редукторы

Наиболее распространены как обладающие высокой несущей способностью и технологичностью, высоким К.П.Д. и более просты в эксплуатации.
Изготавливаются с прямыми, косыми и шевронными зубьями, а так же с зацеплением Новикова.
Прямозубые редукторы уступают место косозубым даже при окружных скоростях меньше 5 м/сек.
...

Содержание

Введение
1. Цилиндрические редукторы
Двухступенчатые редукторы
Трехступенчатые редукторы
Безлюфтовые редукторы
Редукторы с встроенными фрикционными муфтами
2. Планетарные редукторы
3. Вариатор
Заключение
Литература

Введение

Редуктором называется передача или сочетание передач, установленных в картере или вписанных в другой агрегат.
Редуктор служит для снижения (редуцирования) угловой скорости и повышения крутящего момента. Он является основной частью механического передающего устройства от двигателя к исполнительному механизму и входит в состав гидромеханических, электромеханических и других сложных передач.
В стране выпускается большое количество нормализованных редукторов общего применения - простых цилиндрических, планетарных, коническо-цилиндрических, червячных с цилиндрическим и глобоидным червяками и других.
Обоснованный выбор схемы редуктора, совершенствование его конструкции и расчета являются важнейшими задачами машиностроения, так как через них проходит большая часть вырабатываемой в стран е энергии.
Схема редуктора и конструкция его элементов выбираются по передаточному числу, потребной мощности и числу оборотов с учетом компактности, условий эксплуатации, возможностей завода-изготовителя, надежности, технологичности, экономичности (долговечности, К.П.Д., металлоемкости, энергоемкости, удельной стоимости изготовления, ремонта и эксплуатации).
Технические требования, предъявляемые к редукторам общего назначения в соответствии с ГОСТ 16162-70, следующие:
1. Редукторы должны допускать применения в условиях:
- нагрузка постоянная, одного направления и реверсивная;
- работа постоянная и с периодическими остановками;
- вращение валов в любую сторону с числом оборотов до 3600 об/мин., а червячных редукторов и коническо-цилиндрических при αт≥315 мм- до 1800 об/мин., с окружной скоростью цилиндрических передач- до 20 м/сек., а конических- до 16 м/сек;
- температура внешней среды - от минус40 до плюс 500C.
2. Редукторы должны допускать консольную радиальную нагрузку, приложенную в середине шейки тихоходного вала, не менее: для планетарных с передаточным числом U≤12,5 и других одноступенчатых зубчатых редукторов Pт=40 ; для остальных редукторов Рт=80 , Мт в кг.м. Быстроходный вал должен допускать соединение с двигателем муфтой и клиноременной передачей.
3. Девяностопроцентный результат при длительной работе с постоянной нагрузкой должен быть не менее:
-для зубчатых редукторов 36000 ч.
-для червячных редукторов-20000 ч.
При других режимах работы срок службы должен быть не менее соответственно 10 и 15 календарных лет.
4. Зубчатые передачи редукторов должны изготавливаться не ниже степени точности 8-7-7Х. зубчатые колеса с диаметром больше 500 мм допускается со степенью точности 8Х.
Шероховатость рабочих поверхностей:
-червяков- не ниже 8-го класса чистоты;
-зубьев шестерен с модулем до 5 мм – 7-го класса чистоты с модулем свыше 5 мм не ниже 6-го класса чистоты;
-зубьев колес с модулем до 5 мм – 6 класса чистоты с модулем свыше 5 мм – не ниже 5-го класса чистоты.
5. Неуказанные предельные отклонения размеров: охватывающих – по А7, охватываемым – по В7, прочих ±1/2 допуска 7-го класса.
6. Непараллельность осей вращения валов относительно опорных плоскостей не должна превышать: при лапах, выполненных вместе с корпусом, не более 0,1 мм на длине 100 м, а при отъемных лапах не более 0,3 мм.
7. Наружная поверхность редуктора должна быть окрашена атмосферостойкой эмалью IV класса ГОСТ 9894-61. Головки маслоуказателей, заливной и спускной пробки должны быть окрашены в красный цвет.
8. Изготовитель обязан в течение 2 лет со дня пуска в эксплуатацию, но не более 3 лет со дня отгрузки редуктора с предприятия-изготовителя безвозмездно заменять или ремонтировать вышедшие из строя редукторы.

