Чертеж редуктора цилиндрической передачи

Чертеж редуктора цилиндрической передачи

Одноступенчатый редуктор: схема и исполнение

Чтобы понять, что такое одноступенчатый редуктор, необходимо сначала определится, что собой представляет устройство в классическом варианте. Редуктором называют механизм, состоящий из передач сцепления, которые передают друг другу рабочее движение. Благодаря простоте, высокой эффективности и небольшой стоимости редукторы находят себе широкое применение в машиностроении для создания разнообразных соединенных между собой механизмов.

Одноступенчатый редуктор

В корпусе редуктора заключены червячные или зубчатые передачи, которые смонтированы сварным или прочим обездвиживающим способом на валах или осях. Первые при этом впрессованы в подшипники, которые находятся в специально проделанных для них отверстиях в корпусе. Подобная передача может быть смонтирована непосредственно на агрегате, который производит механическое движение, но установленная в отдельном корпусе (редуктор) обладает рядом преимуществ. В частности это:

  • гарантия высокой точности сборки механизма;
  • повышенный КПД;
  • лучшая смазка частей редуктора;
  • сниженный износ;
  • повышенный уровень защиты от попадания наносящей вред устройству пилы и грязи.

Из чего состоит редуктор?

В его состав входит стальной сварной или литой чугунный корпус. В нем размещаются валы, оси, зубчатые колеса, червячные механизмы, подшипники и прочие элементы. Некоторые редукторы содержат специальные устройства, обеспечивающие смазку элементов редуктора. К примеру, он может быть оснащен масляным насосом или устройством, обеспечивающим охлаждение этого агрегата (змеевик с охлаждающей жидкостью зачастую монтируют в червячном редукторе).

Схема редуктора

Редукторы бывают разными. При этом отличаются не только по типам, но и индивидуальным особенностям, поэтому редукторы проектируют для определённого оборудования или агрегата, в зависимости от необходимости, передаточного числа и силы крутящего момента, которые нужно передать на принимающее устройство.

Основные типы редукторов

  • По типу передаточного соединения на:
    1. зубчатые; ;
    2. комбинированные.
  • В зависимости от формы зубчатых колес на;
      ;
    1. конические и другие.
  • По расположению валов в пространстве на:
    1. вертикальные;
    2. горизонтальные.
  • В зависимости от особенностей кинематической системы, которая лежит в основе конкретного механизма на:
    1. развернутые;
    2. со сдвоенной ступенью и т.д.
  • По количеству ступеней на:
    1. одноступенчатые;
    2. двухступенчатые.

Редуктор червячный одноступенчатый

Одноступенчатые цилиндрические редукторы

Этот тип редуктора отличается от прочих положением валов в корпусе и числом ступеней. Одноступенчатые цилиндрические редукторы могут быть вертикальными и горизонтальными. Шестеренки этих устройств могут иметь косые и прямые, а также шевронные зубья. Корпуса производят из стали сварным способом или из чугуна путем литья. Монтаж валов зачастую производится в подшипники скольжения или качения. Первые зачастую устанавливаются в тяжелых редукторах.

Состав и возможности компоновки одноступенчатого редуктора ограничены. Главной чертой, которая отличает их друг от друга, является расположение валов и осей в пространстве. При этом передаточное число этих агрегатов колеблется в диапазоне от 1,6 до 6,3. Угол наклона передач, выполненных с использованием косозуба, находится в диапазоне от 8 до 200 градусов.

Максимальное передаточное число, которые способен обеспечить агрегат равно 12,5, но при этом редукторы с максимальным передаточным числом применяются редко. Зачастую используются те, которые имеют передаточное число, не превышающее цифру 6.

Какое расположение редуктора выбрать — вертикальным или горизонтальным? Все зависит от необходимости удобств общей компоновки этого передаточного устройства. В частности имеет значение, как расположен агрегат, который производит механическое движение, его рабочий вал и т.д.

Чтобы создать такое устройство предварительно нужно изготовить его схему. Предлагаем изучить один из вариантов одноступенчатого редуктора с горизонтальным расположением осей.

Одноступенчатый редуктор с горизонтальным расположением осей.

Принцип работы одноступенчатого редуктора

Он достаточно прост для понимания. В таком механизме через расположенную на одном валу звездочку меньшего размера на установленную на другом валу, имеющую больший размер, через зубья передается вращательное движение. Эффект снижения количества оборотов в минуту достигается за счет разницы в диаметре звездочек. Длина круга, который очерчивает в процессе движения первая, существенно меньше того, который очерчивает вторая, поэтому большая звездочка вращается медленней.

При этом создаются устройства обратного действия, не снижающего количество оборотов за единицу времени, а наоборот повышающего.

Этот тип редуктора является самым простым. Отличается от прочих он тем, что передача движения производится через одно звено, а не через несколько, при этом входящее и исходное вращения имеют противоположные направления.

Передача крутящего момента может производиться и с использованием червячного механизма, но при этом на передаточное число влияет диаметр «червяка».

Заводской редуктор

Где и для чего используются одноступенчатые горизонтальные редукторы?

Они находят себе применение:

  • там где необходима постоянная или переменная нагрузка, реверсивная и одного направления;
  • для обеспечения постоянной работы или с короткими перерывами;
  • для обеспечения вращения валов в разные стороны.

Их нельзя или опасно использовать, если частота вращения вала будет превышать показатель 1800 оборотов за одну минуту, а также при запыленности воздуха выше 10 мг на куб. метр и атмосфере первого и второго типов в соответствии с ГОСТ 15150-69.

Процесс проектирования одноступенчатого цилиндрического редукторов

Перед тем как приступать к изготовлению этого устройства производится проектный расчет:

  • подбора материалов;
  • выбор максимально допустимого напряжения на качение;
  • вычисление чистого полезного кручения вала.

В рамках произведения работ осуществляется подготовка эскизной компоновки редуктора.

Расчет размеров валов этого устройства производится в 2 этапа:

  1. приблизительный подсчет количества оборотов чистого кручения;
  2. точный расчет прочностных показателей напряжения изгиба и кручения.

Для производства подобных агрегатов рекомендуется использовать термически обработанную легированную сталь. Расчет валов при составлении проекта осуществляется в зависимости от напряжения кручения, концентрации напряжения, его циклов. Если планируется установка валов быстрого хода, то для расчета берутся во внимание меньшие значения, тихого хода — большие.

На завершающем этапе проектирования создается сборочный чертеж этого устройства. Он включает в себя все ранее разработанные чертежи каждого из элементов редуктора в отдельности. При этом создается рисунок уже готового устройства, в продольном и поперечном разрезах.

Для достижения сбалансированности и соосности расположения разнообразных элементов этого устройства разрабатываются кинематические схемы одноступенчатых редукторов. Они представляют собой изображения в разных разрезах корпуса и деталей, из которых состоит редуктор, отражают их взаимное расположение, пропорции, места сопряжения и т.д.

Компоновка одноступенчатого редуктора может быть разной. Он может иметь дополнительные, существенно улучшающие его работу элементы. Например, масляный насос, который осуществляет принудительную смазку в местах, куда не попадает жидкость при вращении маховика звездочки или в редукторе червячного типа.

Создать такое устройство можно и самому, но для этого потребуется приобрести необходимые запасные части. Важным элементом редуктора, который влияет на его характеристики, является корпус и размер звёздочек, диаметр червячного механизма. Для человека, не имеющего в этом деле опыта, потребуется терпение и усердие, но достичь желаемой цели — создать редуктор с необходимыми параметрами все же можно.

Сборка устройства в этом деле является самой легкой работой, а самой ответственной и сложной — это проектирование и подбор необходимых элементов, запасных частей и деталей.

