такого устройства является невосприимчивость к переменным и кратковременным нагрузкам. За это они часто применяются в производственных процессах с частыми запусками.

Как было сказано выше, конические редукторы имеют схожее с цилиндрическими устройство, но есть свои недостатки. К ним относятся:

• более низкий КПД;
• заедание колес происходит чаще.

Несмотря на то, что КПД такого агрегата на 10% ниже и возможны случая заедания шестерней, конические редукторы пользуются большим спросом и нашли себе применение во многих сферах.

Видео:Угловые конические редукторы/Угловой редуктор с конической передачей/Конические угловые редукторыСкачать

Расчет конического редуктора

При проектировании конического редуктора необходимо определить его тип, размеры и технические характеристики исходя из требований и возможностей его эксплуатации на предприятии, а также экономичность его изготовления.

Далее будет описана последовательность расчета конического редуктора, для которого необходимо предварительно определить:

• крутящий момент;
• частоту вращения валов;
• планируемый срок работы.

Чтобы выполнить расчет потребуется специализированная литература, содержащая таблицы коэффициентов и значений, а также знание определенных формул.

Последовательность действий при расчете конического редуктора:

Определить передаточное число.

n_вх – частота вращения входного вала;

Для шестерни выходного вала:

1. Определить КПД.
   Стандартное значение 0,96

1. Произвести расчет мощности.
   Мощность на выходном валу: Т – крутящий момент.
   По таблицам следует выбрать электродвигатель с приближенной большей мощностью.

Определить твердость шестерней и материал. где d_эл— диаметр вала электродвигателя. Полученное число округлить в большую сторону кратно 10. Выбрать материал с подходящей твердостью и записать его пределы текучести и прочности.

Произвести расчет допускаемых напряжений.
Наибольшим нагрузкам при работе подвергается шестерня. Поэтому необходимо выяснить количество циклов нагружения на всем сроке эксплуатации механизма. Для этого определяем время его работы в часах: где L– срок работы агрегата; K_год– коэффициент загрузки в год; K_сут– коэффициент загрузки в сутки. Количество вращений шестерни: Допустимое значение контактной выносливости: где δ_H0 — предельное значение контактной выносливости в МПа; S_H – коэффициент запаса контактной прочности (равен 1,1); K_FH — коэффициент долговечности. Допустимое значение выносливости на изгиб: где δ_F0 — предельное значение выносливости на изгиб в МПа; S_F – коэффициент запаса прочности на изгиб (равен 1,75); K_FL — коэффициент долговечности.

Рассчитать предварительный делительный диаметр зубчатого колеса. Вычислить предварительный модуль. Полученный модуль уточнить по ГОСТу.

Найти внешнее конусное расстояние. Полученную ширину округлить в большую сторону до стандартного значения.

Определить высоту зубьев. Произвести расчет валов редуктора. где τ — допустимое значение касательного напряжения в МПа.

1. Выбрать по размеру диаметров валов тип и размеры подшипников.
2. Произвести расчет зубчатого колеса.
3. Произвести расчет размеров корпуса.

Добиться необходимой прочности стенок корпуса агрегата и его деталей можно при помощи дополнительных ребер жесткости. Рекомендуется по возможности использовать пластмассы и другие легкие материалы, если это позволяют делать конструктивные возможности механизма. В целях экономии при создании редуктора следует выбирать материалы с более дешевой стоимостью, при условии, что это никак не скажется на его дальнейшей работе.

Конические редукторы нашли широкое применение на производстве. Несмотря на небольшие недостатки, они часто применяются в станках, поворотных механизмах и машинах. Использование таких агрегатов позволяет передать вращение под углом в 90 градусов, а также сделать реверс.

Видео:Самодельный угловой редуктор 1/1Скачать

Справочная информация по выбору редуктора

Редукторы (латинского слова reductor) получили широкое распространение во всех отраслях промышленного и аграрного хозяйства, поэтому их производство с каждым годом увеличивается, появляются новые модификации, совершенствуются уже существующие модели.

Редуктор служит для снижения частоты вращения тихоходного вала и увеличения усилия на выходном валу. Редуктор может иметь одну или несколько ступеней, цель которых увеличение передаточного отношения. По типу механической передачи редукторы могут быть червячными, коническими, планетарными или цилиндрическими. Конструктивно редуктор выполнен как отдельное изделие, работающее в паре с электродвигателем и установленное с ним на одной раме.

Промышленностью сегодня выпускаются редукторы общего и специального назначения.
Редукторы общего назначения могут применяться во многих случаях и отвечают общим требованиям. Специальные же редукторы имеют нестандартные характеристики подходящие под определенные требования.