2240
280
355
450
560
710
900
1120
Каждый ряд геометрический со знаменателем 1,25 и округлениями. Только α=63 не оканчивается на 5 или 0.
Передаточные числа
Первый ряд
1,0
1,25
1,6
2,0
2,5
3,15
4,0
5,0
6,3
8,0
10
12,5
Второй ряд
1,12
1,4
1,8
2,24
2,8
3,55
4,5
5,6
7,1
9,0
11,2
Это такие же геометрические ряды как и межосевое расстояние. Первый ряд межосевое расстояние и передаточных чисел предпочитать вторым.
Фактическое значение передаточных чисел Uф не должны отличаться от номинальных более чем на 2,5% при U≤4,5 и на 4% при U>4,5.
Коэффициент ширины зубчатых колес составляют геометрический ряд, подобный U, но уменьшенный на 10. Для редукторов с прямыми и косыми зубьями наиболее часто берут ψ=0,25+0,5, с шевронными ψ=0,5+1,0, с раздвоенными ступенями - ψ≤0,315, а для коробок передач – ψ=0,125+0,25. Величина ϐ округляется до ближайшего нормального
линейного размера из ряда Ra20 по ГОСТ 6636-69.
Фактические значения общих передаточных чисел Uф двух- и трехступенчатых редукторов не должны отличаться от номинальных более чем на 4%.
Для редукторов индивидуального производства, если стандартные значения α и U не обеспечивают лучшую компактность, вес и полное использование несущей способности каждой ступени, можно допускать отклонения.
Одноступенчатые редукторы.
В целях компактности и уменьшения веса передаточное число редуктора по схеме 1 рисунка 1 следует брать не больше 8. При специализированном производстве в качестве зубчатой передачи часто используется одна из зубчатых пар двухступенчатого редуктора.
Редукторы с внутренним зацеплением имеют меньшие размеры, меньшее относительное скольжение и удельное давление, но они сложнее в производстве и обычно имеют консольное расположение колес.
В редукторе по схеме 2 ступица колеса расположена внутри зубчатого венца, а колесо имеет двухстороннюю опору. Это возможно только при большом передаточном числе, так как необходимо размещать шестерню между ступицей и венцом колеса.
В редукторе по схеме 3 ведомый вал имеет одностороннюю опору, а ступица колеса вынесена за контур зубчатого венца, что увеличивает консоль.
Редуктор по схеме 4 имеет привод от двух двигателей.
Двухступенчатые редукторы
Двухступенчатые цилиндрические редуктора являются наиболее распространенными среди редукторов общего назначения.
В целях компактности и уменьшения веса передаточные числа двухступенчатых редукторов следует брать не более 50. При больших передаточных числах целесообразно перейти к трехступенчатой схеме.
Схема 1 рисунка 2 проста и широко распространена. Возможна унификация колес двух соседних типоразмеров редукторов, например, быстроходная пара одного редуктора может быть использована как тихоходная пара другого. Но расположение колес относительно опор несимметричное и нагрузка на подшипники не одинаковая, особенно для наиболее нагруженного ведомого вала, кроме того, увеличивается неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. Требуется большая жесткость валов. При применении косых зубьев возникают осевые силы, действующие на опоры. На колесах промежуточного вала для уменьшения осевой составляющей наклон зубьев должен быть одного направления.
Схеме 2 имеет раздвоенную быстроходную ступень и симметричное расположение колес относительно опор. Она удобна для косозубого зацепления быстроходной ступени, т.к. осевые усилия полностью уравновешиваются, а окружные равномерно распределяются по двум параллельным потокам благодаря возможным осевым перемещениям ведущего вала, который сам в параллельных зацеплениях равны. Тихоходная ступень может иметь прямые и шевронные зубья. При шевронном зацеплении один из валов должен иметь небольшое осевое перемещение. Раздвоение передачи применяются при тяжелых режимах работы редуктора. Недостаток симметричной схемы – несколько большие габариты и вес.
Схема 3 подобна схеме 2, но раздвоена тихоходная ступень. Уравновешивание осевых сил шевронного и косозубых зацепления и равные потоки мощности обеспечиваются некоторым осевым перемещением ведущего и ведомого валов.
Схема 4 является соосной, что уменьшает длину редуктора, но несколько увеличивает его ширину. Все же редуктор получается более компактный, а соосное расположение выходных валов облегчает установку редуктора при компоновке всего привода. Возможно одинаковое погружение в масляную ванну ведомых колес обеих ступеней. В таких схемах ведомый вал может выводиться только в одну сторону, противоположную стороне ведущего вала. Производство таких редукторов несколько сложнее, чем редукторов по развернутой схеме 1.
Схема 5 рисунка 3 является сосной вертикальной. Тихоходная ступень с внутренним зацеплением. Такая схема может обеспечить большее передаточное число, чем предыдущая.
Схема 6 соосная двухпоточная, что делает редуктор более компактным чем по схеме 4 и 5. Двухпоточная схема 6 должна выполныться с более высокой степенью точности, так как при значительных допускав на шаг зубьев невозможно обеспечить равномерное распределение потоков мощности. Редукторы общего применения обычно выполняются по 7 степени точности.
Схема 7 является сосной, двухпоточной, с равномерным распределением потоков мощности благодаря возможности осевого перемещения ведущего вала с раздвоенной шестерней, имеющей косые зубья равного направления, что уравновешивает осевые и выравнивает окружные усилия.
Схема 8 соосная, двух- и многопоточная, с выравниванием потоков мощности благодаря упругой связи с помощью тросиков между колесами промежуточных валов. Торсионы работают только на кручение. Введение упругой связи в силовую цепь каждого потока снижает динамичнве нагрузки и обеспечивает плавную работу редуктора. Конструкция и призводство такого редуктора сложнее.
Схема 9 рисунка 4вертикальная, соосная, трехпоточная, но может быть и с другим числом потоков. Картер редукторов выполняется без разъема туннельного типа. Сборка выполняется с левой стороны, закрываемой крышкой или фланцем электродвигателя.
Двухступенчатый редуктор по схеме 10 на рисунке 5 имеет привод от двигателей. Один поток мощности идет от шестерни Z1 к колесу Z2, а далее от шестерни Z3 к ведомому колесу Z4. Второй поток мощности идет от шестерни Z1 к колесу Z2 и от шестерни Z3 к общему ведомому колесу Z4. Такие редукторы выполняются шевронными для больших мощностей.
Специальный двухпоточнй редуктор по схеме 11 может обеспечить большое передаточное число (до 100). Поток мощности от шестерни Z1 раздваивается по колесам Z2 и через шестерни Z3 складывается на колесе Z4.
Трехступенчатые редукторы
Выполняются обычно с передаточными числами до 315. При больших числах целесообразно переходить к четырехступенчатым, которые наиболее часто выполняются с U=250+1500. Четырехступенчатые редукторы не стандартизированы.
Трехступенчатые редукторы общего назначения выполняются при специализированном производстве на базе двухступенчатых путем добавления одной ступени (чаще быстроходной). Это видно и по приведенным типичным схемам 1-4 на рисунке 6.
Все особенности схем отмечены при рассмотрении двухступенчатых редукторов. В схеме 1 и 2 имеющих последовательное и шахматное расположение пар момент лучше подводить со стороны более удаленной опоры, т.к. уменьшается концентрация нагрузки по длине зуба и создается некоторое торсионное действие вала. Схема 3 обеспечивает хорошее заполнение корпуса. Зазор между колесами и валами зависит от распределения передаточного числа между ступенями редуктора. Первая и третья ступень раздвоенные.
Схема 4 подобна схеме 3, но имеет раздвоенную вторую ступень.
Схема 5 смешанная, 2 и 4 валы сосны, а 1 и 3 не сосны.
Безлюфтовые редукторы
На рисунке 7 показана схема безлюфтового редуктора, который применяется в станках с цифровым программным управлением, в приборах и других механизмах, работа которых требует большой точности. Схема редуктора построена на принципе создания предварительного натяга, обеспечивающего взаимодействие зубьев только одной стороной профиля и без нарушения контакта. Предварительный натяг создается в замкнутом контуре, который состоит из двух симметрично расположенных полуконтуров. В замкнутом контуре появляется циркулирующая мощность, что увеличивает потери на трение на 3-10%, но величина К.П.Д. уменьшается незначительно. Принцип создания натяга и направления циркулирующей мощности при прямом и обратном вращении ясны из чертежа.
Редукторы с встроенными фрикционными муфтами.