Чертеж редуктора цилиндрической передачи

Время работы передачи

Выбран асинхронный трехфазный двигатель 4А100L2У3. Мощность электродвигателя 5,5 кВт. Частота вращения ротора 1445 об/мин.

Выполнен расчет прямозубой цилиндрической передачи и определены допускаемые контактные напряжения 558,3 МПа, межосевое расстояние 160 мм, модуль 2 мм, число зубьев 131. Выполнены проверочные расчеты по контактной и по из­гибной прочности. По результатам проверки по контактной прочности выявлено отклонение, обозначающее перегрузку. В ходе проверки по изгибной прочности установлены допускаемые напряжения, предотвращающие пластические деформации поверхностных слоев зуба и мгновенную поломку зуба при перегрузке передачи. Выбран материал для шестерни и зубчатого колеса – Сталь 40 ХН.

Приведен расчет косозубой цилиндрической передачи с определением допускаемых контактных напряжений 406,125 МПа, межосевого расстояния 160 мм, модуль 2 мм, число зубьев 150, угол наклона зубьев 20 о . Проверочный расчет по контактным напряжениям показал отклонение, в результате чего произошел значительный недогруз передачи. Проверка по усталостной изгибной прочности установила значение коэффициента запаса усталостной изгибной прочности, которое показывает значительную степень надёжности в отношении вероятности поломки зуба. Действительный запас усталостной изгибной прочности предотвращает пластические деформации поверхностных слоев зуба.

Выполнены расчеты валов.

По результатам расчетов построены эпюры и выполнена проверка, показывающая выполнение всех расчетных условий.

В качестве шпоночного соединения выбраны шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78. Выполнены расчеты шпонок для каждого вала, показывающие что шпонки выбраны верно.

Сделан подбор подшипников качения с расчетами. Выбраны подшипники:

  • Для входного вала — шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии 205, схема установки подшипников “враспор”
  • Для промежуточного вала — шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии 207, схема установки подшипников “враспор”
  • Для выходного вала — шариковые радиальные подшипники легкой серии 210, схема установки подшипников “враспор”

Произведен расчет ступицы колеса для косозубой и прямозубой передачи. Приведен расчет валов на сопротивление усталости, в ходе которого для шпоночного соединения, шейки подшипника выходного вала, промежуточного вала и входного вала установлено, что необходимый запас прочности обеспечивается.

Описан выбор смазочных материалов. Для смазывания передач выбрана картерная система. Суть заключается в следующем: в кор­пус редуктора или коробки передач заливают масло на уровень погружения венцов колес. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внут­ренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воз­духе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса де­талей.

Картерное смазывание применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков до 12,5 м/с.

Выбрано масло И-30А, которое заливается в кратер редуктора с таким расчетом, чтобы зубчатое колесо погрузилось в масло не менее чем на высоту зуба.

Кинематические схемы редукторов

Оси валов таких редукторов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 1); в наклонной плоскости (рис. 2); в плоскости, перпендикулярной к основанию корпуса редуктора: быстроходный вал находится или под тихоходным (рис. 3), или над тихоходным (рис. 4). Кроме того, оси валов могут быть перпендикулярны к основанию корпуса редуктора (рис. 5).

Цилиндрические одноступенчатые редукторы.

У редуктора могут быть два быстроходных вала и один тихоходный: рис. 6 оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса; рис. 7 — оси быстроходных валов расположены выше оси тихоходного вала.

Если редуктор имеет один быстроходный вал, два тихоходных и промежуточное зубчатое колесо (рис. 8), то тихоходные валы вращаются в разные стороны.

Цилиндрические двухступенчатые редукторы.