Видео:Угловой редуктор своими руками.Скачать

Классификация, основные параметры редукторов

В зависимости от типа зубчатой передачи редукторы бывают цилиндрические, конические, волновые, планетарные, глобоидные и червячные. Широко применяются комбинированные редукторы, состоящие из нескольких совмещенных в одном корпусе типов передач (цилиндро-конические, цилиндро-червячные и т.д.).

Конструктивно редукторы могут передавать вращение между перекрещивающимися, пересекающимися и параллельными валами.
Так, например цилиндрические редукторы позволяют передать вращение между параллельными валами, конические — между пересекающимися, а червячные — между пересекающимися валами.

Общее передаточное число может достигать до нескольких десятков тысяч, и зависит от количества ступеней в редукторе. Широкое применение нашли редукторы, состоящие из одной, двух или трех ступеней, при чем они могут, как описывалось выше, совмещать разные типы зубчатых передач.

Ниже представлены наиболее популярные виды редукторов, серийно выпускаемые промышленностью.

Видео:Универсальный угловой редуктор для мотоблокаСкачать

Цилиндрические редукторы

Цилиндрические редукторы являются самыми популярными в машиностроении. Они позволяют передавать достаточно большие мощности, при этом КПД достигает 95%. Вращение передается между параллельными или соосными валами. Передаваемая мощность зависит от типоразмера редуктора. В цилиндрических редукторах применяются передачи, состоящие из прямозубых, косозубых или шевронных зубчатых колес. Количество цилиндрических передач напрямую влияет на передаточное отношение. Например, одноступенчатый редуктор может иметь передаточное число 1,5 до 10, две ступени — от 10 до 60, а три ступени — от 60 до 400.

Кинематические схемы наиболее распространенных видов цилиндрических редукторов представлены на рисунке ниже:

А) — Простой одноступенчатый цилиндрический редуктор
Б) – Двухступенчатый редуктор цилиндрический с несимметричным расположением зубчатых колес
В) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор, входной вал быстроходной передачи изготовлен с двумя шестернями
Г) – Соосный цилиндрический редуктор
Д) — Соосный цилиндрический редуктор с симметричным расположением опор относительно тихоходной передачи
Е) — Соосный цилиндрический редуктор с шевронной быстроходной передачей
Ж) — Соосный цилиндрический редуктор с раздвоенной передачей
З) — Соосный цилиндрический редуктор с посаженными на быстроходный вал двумя косозубыми шестернями с противоположенным наклоном зубьев
И) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор с раздвоенной быстроходной и тихоходной передачей

Видео:Конические редукторы/Редуктор конический/конических редукторов/Конический редукторСкачать

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:Редуктор угловой - замена карданной передачейСкачать

Конические угловые редукторы общая информация

Редуктор является элементом машинного привода. Он решает задачу уменьшения количества оборотов ведомого вала вместе с увеличением вращающей силы (крутящего момента). В нем предусмотрено одну либо несколько ступеней, позволяющих увеличить силу передаточного действия.

По цели применения такие механизмы бывают:

Зависимо от типа механизма передачи различают:

• червячный тип – отличается простым исполнением и довольно невысокой стоимостью. Наиболее распространенными являются конструкции с цилиндрическими либо глобоидными червяками. Предусмотрено одну либо несколько передающих ступеней;
• конический тип – представляют собой отдельные изделия, которые работают на пару с электрическим двигателем (их и располагают на одной раме). Они способны передавать момент между валами, которые пересекаются либо и скрещиваются. Зубы конической формы в шестернях таких конструкций прямые или косые. Поскольку данная редукторная разновидность обладает плавным зацеплением, то выдерживает значительные нагрузки. Бывают со ступенями 1-3. Больше распространен цилиндро-конический тип, в котором показатель общего передаточного отношения может доходить до 315. Редукторные валы с быстрым и тихим ходом имеют горизонтальное либо вертикальное месторасположение. В зависимости от вида кинематических схем бывают развернутыми или соосными;
• планетарный тип – применяют в сфере тяжелого машиностроения. Это благодаря наличию ряда преимущественных особенностей в сравнении с другими типами. Они позволяют при малых габаритных размерах получить достаточно большие передаточные возможности. Конструкционно имеет вид планетарного механизма (поэтому они так и названы). Состоят из сателлитов, солнечных и кольцевых шестерней, водил;
• цилиндрический тип – считают самыми популярными в области машиностроения. С их помощью передаются довольно большие мощности с КПД около 95%. На уровень передаваемой мощности оказывает влияние редукторные типоразмеры. Вращение передают параллельные или соосные валы. Их передачи, от числа которых напрямую зависит передаточное отношение, включают прямозубые, косозубые или шевронные зубчатые колеса.

