Кинематическая схема червячной передачи

Червячные редукторы

Устройство червячного редуктора

Для обеспечения стабильной передачи и преобразования крутящего момента от мотора к рабочему механизму используется червячный редуктор, в основе которого используется зубчато-винтовой механизм. Устройство, как правило, преобразует невысокий крутящий момент мотора с высокой скоростью вращения, выдавая на выходе пропорционально сниженную скорость и повышенный момент.
Передаточное число, при котором достигаются оптимальные стабильные показатели эксплуатации составляет не более 40. Данный тип механизма отличается компактными размерами, плавной тихой работой, а также наличием специального механизма, активирующего процесс самоторможения.

Червячный редуктор нашел широкое применение в машиностроении и промышленности. Механизм благодаря надежности и стабильности функционирования позволяет сохранять стабильное изменение угловой скорости и показателя крутящего момента. Агрегат рассчитан на равномерные силовые нагрузки. Постоянная смена запуска на остановку, а также подача неравномерных нагрузок на узлы ускоряют процесс изнашивания поддающихся трению деталей и поломку силового устройства.

Кинематические схемы редукторов

Оси валов таких редукторов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 1); в наклонной плоскости (рис. 2); в плоскости, перпендикулярной к основанию корпуса редуктора: быстроходный вал находится или под тихоходным (рис. 3), или над тихоходным (рис. 4). Кроме того, оси валов могут быть перпендикулярны к основанию корпуса редуктора (рис. 5).

Цилиндрические одноступенчатые редукторы.

У редуктора могут быть два быстроходных вала и один тихоходный: рис. 6 оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса; рис. 7 — оси быстроходных валов расположены выше оси тихоходного вала.

Если редуктор имеет один быстроходный вал, два тихоходных и промежуточное зубчатое колесо (рис. 8), то тихоходные валы вращаются в разные стороны.

Схемы одно- и двухступенчатых редукторов

Цилиндрические одноступенчатые редукторы.редуктор цилиндрическийОсобенности конструкции редукторов

Оси валов таких редукторов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 1); в наклонной плоскости (рис. 2); в плоскости, перпендикулярной к основанию корпуса редуктора: быстроходный вал находится или под тихоходным (рис. 3), или над тихоходным (рис. 4). Кроме того, оси валов могут быть перпендикулярны к основанию корпуса редуктора (рис. 5).

Цилиндрические одноступенчатые редукторы.

У редуктора могут быть два быстроходных вала и один тихоходный: рис. 6 оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса; рис. 7 — оси быстроходных валов расположены выше оси тихоходного вала.

Если редуктор имеет один быстроходный вал, два тихоходных и промежуточное зубчатое колесо (рис. 8), то тихоходные валы вращаются в разные стороны.

Классификация цилиндрических редукторовЦилиндрическая передача

Области применения червячных редукторов

Будучи компонентом электромеханического или механического двигателя, червячный редуктор сохраняет мощность привода, увеличивает крутящий момент, подающийся на выходной вал. Область применения агрегатов имеет большое распространение в машиностроении и промышленности. Редуктор червячного типа также используется в случаях, когда требуется изменить направление движения вращающихся валов.

Агрегаты эффективно применяются в металлопрокате, железнодорожной отрасли. За счет наличия реверса во время движения, устойчивости к наращиванию скорости и торможению данные агрегаты нашли свое применение в приводах барабанов для тросов лифтов.

Червячный редуктор в бетономешалке

За счет простоты работы червячный редуктор незаменим в качестве рабочего узла, используемого в качестве приводного механизма бетономешалок, насосов, транспортеров, подъемных кранов, эскалаторов, растворосмесителей. Данный механизм является ключевым элементом, используемым в станках для обработки металлических либо деревянных материалов. Механизм обеспечивает высокую надежность и устойчивость к стабильным рабочим нагрузкам.

Конические одноступенчатые редукторы.

Оси валов этих редукторов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 27); быстроходный вал может быть расположен параллельно, а тихоходный перпендикулярно к основанию корпуса редуктора (рис. 28); быстроходный вал — перпендикулярно. а тихоходный — параллельно к основанию корпуса редуктора (рис. 29). Угол между осями валов может быть меньше 90= (рис. 30).

Конические одноступенчатые редукторы

Конструктивные особенности

Существует два типа конических редукторов:

  • узкие;
  • широкие.