Цилиндрические двухступенчатые редукторы могут иметь развернутую (рис. 9…16) и соосную схему (рис. 17…21). При развернутой схеме оси всех валов редуктора могут быть расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 9); в наклонной плоскости (рис. 10), в плоскости параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 11), в плоскости, перпендикулярной основанию редуктора (рис. 13 быстроходный вал внизу, рис. 14 — быстроходный вал наверху). Кроме того, при развернутой схеме валы могут быть расположены перпендикулярно к основанию редуктора (рис. 16 — выходные концы валов направлены в одну сторону).

Цилиндрические двухступенчатые редукторы

При соосной схеме оси валов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 17), и в плоскости, перпендикулярной основанию корпуса редуктора (рис. 18 промежуточный вал внизу, рис. 19 — промежуточный вал наверху). На рис. 20 показана соосная двухпоточная схема (оси валов расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора), на рис. 21 — соосная трехпоточная схема (промежуточные валы расположены равномерно по окружности).

Цилиндрические трехступенчатые редукторы.

Цилиндрические трехступенчатые редукторы с развернутой схемой показаны на рис. 22…26. У таких редукторов оси валов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 22 — колеса размещены в шахматном порядке, рис. 24 — колеса размешены последовательно вдоль осей, рис. 25 колеса промежуточной ступени раздвоены). Коме того, оси валов могут быть расположены в наклонной плоскости (рис. 23) и в плоскости, перпендикулярной к основанию корпуса редуктора (рис. 26 -быстроходный вал наверху).

Цилиндрические трехступенчатые редукторы

Конические одноступенчатые редукторы.

Оси валов этих редукторов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 27); быстроходный вал может быть расположен параллельно, а тихоходный перпендикулярно к основанию корпуса редуктора (рис. 28); быстроходный вал — перпендикулярно. а тихоходный — параллельно к основанию корпуса редуктора (рис. 29). Угол между осями валов может быть меньше 90= (рис. 30).

Конические одноступенчатые редукторы

Коническо-цилиндрические двухступенчатые редукторы.

Коническо-цилиндрические двухступенчатые редукторы

Быстроходная ступень у этих редукторов — с коническими колесами, тихоходная ступень — с цилиндрическими колесами. В схеме на рис. 31 оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса. редуктора. В схеме на рис. 32 ось быстроходного вала направлена перпендикулярно к основанию корпуса редуктора.

Коническо-цилиндрические трехступенчатые редукторы.

Коническо-цилиндрические трехступенчатые редукторы

Быстроходная ступень у этих редукторов — с коническими колесами, промежуточная и тихоходная ступени — с цилиндрическими колесами (рис. 37 — оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора, рис. 38 — оси промежуточных и тихоходного валов расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора; ось быстроходного вала направлена перпендикулярно к основанию корпуса редуктора.

Червячные одноступенчатые редукторы.

Червячные одноступенчатые редукторы

Вал червяка расположен под колесом (рис. 33), вал червяка расположен над колесом (рис. 34). Кроме того, ось вала колеса может быть расположена перпендикулярно, а ось вала червяка параллельно основанию корпуса редуктора (рис. 35) или ось вала червяка перпендикулярна, а ось вала колеса — параллельно основанию корпуса редуктора (рис. 36).

Червячные двухступенчатые редукторы.

Червячные двухступенчатые редукторы

В схеме на рис. 39 оси быстроходного и тихоходного валов параллельны между собой и параллельны основанию корпуса редуктора, вал червяка тихоходной ступени расположен под колесом. В схеме на рис. 40 ось тихоходного вала перпендикулярна, а ось быстроходного вала параллельна основанию корпуса редуктора.

Цилиндрическо-червячные двухступенчатые редукторы.

Цилиндрическо-червячные двухступенчатые редукторы

В схеме на рис. 41 быстроходная ступень — с цилиндрическими колесами; тихоходная ступень — с червячной парой; быстроходный и тихоходный валы перекрещиваются под прямым углом и параллельны основанию корпуса редуктора. В схеме на рис. 42 быстроходная ступень с червячной парой, а тихоходная с цилиндрическими колесами; быстроходный и тихоходный валы перекрещиваются под прямым углом и параллельны основанию корпуса редуктора. В схеме на рис. 43 быстроходная ступень с цилиндрическими колесами; тихоходная ступень — с червячной парой; быстроходный и промежуточный валы перпендикулярны к основанию корпуса, тихоходный вал параллелен основанию корпуса.