Видео:Изменение вращения углового редуктора.Скачать

Особенности конических редукторов

Конический угловой редуктор является механизмом, трансформирующим угловую скорость вращения на входном и выходном валах (из высокого уровня в низкий). В это время крутящий момент вала на выходе увеличивается пропорционально снижению частоты оборотов.

Такой вид редуктора имеет корпусную часть со следующими элементами:

• зубчатыми колесами,
• валами,
• подшипниками,
• смазочными системами,
• другими составляющими.

Благодаря корпусу такой редуктор безопасен, хорошо смазан, в результате чего обладает высоким КПД, если сравнивать его, к примеру, с открытой передачей.

Коническая разновидность редукторов во многом схожа с цилиндрической. Однако все же отличается коническими колесами, представляющими собой детали в форме урезанного конуса с резьбой на боку. Осевые на валах, удерживающих конические колеса, пересекаются, как правило, под углом 90 градусов. Однако можно менять этот угол с помощью подбора размера колес. Усилие между колесами передается аналогично передаче в цилиндрических редукторах, но коническая разновидность имеет лишь одну передачу. Конический зубчатый редуктор – оптимальный выбор для передачи усилия вращения от вала к валу, которые расположены не параллельно один к другому.

Направление, в котором происходит вращение колес, и наклона зубьев обязаны совпадать, это позволяет предотвратить возникновение отрицательной осевой силы шестерни, провоцирующей затягивание ее к зацеплению.

Передаточные отношения, которые позволяют определять возрастание момента приложенной силы при передаче вращения одной деталью другой, в одноступенчатых конических редукторах находятся обычно в диапазоне 3-5. Показатель окружной скорости редуктора со средним диаметром не превышает 5 метров за секунду. Для более высоких скоростей применяют обычно круговые сцепленные зубья, обеспечивающие плавность хода с лучшей несущей способностью. Зубчатому колесу определено место между опор, шестерню размещают консольно.

Конические редукторы сочетают в себе ряд плюсов червячных и цилиндрических видов, но за это расплачиваются следующими минусами:

• показатель КПД меньше в сравнении с цилиндрической разновидностью;
• результативность передачи усилия примерно на 10% меньше по сравнению с цилиндрическими редукторами;
• более высокая вероятность заедания ввиду особенностей конструкции (особенно у гипоидной передачи).

В конических редукторах нет бронзового колеса, как у червячного типа, которое быстро изнашивается. Благодаря этому они долго способны служить в тяжелых условиях. Немаловажной особенностью считается возможность передачи вращения от вала с тихим ходом к быстроходному (обратимость). Это дает возможность разгрузки редукторного механизма и применения их в высоко инертных системах.

Компания «Антриб» предлагает конические угловые редукторы, имеющие зубчатую передачу GLEASON. Они считаются на сегодня наиболее прогрессивной конструкцией в мире современной техники. В них выгодно сочетаются компактные габариты и бесшумность с равномерностью работы в условиях высоких оборотов. Кроме того имеют одновременную передачу крутящего момента в 6 координатах. Жесткость монолитной конструкции данной редукторной серии дает возможность применения при значительных нагрузках.

Видео:Изготовление углового редуктора из шестерёнок сателит.Скачать

Типоразмеры

Серия конических угловых редукторов с передачей GLEASON объединила в себе достойные характеристики современных механизмов и представлена в большом спектре конструктивных типовых размеров с разным передаточным отношением, тихой работой и высокой скоростью.

Выпускают такие механизмы в восьми типовых размерах, в которые может входить выходной вал следующих типов:

Видео:Конические редукторы(Полый вал) передают энергию с помощью конических шестерен со спиральным зубомСкачать

Таблица: Типовые размеры конических угловых редукторов с передачей GLEASON

Видео:Конический редуктор 01 АнимацияСкачать

Сфера применения

Данную разновидность редуктора используют в случаях необходимости передачи высокого момента под углом 90 градусов. Подобные агрегаты подходят для интенсивной длительной эксплуатации, они способны на безотказную работу в ситуациях неравномерных нагрузок, высоких оборотов, а также в условиях, когда систему часто активируют и останавливают.

Конические редукторы могут успешно использоваться во многих областях, в том числе:

• для разной техники в сельскохозяйственном секторе;
• для оборудования машиностроительной отрасли;
• для инструментов, и смесительной техники в строительстве;
• для техники в пищевой промышленности;
• для многих других видов производственной деятельности, выполнения бытовых задач.

Редукторы с коническими передачами устанавливают на производственных линиях, там, где есть необходимость изменения направления усилий, развиваемых крутящими моментами механизмов. Зачастую они встречаются на конвейерных линиях, в станках, механизмах подъемников, к которым предъявляют особенно жесткие требования.