Под узким типом редуктора подразумевается то, что ширина зубчатого колеса будет равна четверти внешнего конусного расстояния. Передаточные числа в диапазоне 3-5, а число зубьев у шестерни 20-23. У редукторов широкого типа ширина колеса варьируется в пределах от 0,3 до 0,4 внешнего конусного расстояния. Значения передаточных чисел будут 1-2,5, а количество зубьев шестерни от 25 до 28.

На рисунке ниже изображен чертеж конического редуктора, на котором видно, что зубчатые колеса соприкасаются под определенным углом. Валы установлены на однорядные роликовые подшипники и находятся в закрытом корпусе с крышкой. В большинстве случаев, материалом для корпуса служат сталь или чугун, но встречаются модели из легких сплавов. В конструкции используются шестерни конического типа, имеющие прямые или косые зубья. Использование радиальных подшипников позволяет выдерживать большие осевые нагрузки.

По типу исполнения, конические редукторы могут содержать одну или несколько ступеней, с увеличением которых будет задействовано большее количество валов и конических пар. Самыми распространенными на сегодняшний день являются редукторы конические одноступенчатые. Благодаря двухступенчатым и трехступенчатым агрегатам получается достичь требуемого вращающего момента и реверсивного движения.

В независимости от количества ступеней, вращение к редуктору от электродвигателя передается при помощи муфты, клиноременной или цепной передачи. На рисунке ниже изображена кинематическая схема одноступенчатого редуктора.

Смазка конической пары осуществляется при помощи масляной ванны. Одна из шестеренок частично погружена в масло и при вращении перемещает часть масла на другую шестерню, с которого масла вновь капает в ванну. Во время работы агрегата часть масла попадает на внутренние стенки корпуса, в которых находятся технологические отверстия. Через них масло попадает к подшипникам и смазывает их.

Рекомендации по использованию червячных редукторов

Во время монтажа агрегата ось колеса должна быть расположена сверху, а сам червяк внизу. За счет этого будет обеспечена стабильная работа узлов и исключены потери масла, которое обеспечивает плавное движение элементов, поддающихся трению.

Разновидности червячных редукторов

Когда червячный редуктор работает, нужно постоянно следить за температурным режимом элементов, которые находятся в движении, поддаваясь трению. В случае частых перегревов подвижных элементов снижается рабочий ресурс и ускоряется износ деталей. Повышенная температура движущихся элементов является ключевой причиной преждевременного выхода из строя агрегата.

Эксплуатируя редуктор червячного типа, нужно использовать в качестве смазочного материала более густое вещество. В таком случае снижаются потери масла, продлевается рабочий ресурс агрегата, уменьшается частота проведения ремонтных работ и сервисного обслуживания.

Чтобы механизм работал стабильно без перебоев, нужно минимизировать ударные нагрузки, которые повышают риски смещения зубьев во время движения, что приводит к неизбежной поломке.

Когда червячный редуктор запланировано применять в работе ручных механизмов, лучше выбрать другой агрегат. При использовании ручного режима работы из-за наличия эффекта самоторможения, управление требует приложения повышенных силовых нагрузок.

Перед покупкой устройства нужно детально изучать технические параметры и особенности функционирования механизма. Чем больше размер силового агрегата, тем выше требования к безопасности и стабильности его функционирования в условиях повышенных рабочих нагрузок.

Если вам необходима помощь в выборе червячного редуктора, вы можете обратиться к специалистам компании Е.М. Интех. Мы имеем многолетний опыт и исчерпывающие инженерные знания в области подбора и эксплуатации данного типа механизмов. Бесплатную консультацию можно получить по телефону +7 (495) 971-39-21 или заполнив форму обратной связи на нашем сайта в разделе контакты.

Коническо-цилиндрические двухступенчатые редукторы.

Коническо-цилиндрические двухступенчатые редукторы

Быстроходная ступень у этих редукторов — с коническими колесами, тихоходная ступень — с цилиндрическими колесами. В схеме на рис. 31 оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса. редуктора. В схеме на рис. 32 ось быстроходного вала направлена перпендикулярно к основанию корпуса редуктора.

Коническо-цилиндрические трехступенчатые редукторы.

