2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РЕДУКТОРАХ

Редуктор – механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента на валах. В корпусе редуктора расположены зубчатые и червячные колеса, неподвижно закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса. В основном используются подшипники качения.

Все редукторы классифицируются по типам, типоразмерам и исполнению. Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному и положением осей зубчатых колес в пространстве. Для обозначения передач используют большие буквы русского алфавита: Ц – цилиндрическая, К – коническая, Ч – червячная П – планетарная и т. д. Если одинаковых передач две или более, то после буквы ставится соответствующая цифра. Наиболее распространены редукторы с горизонтальными валами.

Обозначение типоразмера складываются из его типа и главного параметра его тихоходной ступени. Для передач цилиндрических и червячных редукторов главным параметром является межосевое расстояние.

Под исполнением понимают передаточное отношение, вариант сборки и формы концов валов. Например: типоразмер редуктора ко- ническо-цилиндрического с межосевым расстоянием 200 и общим передаточным отношением u будут обозначаться КЦ-200- , где

– исполнение по передаточному числу.

Рис. 2.1. Одноступенчатый горизонтальный редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами

На рис. 2.1–2.6. представлены кинематические схемы и конструкции наиболее распространенных типов цилиндрических зубчатых редукторов, на которых входной (быстроходный) вал обозначен

7

буквой – Б, выходной (тихоходный) – Т. Максимальное передаточное число одноступенчатого цилиндрического редуктора (рис. 2.1, рис. 2.2) по ГОСТ 2185–66 u , . Максимальное значение передаточного отношения используется крайне редко, обычно u .

Компоновочные возможности одноступенчатых редукторов ограничены и водятся обычно к расположению осей валов в пространстве. Зацепление в большинстве случаев – косозубое, с углом наклона

линии зуба .

В редукторах с межосевым расстоянием

aw мм зацепление выполняют шевронными зубчатыми колесами.

Рис. 2.2. Одноступенчатый цилиндрический редуктор вертикального исполнения

Обозначение цилиндрического одноступенчатого редуктора с межосевым расстоянием 160 мм, передаточным числом 4, вариантом сборки ΙΙ: ЦУ-160-4-11.

Двухступенчатые цилиндрические редукторы выполняют по развернутой схеме (рис. 2.3), раздвоенной (рис. 2.4), соосной (рис. 2.5) схемам. Наиболее распространена развернутая схема, которая обеспечивает редуктору лучшую технологичность, малую ширину, допускает легкую и рациональную унификацию с другими редукторами. Такие редукторы применяют при u , , а чаще при u . Недостатком развернутых схем является несимметричность расположения зубчатых колес относительно опор, вследствие чего нагрузка между подшипниками распределяется неравномерно и в результате деформации изгиба и кручения валов возникает концентрация нагрузки по длине зуба. С точки зрения равномерного распределения

8

нагрузки наиболее применимы конструкции с параллельными (раздвоенными) потоками мощности (рис. 2.4).

Для компенсации осевого усилия и разгрузки подшипников колеса раздвоенной ступени выполняют косозубыми с противоположным наклоном зубьев. Угол наклона зубьев раздвоенных ступеней, как и в шевронных передачах, рекомендуют принимать в пределах

. Раздваивать тихоходную пару нецелесообразно. Редукторы с шевронными зубчатыми колесами применяют, главным образом, для тяжело нагруженных передач и в случаях, когда недопустима осевая нагрузка для опоры.

Рис. 2.3. Двухступенчатый цилиндрический горизонтальный редуктор (со снятой крышкой)

9

Рис. 2.4. Двухступенчатый цилиндрический горизонтальный редуктор с раздвоенной быстроходной ступенью

Рис. 2.5. Двухступенчатый цилиндрический соосный редуктор

Рис. 2.6. Одноступенчатый конический редуктор

10

Для компенсации осевого усилия и разгрузки подшипников колеса раздвоенной ступени выполняют косозубыми с противоположным наклоном зубьев. Угол наклона зубьев раздвоенных ступеней, как и в шевронных передачах, рекомендуют принимать в пределах

. Раздваивать тихоходную пару нецелесообразно. Редукторы с шевронными зубчатыми колесами применяют, главным образом, для тяжело нагруженных передач и в случаях, когда недопустима осевая нагрузка для опоры.

Двухступенчатые соосные редукторы с одним потоком мощности (рис. 2.5) по габаритам и массе близки к редукторам с раздвоенной схемой, но позволяют осуществить на 25 % больше передаточное отношение. Расположение опор соосных валов внутри корпуса усложняет его конструкцию, приводит к увеличению длины промежуточного вала, следовательно, и его прогибов, что является одним из недостатков таких схем.

Обозначение цилиндрического двухступенчатого редуктора с межосевым расстоянием тихоходной ступени 200 мм, передаточным числом 25, сборкой 12: Ц2У-200-25-12.

Конические зубчатые редукторы применяют в тех случаях, когда входной и выходной валы редуктора должны быть перпендикулярны. Кинематические схемы редукторов приведены на рис. 2.6.

Конические колеса могут быть выполнены прямозубыми или с круговым зубом. В современных конических редукторах колеса выполняют, в основном, с круговыми зубьями. Предпочтительное значе-

ние угла наклона линии зуба в середине кругового зуба . Во избежание появления на шестерне отрицательной осевой силы, затягивающей шестерню в зацепление, желательно, чтобы направление вращения зубчатого колеса и направление наклона линии зуба совпадали.

Рис. 2.7. Двухступенчатый горизонтальный коническо-цилиндрический редуктор

11

Рис. 2.8. Двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор с вертикальным валом

Передаточное число и одноступенчатых конических редукторов с прямозубыми колесами, как правило, не выше трех, в редких случаях u . При косых или круговых зубьях u (в очень редких случаях u , ).

Широкое применение находят комбинированные коническоцилиндрические двухступенчатые редукторы (рис. 2.7–2.8). В двухступенчатых коническо-цилиндрических редукторах коническая пара может иметь прямые, косые или круговые зубья. Цилиндрическая пара также может быть прямозубой или косозубой. Диапазон передаточных чисел таких редукторов u ... . Наибольшие значения при прямозубых конических колесах umax ; при конических колесах с

круговым зубом umax .

Обозначение стандартных коническо-цилиндрических редукторов: КЦ1-200; КЦ1-500.

Червячные редукторы применяются при передаче движения между перекрещивающимися валами. Такие редукторы дают возможность обеспечить в одной ступени большое передаточное отношение при малых габаритах, плавность и бесшумность в работе. Однако, вследствие низкого коэффициента полезного действия (КПД) и меньшего ресурса работы, чем у зубчатых редукторов, их не рекомендуется применять в машинах непрерывного действия. Использование дорогостоящего антифрикционного материала для изготовления венца червячных колес, склонность к заеданию, значительный износ и нагрев при продолжительной работе также являются недостатками червячных передач.

Компоновочные возможности таких редукторов ограничены и сводятся к положению червячной пары в пространстве. На рис. 2.9

12

показан червячный одноступенчатый редуктор с нижним расположением червяка.

Рис. 2.9. Червячный редуктор с нижним расположением червяка

Схемы, представленные на рис. 2.10 различаются по расположению червячной пары в пространстве. Исполнение редуктора 1 – нижнее горизонтальное расположение червяка (рис. 2.10, а); исполнение 2 – верхнее горизонтальное расположение червяка (рис. 2.10, б); исполнение 3 – боковое горизонтальное расположение червяка при вертикально расположенном тихоходном вале (рис. 2.10, в; рис. 2.12); исполнение 4 – вертикальное расположение червяка (рис. 2.10, г).

а)

б)

в)

г)

Рис. 2.10. Кинематические схемы червячных редукторов:

а) нижнее горизонтальное расположение червяка; б) верхнее горизонтальное расположение червяка; в) боковое горизонтальное расположение червяка; г) вертикальное расположение червяка

13

а)

б)

Рис. 2.11. Червячные редукторы:

а) с нижним расположением червяка; б) с верхним расположением червяка

Выбор схемы червячного редуктора определяется требованиями компоновки машины. Редукторы с нижним расположением червяка (рис. 2.11, а) преимущественно применяют с окружной скоростью

червяка до ... мс, так как в этом случае обеспечивается лучшая

смазка зацепления. Но при больших скоростях возрастают потери на размешивание масла и поэтому целесообразно располагать червяк над колесом (рис. 2.11, б). Однако, при этом ухудшаются условия теплоотдачи в масло и требуются специальные устройства для смазки подшипников червяка. В передачах с вертикальным расположением червяка (рис. 2.10, г) условия смазки зацепления и подшипниковых узлов весьма неблагоприятны. Конструкция корпуса редуктора отличается более сложным изготовлением.

Червячные редукторы выпускают в одноступенчатом и двухступенчатом исполнениях. Червячные одноступенчатые редукторы без искусственного охлаждения изготовляют из алюминиевого сплава.

Червячные редукторы с чугунными корпусами выпускают с ограничениями по термической мощности.

14

Рис. 2.12. Червячный редуктор с боковым расположением червяка

Рис. 2.13. Двухступенчатый зубчато-червячный редуктор

Двухступенчатые редукторы с использованием червячной пары могут быть выполнены в нескольких вариантах: зубчато-червячные, червячно-зубчатые и двухступенчатые червячные. Первый вариант представлен на рис. 2.13. Передаточные числа таких редукторов u , а в отдельных случаях и выше (для учебного проектирования рекомендуется ограничиться u ... ).

15