Виды редукторов: назначение, устройство, типы
Редуктор – инженерно-техническое устройство, предназначенное для преобразования крутящего момента с двигателя на другие механизмы. В большинстве механизмов он предназначен для изменения направления усилия, вращательного момента и давления, для чего используются различные типы.
На сегодняшний день существуют разные виды редукторов, среди которых выделяются:
· механические;
· турбинные;
· газовые;
· редукторы давления.
Наиболее распространёнными являются механические, которые используются в большинстве современных механизмов, в том числе автомобилях.
Конструкция редуктора
Конструктивные особенности редукторов зависят от их вида, устройства и предназначения. Они проектируются по принципу оптимального преобразования силового усилия. Большинство механических видов имеют схожие особенности конструкции и состоят из следующих элементов:
1. Колеса производятся из стали высокой твердости, червячные валы – из стали с дополнительной цементацией.
2. Для изготовления гибкого колеса применяется кованая сталь.
3. К подшипникам обычно никаких особых требований не представляется, при изготовлении часто применяют обычные конические роликовые подшипники.
4. Входящие и выходные валы.
5. Корпус изготавливается методом литья из чугуна или сплавов алюминия. Большинство моделей оснащены ребрами, необходимыми для дополнительного отведения тепла.
Все составные механизмы расположены в корпусе в виде коробочки (состоит из основания и крышки). Элементы механизма работают в смазанном состоянии. Смазка наноситься способом разбрызгивания, а в некоторых моделях предусмотрен принудительные насос, расположенный внутри корпуса.
Исходя из применения, выделяются различные модели, отличающиеся конструкцией. Среди них выделяются цилиндрические, червячные, конические и планетарные. Каждый из них имеет ряд преимуществ и недостатков, опираясь на которые, происходит подбор модели для определенных целей. Также каждый тип механизма разрабатывается на основе таких параметров:
· мощность;
· момент нагрузки;
· передаточное отношение;
· конструкционное расположение механизма;
· пространственное отношение редуктора и приводного вала.
В основе каждой модели стоит определенный тип механической редукторной передачи. На сегодняшний день можно выделить следующие типы передач:
Цилиндрические
Наиболее распространенный тип, который отличается высоким уровнем надежности и долговечности. Часто используется в моделях, применение которых сопровождается повышенными нагрузками и необходимостью сохранения высокого КПД передачи энергии.
Благодаря своей универсальности и надежности, цилиндрическая передача получила развитие и делится на несколько подвидов:
· прямозубая (зубья механической передачи выглядят как прямая резьба располагаются параллельно друг к другу);
· косозубая (зубья располагаются под определенным углом);
· шевронная (имеет особый тип строения зубьев, расположенных клинообразным типом);
· передача с внутренним зацеплением (отличается наличием зубьев на внутренней стороне приводного колеса).
Конические
Разработаны на основе цилиндрических передач, отличаются сферой применение. Их использование необходимо в тех случаях, когда передача вращения выполняется чрез перекрестные валы.
Червячные
Предназначена для передачи усилия от движущего механизма между пересекающимися в одной плоскости валами. Обычно состоит из зубчатого колеса и червяка. Основным его преимуществом является высокий уровень передаточного отношения, небольшие размеры механизма и самоторможение. К недостаткам можно отнести скорый износ зубчатого колеса, низкие рабочие мощности и низкий КПД.
Среди червячных передач выделяются передачи с червяком:
· цилиндрическим;
· глобоидным;
· спироидным;
А также тороидно-дисковой передачи и тороидной передачи внутреннего зацепления.
Гипоидная передача
Имеет схожий тип конструкции с червячной. Колесо имеет нарезанные спиральные зубья. Преимуществом этой передачи является число зубьев, одновременно входящих в зацепление. Это достигается благодаря смещению червяка относительно оси колеса. Коэффициент полезного действия такой передачи значительно выше, так благодаря масленому клину, увеличена скорость скольжения с одновременным уменьшением трения.
Волновая
Применяется, когда есть необходимость работы при высоких нагрузках. Состоит из гибкого и жесткого колеса и волнового генератора. Воздействие генератора влияет на гибкое колесо, деформируя его, из-за чего происходит зацепление зубьев гибкого и жесткого колеса. Позволяет минимизировать вибрацию и добиться максимальной плавности движения. Из-за чего этот тип передачи предпочитается для использования в точном машиностроении.
Каждый механизм отличается количеством ступеней редуктора. Некоторые имеют одноступенчатые пары, некоторые двухступенчатые и трехступенчатые. В машиностроении часто применяются комбинированные передачи, благодаря чему используются преимущества обеих передач.
Валы играют важную роль в передачи силового усилия. Выходной вал редуктора называют приводным. Вал должен соответствовать расчетной нагрузке и крутящему моменту.
Большинство моделей работает только в смазанном состоянии. Некоторые модели работают в масляной ванне, и для их смазывания предусмотрено специальное отверстие, через которое вводится смазка шприцом или специальным насосом. Простейшие типы механизмов требуют разбора корпуса и ручной смазки. При этом использовать можно как жидкую, так и консистентную смазку, качество которой должно соответствовать обслуживаемой модели.
Своевременная смазка поможет механизму работать более плавно и бесперебойно. Следует отметить, что качество смазки не менее важно, чем качество самого редуктора.
Классификация редукторов
На сегодняшний день типы редукторов классифицируются на основе:
· типа механической передачи;
· расположения элементов в пространстве;
· конструктивных особенностей.
В зависимости от расположения элементов они бывают вертикального и горизонтального исполнения. Среди различных типов можно выделить традиционные механические и мотор-редукторы (с дополнительно установленной двигательной установкой).
Основная, общепринятая классификация редукторов разработана в зависимости от типа передачи и по форме шестерен: