5.3. Общие сведения о редукторах

Редукторы – это механизмы, служащие для понижения угловых скоростей и увеличения вращающих моментов и выполненные в виде отдельных агрегатов. Передача размещается в отдельном жестком корпусе, не проницаемом для масла и пыли. Редукторы обеспечивают постоянное передаточное число. Передаточные числа стандартных редукторов от 1 до 400, большие передаточные числа применяют редко.

При малых передаточных числах применяют одноступенчатые редукторы с передаточными числами до 10, чаще – до 6,37.

Основное распространение получили двухступенчатые редукторы с передаточными числами 15...30.

При больших передаточных числах применяют трехступенчатые редукторы; в последнее время они вытесняются более компактными планетарными.

Чаще применяют цилиндрические зубчатые редукторы.

Схемы редукторов

Наиболее распространены схемы редукторов, изображенные на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Наиболее распространенные схемы зубчатых редукторов:

а – одноступенчатый; б – двухступенчатый развернутый;

в – двухступенчатый соосный; г – двухступенчатый с раздвоенной ступенью;

д – трехступенчатый развернутый;е – трехступенчатый с раздвоенной промежуточной ступенью; ж – конический; з – коническо-цилиндрический

Тип редуктора определяют по виду зубчатых передач и порядку их размещения в направлении от двигателя, по числу ступеней и располо­жению геометрических осей тихоходных валов в пространстве.

Для обозначения типов использованных зубчатых передач применяют прописные буквы: Ц – цилиндрические; К – конические; КЦ – коническо-цилиндрические; Ч – червячные; ЧЦ – червячно-цилиндрические и т. д.

На рис. 5.14, а изображен одноступенчатый цилиндрический редуктор. Такие редукторы выпускают с прямозубыми, косозубыми и шевронными колесами.

Двухступенчатые редукторы выполняют по развернутой (рис. 5.14, б) и соосной схемам (рис. 5.14, в). Соосные редукторы удобны, если нужно получить одну линию валов соединяемых механизмов, имеют малые габаритные размеры по длине, в них достигается одинаковое смазывание колес из ванны, при этом увеличиваются габаритные размеры вдоль осей валов.

Широкие редукторы обозначаются буквой Ш, узкие – У, соосные – С.

Для улучшения условий работы тихоходной ступени используют редукторы с раздвоенной быстроходной ступенью (рис. 5.14, г), редукторы с раздвоенной ступенью обозначаются буквой Ш.

Трехступенчатые редукторы выполняют по развернутой (рис. 5.14, д) и раздвоенной (рис. 5.14, е) схемам.

Если компоновка машины требует взаимной перпендикулярности осей входного и выходного валов, применяют конические (рис. 5.14, ж) или коническо-цилиндрические (рис. 5.14, з) редукторы.

Большие передаточные отношения, плавность, бесшумность и возможность самоторможения обеспечивают червячные редукторы (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Схемы червячных редукторов:

а – одноступенчатый; б – двухступенчатый; в – червячно-цилиндрический

Червячные редукторы выпускают с цилиндрическими, глобоидными и спироидными червяками. Высокое передаточное отноше­ние при низком уровне шума имеют двухступенчатые червячные и червячно-цилиндрические редукторы. Червячные редукторы выпускают с верхним (см. рис. 5.15, а), нижним (рис. 5.16, б), боковым или вертикальным расположением червяка. Основные недостатки червячных редукторов – низкий КПД и малый ресурс работы.

Рис. 5.16. Типы редукторов:

а – цилиндрический; б – червячный

Оси валов могут иметь различное расположение в пространстве. Обычно оси валов редукторов расположены горизонтально в плоскости разъема корпуса редуктора, но используют также схемы с горизонтальными входными (быстроходными) и вертикальными выходными (тихоходными) валами.

Основные параметры редукторов

Основными параметрами редукторов являются тип, типоразмер и исполнение.

Типоразмер редуктора определяет тип и главный размер (параметр) тихоходной ступени. Для цилиндрического и червячного редуктора главным параметром является межосевое расстояние а_w, для конического – внешний делительный диаметр колеса d₂, для планетарного – радиус водила H. Одним из главных параметров редуктора является передаточное число.

Параметрами редуктора являются коэффициенты ширины колес, модули зубчатых колес, углы наклона зубьев, а для червячного редукто­ра дополнительно – коэффициент диаметра червяка q.

Основная энергетическая характеристика редуктора – момент на выходном валу:

, (5.28)

где Р_вх – мощность на быстроходном валу;

ω_вх – угловая скорость быстроходного вала;

и – передаточное число редуктора;

η – КПД редуктора.

Обозначение редукторов

В обозначении указывается тип редуктора, число ступеней, схема сборки. Если валы расположены в одной горизонтальной плоскости, в обозначении это не отражается. Если все валы расположены в вертикальной плоскости, в обозначение типа добавляют индекс В, если ось выходного вала вертикальна – добавляют букву Т, если ось быстроходного вала вертикальна – добавляют букву Б.

Цифрами указываются главный размер (параметр) тихоходной ступени и передаточное число редуктора.

Например, изображенный на рис. 5.16, а редуктор обозначается Ц2-200-4: двухступенчатый цилиндрический редуктор, межосевое расстояние 200 мм, передаточное отношение 4.

Представленный на рис. 5.16, б редуктор обозначается Ч-140-25: червячный редуктор, межосевое расстояние 140 мм, передаточное отношение 25.

Опорами валов в редукторах чаще всего являются подшипники качения. Валы цилиндрических и конических редукторов, как правило, устанавливают на шариковых или роликовых конических подшипниках.

При относительно коротких валах осевая фиксация выполняется на двух опорах: один подшипник фиксирует вал в одном направлении, а другой – в другом (на рис. 5.17 тихоходный вал при указанном направлении силы F_а2 в осевом направлении фиксируется на опоре А, установка враспор).

Рис. 5.17. Цилиндрический одноступенчатый редуктор,

вертикальное исполнение:

1 – прокладки; А– Г – опоры; F_а2 – осевая сила

Установка вала на конических подшипниках враспор представлена на рис. 5.18. Таким подшипникам необходима осевая регулировка наружных колец, выполняемая с помощью винта 1.

Осевой зазор в подшипнике может также регулироваться изменением толщины прокладок 1 под крышкой подшипников (см. рис. 5.17). Для крепления коротких валов применяют установку подшипников врастяжку (на рис. 5.17 крепление быстроходного вала). При направлении силы F_а, как показано на рис. 5.17, осевая фиксация происходит на опоре А. Стакан 2 используется для регулировки зазора в зацеплении конических колес (рис. 5.19).

Длинные валы закрепляют от осевых смещений в одной опоре, вторую опору выполняют плавающей (на рис. 5.17 осевая фиксация быстроходного вала на опоре В, опора Г – плавающая; на рис. 5.20 осевая фиксация вала червяка на опоре А, опора Б – плавающая). На плавающей опоре внутреннее кольцо подшипника крепится с обеих сторон уступами вала, пружинными кольцами, распорными втулками.

Рис. 5.18. Цилиндрический одноступенчатый редуктор с горизонтальным

расположением валов и их установкой на конических подшипниках враспор

Наружные кольца подшипников крепятся крышками. Крышки подшипников могут приворачиваться к корпусу винтами (рис. 5.19), под крышки помещают прокладки.

Рис. 5.19. Конический редуктор с вертикальным расположением

тихоходного вала:

1 – пробка; 2 – стакан; 3 – указатель уровня; А, Б – опоры; F_а – осевая сила

Используют конструкции с врезными крышками (см. рис. 5.17, 5.18), уступающими по герметичности закрепленным винтами.