Цилиндрические редукторы

Цилиндрические редукторы – большая группа редукторов, характеризующаяся применяемым в них зацеплением – цилиндрическими зубчатыми передачами. Группа классифицируется по следующим признакам:

· По количеству ступеней (передач в редукторе): одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые, четырехступенчатые редукторы;

· По расстоянию между осями входного и выходного валов: соосные редукторы и редукторы с параллельными валами. Соосными считаются редукторы с расстоянием между осями входного и выходного валов меньшим, чем межосевое расстояние передач, таким образом, соосными могут быть редукторы с числом ступеней от двух и выше, входной и выходной валы этих редукторов направлены в разные стороны;

· По способу установки: на лапах, на фланце или насадное исполнение (редуктор с полым выходным валом).

Преимущества цилиндрических редукторов:

1. Высокий КПД редуктора. Цилиндрические зубчатые передачи имеют один из самых высоких КПД. Следствием из этого является энергетическая экономичность этих редукторов. КПД цилиндрической зубчатой передачи, применяемой в редукторах, вне зависимости от передаточного отношения, обычно равняется 98%.

2. Высокая нагрузочная способность. Цилиндрические редукторы соответствующих габаритов способны передавать почти без потерь большую мощность.

3. Низкий люфт выходного вала, вследствие этого кинематическая точность цилиндрических редукторов выше, чем червячных.

4. Низкий нагрев вследствие высокого КПД передач.

5. Обратимость при любом передаточном числе, иначе говоря, отсутствие самоторможения. У любого цилиндрического редуктора можно провернуть выходной вал.

6. Уверенная работа при неравномерных нагрузках, а так же при частых пусках-остановах. Это свойство диктует целесообразность применения исключительно цилиндрических редукторов в приводах дробилок, измельчителей, шредеров и прочих машин с пульсирующими нагрузками на рабочих органах.

7. Высокая надёжность.

8. Благодаря большой степени вариативности зубчатых передач, имеется возможность подобрать редуктор с передаточным отношением наиболее близким к требуемому значению.

Недостатки цилиндрических редукторов:

1. Низкое передаточное число на одной ступени. Это обстоятельство влечёт за собой увеличение числа ступеней при увеличении общего передаточного числа редуктора, и, как следствие, увеличение габаритов редуктора.

2. Уровень шума. Цилиндрические редукторы более шумные по сравнению с червячными.

3. Обратимость (отсутствие самоторможения). Это является недостатком в том случае, когда необходимо отсутствие возможности поворота выходного вала внешней нагрузкой.

Благодаря всем своим достоинствам цилиндрический редуктор – лидер по распространённости среди редукторов. Цилиндрические редукторы устанавливаются в приводах измельчителей, мешалок, экструдеров, металлорежущих станков, валкового оборудования и т. д. Ограничений к применению нет, кроме специальных случаев, в которых целесообразнее применение других типов редукторов.

Одноступенчатый цилиндрический редуктор	Двухступенчатый цилиндрический редуктор

Конические редукторы

Конические передачи применяются в виде отдельных редукторов, но чаще входят в состав других – смешанных коническо-цилиндрических редукторов.

Конические редукторы более сложны по сравнению с цилиндрическими. Эти редукторы применяются для передачи вращательного движения между пересекающимися (обычно под прямым углом) валами. Их КПД несколько меньше (0,9…0,96 в одной ступени).

Конические редукторы дороже цилиндрических, сложнее в изготовлении и монтаже. Несущая способность в них меньше, а вес и габариты больше. Конические пары в коническо-цилиндрических редукторах, передающих значительные мощности, лучше использовать для первой ступени редуктора, так как изготовление конических колес большого размера затруднено. Но следует помнить, что в тихоходной ступени редукторов небольшой мощности конические пары менее чувствительны к точности изготовления и монтажа.

Зубья конических передач могут быть прямыми, косыми и круговыми. Передачи с круговыми зубьями вытесняют другие. Специализированное производство редукторов предусматривает только передачи с круговым зубом. Такие редукторы могут передавать большие нагрузки, имеющие меньший шум, а нарезание зубьев может быть более производительным (непрерывный процесс резания).

Конический редуктор	Коническо-цилиндрический редуктор

Червячные редукторы

Червячные редукторы используются для передачи движения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) осями. Одним из существенных преимуществ червячных редукторов является возможность получить большое передаточное число в одной ступени. Данные редукторы обладают высокой плавностью хода и бесшумностью в работе и самоторможением при определенных передаточных числах, что позволяет исключать из привода тормозные устройства.

Преимущества червячных редукторов:

1. Поскольку входной и выходной валы червячного редуктора скрещиваются, привод на его основе обычно занимает меньше места по сравнению с цилиндрическим редуктором.

