0154 / reduktor / Пояснительная записка / Раздел 1. Обзор и анализ существующих конструкций

Раздел 1. Обзор и анализ существующих конструкций.

Червячный редуктор- устройство, преобразующее угловую скорость и момент двигателя, используя червячную передачу.

Редуктор червячный — один из классов механических редукторов. Редукторы классифицируются по типу механической передачи. Редуктор называется червячным по виду червячной передачи, находящейся внутри редуктора, передающей и преобразующей крутящий момент. Винт, который лежит в основе червячной передачи, внешне похож на червяка, отсюда и название. Червячный редуктор может быть с одной или более механическими планетарными передачами.

В червячном редукторе увеличение крутящего момента и уменьшение угловой скорости выходного вала происходит за счет преобразования энергии, заключенной в высокой угловой скорости и низком крутящем моменте на входном валу. Наиболее распространены одноступенчатые червячные редукторы. При больших передаточных числах применяют либо двухступенчатые червячные редукторы, либо комбинированные червячно-зубчатые или зубчато-червячные редукторы.

Рис. 1 Цилиндрический червячный редуктор

Планетарный редуктор (дифференциальный редуктор) — один из классов механических редукторов. Редуктор называется планетарным из-за планетарной передачи, находящейся в редукторе, передающей и преобразующей крутящий момент. Планетарный редуктор может быть с одной или более планетарными передачами. Планетарные редукторы имеют самую большую популярность среди механических редукторов. Она достигается благодаря малым габаритам планетарных редукторов, высокому КПД, большому передаточному числу.

Рис. 2 Планетарный редуктор

Волнова́я передача — механическая передача, передающая движение за счет циклического возбуждения волн деформации в гибком элементе. Передача движения может производиться посредством зубьев, винтового принципа, а также фрикционного контакта. Изобретена в 1959 году американским инженером У. Массером.

Принцип действия

Детали волновых зубчатых передач

Состоит из жесткого неподвижного элемента — зубчатого колеса с внутренними зубьями, неподвижного относительно корпуса передачи; гибкого элемента — тонкостенного упругого зубчатого колеса с наружными зубьями, соединенного с выходным валом; генератора волн — кулачка, эксцентрика или другого механизма, растягивающего гибкий элемент до образования в двух (или более) точках пар зацепления с неподвижным элементом. Число зубьев гибкого колеса несколько меньше числа зубьев неподвижного элемента. Число волн деформации равно числу выступов на генераторе. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление с зубьями жёсткого, а во впадинах волн — полностью выходят из зацепления. Линейная скорость волн деформации соответствует скорости вершин выступов на генераторе, то есть в гибком элементе существуют бегущие волны с известной линейной скоростью. Разница чисел зубьев жёсткого и гибкого колёс обычно равна (реже кратна) числу волн деформации.

Рис. 3 Волновой редуктор

Вариа́тор (лат. variātor «изменитель») — механическая трансмиссия, способная плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения производится вручную или автоматически.

Вариатор применяется в устройствах (агрегатах), требующих бесступенчато изменять передаточное отношение, таких как автомобили, мотороллеры, снегоходы, квадроциклы, конвейеры, металлорежущие станки, мешалки и др. В стационарных устройствах вместо вариаторов обычно применяется регулируемый электропривод.

Рис. 4 Вариатор

Коро́бка переда́ч (коробка перемены передач, коробка переключения передач, коробка скоростей, КП, КПП, англ. Gear box) — агрегат (как правило — шестерёнчатый) различных промышленных механизмов (например, станков) и трансмиссий механических транспортных средств.

КП транспортных средств предназначена для изменения частоты и крутящего момента в более широких пределах, чем это может обеспечить двигатель транспортного средства. Как правило, это относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), которые имеют недостаточную приспособляемость. Транспортные средства с паровыми или электрическими (трамвай, троллейбус) двигателями, имеющими высокую приспособляемость и обеспечивающими изменение частоты вращения и крутящего момента в более широких пределах, чем ДВС, обычно выполняются без КП. Также КП предназначена для обеспечения движения транспортного средства задним ходом и длительного отключения двигателя от движителя при пуске

д вигателя и работе его на стоянках.

В металлорежущих и других станках КП применяют, в первую очередь, для обеспечения оптимальных режимов резания — частот вращения (скоростей перемещения) режущего инструмента или обрабатываемой детали (например, частота вращения шпинделя токарного или сверлильного станка).

Рис. 5 Коробка передач

Мотор-редуктор (от лат. motor — приводящий в движение и лат. reductor — ведущий обратно) — агрегат, представляющий собой совмещённые в одном блоке электродвигатель и редуктор. Как элемент электропривода, широко применяется во всех областях промышленности; достоинства его — высокий КПД, простота обслуживания, компактность, упрощённый монтаж. В зависимости от типа используемой передачи, выделяют планетарные, червячные, цилиндрические, волновые и пр. мотор-редукторы.

Как правило одной ступени бывает недостаточно для достижения необходимого диапазона передаточных чисел мотор-редукторов, поэтому широкое применение нашли двух и трёхступенчатые мотор-редукторы. Не редкостью, также, являются четырёх и пятиступенчатые мотор-редукторы. К основным компоновкам можно отнести:

- цилиндрический соосный мотор-редуктор. Обычно имеет две-три ступени и диапазон передаточных чисел от 3 до 200. Для передачи движения в нём используются цилиндрические косозубые колёса. Монтируются они, как правило, на лапах или на фланце. Своё название "соосный" такой мотор-редуктор получил благодаря тому, что выходной вал находится на одной оси с электродвигателем. По компоновке цилиндрический соосный мотор-редуктор схож с планетарным, волновым и циклоидным редуктором.

Рис. 6 Мотор редуктор

Коническо-цилиндрический редуктор — это механический редуктор, который содержит в себе одну коническую и цилиндрические передачи. Такой редуктор необходим в случае если оси валов подвода и отбора мощности пересекаются. Редуктор может быть горизонтальным и вертикальным, в зависимости от необходимости. Конические колеса (в первой ступени) выполняются преимущественно с криволинейным профилем зуба, так как первая ступень испытывает наибольшие угловые и линейные скорости (до 60000 об\мин), то плавность работы колесами с прямым зубом не может быть достигнута.

Рис. 7 Коническо-цилиндрический редуктор.

Цилиндрические редукторы – одна из самых больших групп редукторов, которая в целом выделяется особым видом зацепления, таким как цилиндрические зубчатые передачи. По передачам (ступеням) в редукторе – 1 - ступенчатый, 2 - ступенчатый, 3 - ступенчатый, 4 - ступенчатый; По расстоянию между осями выходного и входного валов - редукторы с параллельными валами и соосные редукторы. Редукторы считаются соосными, если промежуток между осями выходного и входного валов меньше, чем межосевое расстояние передач, по этому, только редукторы с числом ступеней не меньше двух могут быть соосными, а также выходной и входной валы таких преобразователей расположены по разным сторонам

Рис. 8 Цилиндрический редуктор

Т урборедуктор — редуктор, работающий в режиме высокой скоростной (частотной) нагрузки. Средний диапазон частот вращения валов-шестерней турборедуктора 15-80 тыс. об/мин. Диапазон нагрузок 30-90 МВт. Высокие нагрузки предъявляют особые требования к материалу и обуславливают особенности конструкций турборедукторов.

Рис. 9 Турборедуктор