Цилиндрические редукторы: виды, описание

Цилиндрические редукторы — промышленные механизмы, преобразующие высокую скорость вращения входного вала в низкую на выходном. Они состоят из корпуса, который обеспечивает безопасность и хорошую смазку и, соответственно, более высокий КПД. В корпусе цилиндрического редуктора размещены подшипники, зубчатые колеса.

Цилиндрический редуктор – набор элементов передачи, которые соединяются в последовательном порядке и помещаются в корпус. Предусмотрены входная, выходная валовые части, посредством различных соединений скрепляемые с рабочей установкой, мотором. Зубчатая передача имеет вид пары колес с зубцами, служащими для сцепления.

Данный редуктор за счет высокого коэффициента полезного действия и простоты передачи является одним из распространенных типов.

Принцип работы и характеристики

Когда вращение прикладывается на входной вал, рабочая часть, как и колесико с зубцами, закрепленное на ней, начинает двигаться. Цилиндрическая передача направляет усилие от колес вала входного типа на колесо, пребывающее с ним в сцеплении. Колеса могут иметь разные диаметры и число зубьев. При этом элемент с меньшим набором зубьев называют шестерней, а с большим — колесом. Момент вращения идет на промежуточный вал, а потом передается с него на выходной (если редуктор двухступенчатый).

Рабочие параметры редукторов:

  • частота вращения валовых частей;
  • КПД;
  • мощность;
  • соотношение передачи;
  • Вид передач;
  • число ступенек.

Передаточное соотношение представляет собой соотношение заданной скорости вращения двух основных валов.

Коэффициент полезного действия редуктора определяется как соотношение мощности двух валах. Расчет:

Виды редукторов

Цилиндрические редукторные механизмы могут классифицироваться по ряду признаков. Основные – виды резьбы, число ступеней, тип колес, пр. Например, с учетом вида колес редукторы бывают:

  • косозубыми;
  • прямозубыми;
  • шевронными;
  • криволинейными.

Прямозубые самые простые в изготовлении, но шумные – если сравнивать с теми же шевронными либо косозубыми. В результате сильных постоянных ударных нагрузок при контактировании парных соединений зубьев получается вибрация – главная причина сильного износа узла. Косозубого типа колесики более сложные, чем прямозубые, зато эксплуатационные параметры у них будут лучше. Это проявляется минимальным износом, малой шумностью, плавной работой.

С учетом характера расположения валов цилиндрические редукторы делятся на:

  • перекрещивающиеся осевые;
  • параллельноосевые.
  • Виды по числу степеней:
  • одноступенчатые;
  • двухступенчатые;
  • многоступенчатые.

Выбор числа ступеней зависит от величины передаточного числа, создаваемого редуктором. Путем разной компоновки ступеней в редукторе реально получить любое требуемое расположение валов на входе и выходе относительно друг друга.

Возможные варианты исполнения передачи в цилиндрическом редукторе:

  • раздвоенная;
    развернутая;
  • соосная.

Достоинства и недостатки

Каждый имеет определенные достоинства. Особенности учитывайте при выборе с учетом сферы применения.