2. Червячная передача за счет большого передаточного числа обладает большим потенциалом снижения частоты вращения и повышения крутящего момента по сравнению с другими видами передач. Достижение передаточных чисел такого порядка с использованием цилиндрических передач возможно только в трёхступенчатом редукторе (или в планетарном). В червячном редукторе для этого может быть использована только одна ступень. Это обуславливает относительную простоту и дешевизну червячных редукторов по сравнению с цилиндрическими (при сравнимых передаточных числах и передаваемых мощностях).

3. Низкий уровень шума передачи, определяющийся особенностями зацепления, позволяет использовать червячные редукторы в машинах с высокими требованиями к бесшумности привода.

4. Плавность хода червячной передачи. Благодаря особенностям работы червячного зацепления червячные редукторы обладают большей плавностью хода по сравнению с цилиндрическими.

5. Уникальное свойство червячной передачи – «самоторможение». Суть его в том, что при отсутствии вращения ведущего вала (червяка) ведомый вал затормаживается, и его невозможно провернуть. Это свойство начинает проявляться при передаточных числах от 35 и выше. Более корректно было бы здесь говорить не о передаточном числе, а об угле подъёма червяка, при уменьшении которого в определённый момент возникает самоторможение. Полное самоторможение достигается в передаче, в которой угол подъёма винтовой линии червяка меньше или равен 3,5°.

6. Существуют исполнения червячных редукторов с полым выходным валом. Эти варианты редукторов (называемые также «насадными») позволяют устанавливать редукторы непосредственно на валы исполнительных механизмов без применения соединительных муфт или дополнительных механических передач. Такая установка в сочетании с применением так называемых «реактивных штанг» или фланцевых исполнений редуктора упрощает конструкцию и уменьшает габарит привода.

Недостатки червячных редукторов:

1. КПД червячного редуктора ниже, чем КПД цилиндрического. Причём КПД снижается с увеличением передаточного отношения. Это влечёт за собой потери энергии – фактор, который в современном мире ни в коем случае нельзя сбрасывать со счетов.

2. Следствием предыдущего недостатка является нагрев. Кинетическая энергия, которая не была передана червячной передачей, превращается в тепло. Не зря на корпусах именно червячных редукторов выполнены рёбра, делающие их похожими на батареи центрального отопления. Некоторые крупногабаритные червячные редукторы поставляются с вентиляторными крыльчатками на свободном торце быстроходного вала. В других случаях приходится организовывать принудительную циркуляцию масла в корпусе редуктора. Сказанное относится к редукторам с большой передаваемой мощностью (свыше 4…5 кВт). В случаях с меньшей мощностью дополнительные меры по отводу тепла, как правило, не требуются. Однако, нагрев корпуса червячного редуктора при его работе всегда имеет место.

3. Самоторможение. Его появление вредно в тех случаях, когда выходной вал требуется провернуть без включения привода червячного редуктора.

4. Ограничения по передаваемой мощности. Не рекомендуется использовать червячную передачу при передаваемой мощности более 60 кВт. Однако, червячные редукторы на более высокую мощность существуют. Это, в основном, глобоидные червячные редукторы, применяемые в специальных случаях. И всё же при выборе редуктора на такую мощность рекомендуется преимущество отдать цилиндрическим типам редукторов.

5. Люфт выходного вала. Такой люфт существует в любом из типов редукторов, однако, в червячных редукторах его величина, как правило, больше и увеличивается по мере износа.

6. Ресурс червячных редукторов принято считать ниже, чем цилиндрических. Это очень условное утверждение, но из-за наличия повышенного по сравнению с другими типами редукторов трения скольжения в зацеплении износ действительно имеет место.

7. Работа червячного редуктора в условиях неравномерных нагрузок на выходном валу, а так же при частых пусках-остановах не рекомендуется.

Спектр применения чрезвычайно широк. Транспортеры, конвейеры, подъёмники, насосы, мешалки, приводы ворот, металлообрабатывающие станки, в том числе для выполнения фрезерных работ. Там, где требуется бюджетное решение по понижению частоты вращения привода и увеличению крутящего момента в условиях отсутствия значительных ударных нагрузок и невысокой периодичности включений, рекомендуется использовать червячный редуктор.

Червячная пара

Планетарные редукторы

Планетарный редуктор (дифференциальный редуктор) – один из классов механических редукторов. Редуктор называется планетарным из-за планетарной передачи, находящейся в редукторе, передающей и преобразующей крутящий момент. Планетарный редуктор может быть с одной или более планетарными передачами.

Планетарный редуктор имеет явные преимущества по сравнению с обычным цилиндрическим редуктором. Это малая удельная материалоемкость при достаточно большой нагрузочной способности, что объясняется наличием многопарного зацепления; компактность, бесшумность, меньшие масса и габариты, возможность получения больших передаточных чисел (до нескольких десятков тысяч) и т. д.

Планетарный редуктор	Планетарная передача