Видео:M109R угловой редуктор.Скачать

Преимущества

Угловым коническим редукторам присущ ряд плюсов:

• компактные размеры;
• высокий КПД (до 98);
• эксплуатационная надежность и стабильность при высоких, неравномерных нагрузках;
• нетребовательность;
• стойкость к перегреву даже при интенсивном использовании.

Одноступенчатые конические редукторы, доступные по стоимости, наряду с плюсами имеют и минусы. У редукторного вала есть высокая вероятность выйти из строя во время пуска. Для предотвращения высокомощных редукторов их оборудуют устройствами плавного запуска. При необходимости повышения передаточного числа при увеличении крутящего момента используют двухступенчатый агрегат, состоящий из соосной цилиндрической и конической частей. Такие редукторы обладают своими достоинствами:

• высокой производительностью;
• отличной стойкостью к истиранию;
• длительным сроком бесперебойной эксплуатации;
• относительно компактными габаритами;
• сравнительно бесшумной работой;
• простотой обслуживания, монтажа;
• умеренной стоимостью.

Видео:Угловой редуктор из шестерен дифференциалаСкачать

Правила эксплуатации конических угловых редукторов

Для исправного их функционирования необходимо следовать правилам применения:

Одним из обязательных условий считают смазку.

Бывает несколько видов смазки:

• консистентный;
• с применением масла;
• циркуляционный.

Выбор смазки зависит от краевой скорости колес конической зубчатой передачи. Смазка, которая соответствует ситуации использования редуктора, гарантирует бесперебойность его работы. Для низкооборотных агрегатов используется, как правило, консистентная смазка на синтетической основе. В таких случаях практически не требуется обслуживания, достаточно контрольных проверок через определенные промежутки времени в соответствии с правилами инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию.

Используют густые и жидкие смазочные материалы.

Серия конических редукторов, которую предлагает ООО «Антриб», поставляется в смазанном состоянии пластичной смазкой, предназначенной для скоростей до 1000 об/мин. Доступен также масляный тип смазки (для более высоких скоростей либо по запросу). При этом поставка комплектуется:

• заглушками для отверстий (для смазки, вентиляции);
• указателем уровня масла;
• пробкой с резьбой для сливного отверстия.

Для применения на высоких показателях скорости, температуры в рабочей среде может требоваться охлаждение извне.

Правильная установка с последующим техническим обслуживанием также влияют на работу конических редукторов.

При монтаже следует внимательно отнестись к тому, насколько выравнены валы в отношении один к другому. Неточности в таком вопросе могут провоцировать перегрузки подшипников. А это в свою очередь может приводить к уменьшению продолжительности периода беспроблемной работы конических редукторов.

Они должны монтироваться, предотвращая сдвиги либо вибрирование в период эксплуатации.

Установка предполагает следующие действия:

• до монтажа крепежей поверхности, которые контактируют, хорошо очищают;
• с помощью специального ключа крепко затягивают винтовые крепления;
• при помощи съемников проводят установку, удаление соединяющих муфт редукторных валов;
• в сложных ситуациях рекомендуют использование разного монтажного инструмента и оборудования.

Проведение испытаний перед использованием.

Кратковременные испытания проводятся еще на производстве. До эксплуатации в режиме максимальных мощностей необходимо подвергнуть редуктор несколько часовой работе под полноценной нагрузкой. Это значит, что он сможет сразу выдержать максимум рабочей нагрузки, но необходимо во время обкатки обеспечить соблюдение правильного температурного режима.

Конические агрегаты требуют периодичной проверки:

• Необходимо проверять, как минимум раз в месяц.
• Редуктор, который заправлен смазкой на полный период эксплуатации, нуждается в контроле потерь смазки. Если обнаружили, что смазка подтекает, следует сменить уплотнительные кольца и добавить смазку.
• Если предусмотрены пробка на отверстие для сливания и контроля объема смазочного материала, то такие действия необходимо выполнять после остановки механизмов.
• В заправленных на весь период работы редукторах регулярно проворачивают в ручном режиме валы для обеспечения покрытия смазочным веществом всех внутренних элементов.
• Модели, поставляемые в сухом состоянии (без смазочного вещества, масла), полностью заполняют с целью консервации. Только перед непосредственным использованием такой материал сливают и заправляют рекомендованным до нужного уровня.
• Валы нуждаются в защите с помощью подходящего консервационного состава.

🌟 Видео

Угловой редуктор с реверсомСкачать

делаем угловой редуктор на вездеходСкачать

Подробный обзор углового реверс-редуктора под двигатели cg/cb 125-300. Такие мы ставим на Урал.Скачать

Редуктора для мотоблоков и культиваторов - обзор.Скачать

мой угловой редуктор на вом мотоблока кентаврСкачать