Коническо-цилиндрические трехступенчатые редукторы

Быстроходная ступень у этих редукторов — с коническими колесами, промежуточная и тихоходная ступени — с цилиндрическими колесами (рис. 37 — оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора, рис. 38 — оси промежуточных и тихоходного валов расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора; ось быстроходного вала направлена перпендикулярно к основанию корпуса редуктора.

Достоинства цилиндрических редукторов

Группа наиболее распространена, благодаря ряду преимуществ.

  1. Высокий КПД, составляющий 95-98 %. С увеличением количества ступеней его величина несколько снижается. Низкие потери энергии вызваны небольшими силами трения в процессе работы.
  2. Высокая нагрузочная способность. При подходящих габаритах редуктор цилиндрический способен пропустить через себя и передать на расстояние значительную мощность. Конструктивные особенности механизмов не создают заеданий в зацеплениях. В большинстве устройств потерями пренебрегают, но в крупных и высокоскоростных агрегатах их необходимо учитывать.
  3. Незначительный люфт вала на выходе позволяет достичь высокой кинематической точности механизма.
  4. Отсутствие больших потерь энергии не приводит к перегреву агрегата. Основная мощность передается от привода к потребителю. На нагрев идет незначительная доля энергии, не вызывающая сильный нагрев деталей. Для большинства передач не нужны системы охлаждения.
  5. Надежная работа при динамических воздействиях (частые пуски, неравномерные нагрузки). В связи с этим цилиндрические редукторы широко применяются в оборудовании, где на рабочие органы действуют значительные импульсные нагрузки: дробилки, измельчители, шредеры и др. Преимущество обеспечивается за счет небольшой величины трения скольжения, благодаря которому мало изнашиваются детали. Высокий ресурс валов, передач и подшипников.
  6. Большой выбор устройств с разными передаточными числами.

Классификация по числу ступеней и типу передачи

Тип редуктора Число ступеней Тип передачи Расположение осей
Цилиндрический 1 Одна или несколько цилиндрических Параллельное
2 Параллельное/соосное
3
4 Параллельное
Конический 1 Коническая Пересекающееся
Коническо-цилиндрический 2 Коническая Цилиндрическая (одна или несколько) Пересекающееся/ Скрещивающееся
3
4
Червячный 1 Червячная(одна или две) Скрещивающееся
2 Параллельное
Цилиндро-червячный или червячно- цилиндрический 2 Цилиндрическая (одна или две) Червячная (одна) Скрещивающееся
3
Планетарный 1 Два центральных зубчатых колеса и сателлиты (для каждой ступени) Соосное
2
3
Цилиндрическо-планетарный 2 Цилиндрическая (одна или несколько) Планетарная (одна или несколько) Параллельное/соосное
3
4
Коническо-планетарный 2 Коническая (одна) Планетарная (одна или несколько) Пересекающееся
3
4
Червячно-планетарный 2 Червячная (одна) Планетарная (одна или несколько) Скрещивающееся
3
4
Волновой 1 Волновая (одна) Соосное

Редуктор с одной ступенью

Больше распространен редуктор цилиндрический одноступенчатый горизонтального исполнения.

редуктор цилиндрический одноступенчатый

Вертикальные модели также применяются. Та или иная конструкция связана с удобством компоновки привода. Колеса выполняются с прямыми, косыми или шевронными зубьями. Корпус цилиндрического редуктора изготавливается из чугунного литья или делается сваренным из стали.

корпус цилиндрического редуктора

Применяются подшипники качения и реже – скольжения (для тяжело нагруженных передач).

Редуктор цилиндрический горизонтальный имеет передаточное число не выше 6.3. Дальнейший рост передаточного числа (допускается его увеличение до 12.5) нерационально увеличивает габариты агрегата. Если редуктор цилиндрический одноступенчатый превышает допустимые габариты, применяют устройство меньшего размера с 2 ступенями.

редуктор цилиндрический горизонтальный

Передаточное число

Определение передаточного отношения выполняют по формуле вида:

  • nвх– обороты входного вала (характеристика электродвигателя) в минуту;
  • nвых– требуемое число оборотов выходного вала в минуту.

Полученное частное округляется до передаточного числа из типового ряда для конкретных типов мотор-редукторов. Ключевое условие удачного выбора электродвигателя – ограничение по частоте вращения входного вала. Для всех типов приводных механизмов она не должна превышать 1,5 тыс. оборотов в минуту. Конкретный критерий частоты указывается в технических характеристиках двигателя.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий