Введение
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ремённые передачи.
Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращательного момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.
Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые колёса, валы, подшипники. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или устройства для охлаждения.
Редуктор проектируют либо для привода определённой машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.
Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные, зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и так далее); типу зубчатых колёс (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развёрнутая, соосная, с раздвоенной ступенью).
Горизонтальные и вертикальные редукторы могут иметь колёса с прямыми, косыми или шевронными зубьями. Корпуса чаще выполняют литыми чугунными, реже – сварными стальными. При серийном производстве целесообразно применять литые корпуса. Валы монтируют на подшипниках качения или скольжения.
Последние обычно применяют в тяжёлых редукторах.
Максимальное передаточное число одноступенчатого цилиндрического редуктора по ГОСТ 2185 – 66 Umax=12.5. Высота одноступенчатого редуктора с таким или близким к нему передаточным число больше, чем двухступенчатого с тем же значением U. Поэтому практически редукторы с передаточными числами, близкими к максимальным, применяют редко, ограничиваясь U≤6.
Выбор горизонтальной или вертикальной схемы для редукторов всех типов обусловлен удобством общей компоновки привода.
1 Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода.
По таблице
1.1 [3] примем:
1) КПД пары
цилиндрических зубчатых колёс
=0,97;
2) КПД учитывающий
потери пары подшипников качения
=
0,99;
КПД открытой
клиноременной передачи
=0,96;
Общий КПД привода
=
+
+
=
0,97 .
0,992
.
0,96=0,91
(1.1)
Требуемая мощность электродвигателя
(1.2)
Определим ориентировочную частоту вращения вала электродвигателя.
nдв=n
∙u
∙u
Передаточное число редуктора и n задано: u =3; n =1500 об/мин; передаточное число ременной передачи рекомендуется брать в пределах
u =2÷4.
По таблице П1 [3] по требуемой мощности и ориентировочной частоте вращения выбираем электродвигатель 4А90L4У3. Для него
Синхронная частота вращения nс=1500 об/мин;
Скольжение: S=5,1%=0,051;
Мощность (Рдв)=2,2 кВт.
Частота вращения вала электродвигателя
nдв=nс. (1-S)= 1500. (1-0,022)=1467 об/мин (1.4)
Передаточное число привода
(1.5)
По заданию Up=3, тогда
(1.6)
Частоты вращения и угловые скорости валов привода:
1) Вал электродвигателя и ведущий шкив ременной передачи
n1=nдв=1467 об/мин
рад/с (1.7)
2) ведущий вал редуктора:
об/мин; (1.8)
рад/с; (1.9)
3) Ведомый вал редуктора
об/мин
(1.10)
рад/с (1.11)
Вращающиеся моменты на валах:
1) Вал электродвигателя и ведущий шкив ременной передачи
(1.12)
2) Ведущий вал редуктора
Н.мм (1.13)
3) Ведомый вал редуктора
Н.мм (1.14)