  • Малое выделение тепла и высокий КПД. Значительный КПД – причина того, что незначительная часть перемещаемой тепловой энергии утрачивается совсем и не может быть восстановлена. В итоге только небольшая часть ресурсов реально идет на обогрев деталей передачи, тепловыделение выходит незначительным. Данное преимущество позволит обойтись без монтажа дополнительной системы охлаждения, повысит надежность редуктора в эксплуатации.
  • Способность осуществлять передачу значительных мощностей тоже важна. В силу определенных конструктивных параметров цилиндрические редукторы не заедают, выделяют немного тепла и оптимально подходят для передачи высоких мощностей. Если в определенных случаях теплопотери можно опустить – например, когда использование иного типа редуктора будет более выгодным или единственно возможным – то в габаритных агрегатах энергоэффективность играет важнейшее значение.
  • Люфт выходного вала будет минимальным. Благодаря этому развивается отличная кинематическая точность, делающая возможным применение узлов в тех системах, где отклонения недопустимы.
  • Вращение валов возможно в любую требуемую сторону. Эту и плюс и минус одновременно, зависит от условий использования. 100% обратимость вращений полезна, если нужно провернуть вал, и нежелательна в других случаях (для ее устранения можно установить тормоза, но это повлечет лишние финансовые, временные затраты, может создавать технические неудобства).
  • Надежность в работе. Цилиндрический редуктор спокойно выдерживает частые запуски и остановки. Это объясняется невысоким трением момента скольжения цилиндрических передач и, соответственно, незначительным износом комплектующих. В отличие от более часто используемых редукторов червячного типа, цилиндрические не становятся менее надежными в том числе при частых пусках, остановках, пульсирующих нагрузках. Такой режим эксплуатации хоть и считается неблагоприятным, сложным, к преждевременному износу не приводит.

Недочетов всего два.

  • Шумность в работе. Во время эксплуатации узлов создается много шума, поэтому планировать работы нужно в соответствующее время, оборудовать объекты производства на удалении от жилых.
  • Ограниченное передаточное число. Передающий момент ступени зубчатых передач не следует делать более 6.3. Если этого недостаточно, используйте дополнительные наборы ступеней. Минус подхода – габариты узла резко возрастут, увеличится металлоемкость. Применение цилиндров-редукторов с увеличенным числом, которые имеют значительные габариты, как правило, просто нерационально.

Сфера применения

Редукторные механизмы цилиндрического типа являются самыми часто используемыми в своей категории и широко применяются в различных областях промышленности, в строительстве, машиностроении. Они являются основными рабочими деталями производственных измельчителей, станков деревообработки, бетономешалок, крановых тележек, конвейерных, строительных, общепромышленных систем, незаменимы в резке металлов. Основная причина – высокий КПД, что делает его эксплуатацию выгодным с экономической точки зрения.

П римеры наших редукторов

Межосевое расстояние, мм — 100;

Номинальный крутящий момент, Н*м — 250;

Номинальная радиальная нагрузка на валу, Н — 250/100

Номинальный крутящий момент на вы­ходном валу при длительной работе с постоянной нагрузкой Н*м — 315.

Допускаемый крутя­щий момент на вы­ходном валу при работе редуктора на повторно-кратковременных режимах. Н*м — 315.

КПД не менее — 97%.

Межосевое расстояние, мм — 250;

Максимальная частота вращения входного вала для передаточных чисел, об/мин -1500

КПД — 98%.

Номинальный крутящий момент на тихоходном валу, Т, Нм — 71000

Номинальная частота вращения быст­роходного вала, с -1 (об/мин) — 12,5 (750)

Применяются в механизмах грузоподъемных машин, а также могут быть использованы для привода других машин в диапазоне передаточных чисел от 8 до 50 в повторно-кратковременных режимах нагружения.

Номинальные крутящий момент на выходном валу при длительной работе с постоянной нагрузкой, Н-м — 1250

Коэффициент полезного действия, %, не менее — 96

7. Редукторы вертикальные цилиндрические тип В400
Редукторы специальные цилиндрические трехступенчатые вертикальные В-400 предназначены для использования в подъемно-транспортном оборудовании в качестве привода механизмов передвижения крановых тележек и кранов, а также в качестве привода общего назначения.

Специалисты всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым цилиндрическим редукторам .

Читайте также  Как нарисовать шестиугольник с помощью линейки
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector