Мотор-редуктор, типы и устройство

Виды зубчатых передач

В редукторах для передачи вращательного движения применяются зубчатые колеса, образующие зубчатые зацепления, передающие движение на валы.

Зубчатые передачи бывают —

• цилиндрический (вращательное движенеи при параллельных осях, a)
• конические (вращательное движение при пересекающихся осях б)
• червячные и гипоидные — (при скрещивающихся осях, в)

Зубчатые передачи бывают с внешним и внутренним зацеплением.Червячные зубчатые колеса выполняются цельными литыми,или кованными или составными. Степень точность зубчатых колес и передач определяется их конструкцией, назначением, скоростью и условиями работы механизмов. Зубчатое колесо с небольшим числом зубьев обычно называют шестерней, а с частыми зубьями — колесом.

Также передачи отличаются типом зацепления, отечественные мотор-редуторы изготавливают обычно с прямозубым зацеплением, тогда как на западе распространены более точные -косозубые.

Для обслуживания зубчатых передач применяют жидкие смазочные материлы, минеральные и синтетические масла. С синететическим маслом, согласно результатов исследований КПД несколько выше.

Конические передачи обычно используются при скорости до 30 м/с, червячные — до 12 м/с, глобоидные — до 20 м/с. С увеличением окружной скорости передач необходимо обеспечивать более точное изготовление колес.

Выбор подшипников и их установка в редукторах зависят от вида зацепления, нагрузки, расстояния между опорами, способа смазывания и охлаждения, условий монтажа и эксплуатации. В редукторах применяются подшипники качения и подшипниками скольжения, при скорости до 15 м/с обычно используют первые. Правильная установка подшипников качения является одним из важных параметров работы.

В последнее время были разработаны высокотехнологичные и экономически выгодные конструкции редукторов, отличающиеся долговечностью и высокой надежностью, высокими скоростями и точностью. В основном такая продукция производится в Европе, например, таковы редукторы Tramec , которые реализует наша компания.

Как сделать самодельный редуктор для мотоблока

Для самостоятельной сборки преобразующего устройства на мотоблок необходимо запастись следующими инструментами:

• штангенциркуль и металлическая линейка;
• набор отверток разного размера, в том числе и косая;
• пассатижи и кусачки;
• пила по металлу;
• электродрель с набором сверл по металлу;
• тиски;
• молотки – большой и маленький;
• резиновые прокладки.

Также с помощью предварительных расчетов вы сможете оценить габариты будущего передаточного устройства.

Чтобы сделать правильный расчет, определитесь с параметрами вашего двигателя. Для расчетов необходимо уточнить несколько данных:

1. Число оборотов коленвала двигателя. Однако эта величина не является постоянной: стоит «прибавить газ», и она значительно увеличится. Поэтому расчеты основываются на базе – количество холостых оборотов плюс 10%.
2. Расчетное число оборотов для оси подвески. Оно высчитывается с учетом диаметра колес для определения выбега за один полный оборот. На основе этого можно посчитать, с какой скоростью должна вращаться ось, чтобы обеспечить максимально комфортную скорость движения мотоблока. Это в среднем от 3 до 5 км/час.

Рассмотрим простой пример: мощность двигателя на холостом ходу с учетом увеличения на 10% составляет 600 оборотов/мин, а для обеспечения скорости 3 км/час требуется скорость вращения 200 об/мин. Следовательно, расчетное передаточное отношение редуктора составляет 3:1. Иными словами, для уменьшения скорости вращения оси в три раза, чтобы обеспечить скорость движения 3 км в час, в три раза увеличивается крутящий момент.

Пошаговая инструкция по сборке цепного редуктора

При наличии определенных навыков можно сделать редуктор любого типа своими руками, но проще всего собрать малогабаритный механизм с цепной передачей. Материалы для него легче найти, они надежны в работе.

Чтобы изготовить самодельный цепной механизм, запаситесь следующими запчастями и материалами:

• звездочки с необходимым количеством зубьев;
• ведомый вал;
• цилиндрические и эксцентриковые подшипники;
• защитный кожух;
• крепежные детали для соединения частей кожуха;
• цепи с необходимым количеством звеньев.

В качестве защитного кожуха можно использовать старый корпус коробки передач подходящего размера, просверлив в нем отверстия для крепления.

• Изготовление самодельного редуктора для мотоблока начинается с закрепления на выходном вале двигателя ведущей звездочки. Для ее фиксации можно использовать шпонку или фланец. В зависимости от конструкции выходного вала, может быть применена даже точечная сварка.
• Ведомый вал следует выточить на станке. Звездочку на нем фиксируют так же, как и на ведущем вале.
• Более надежный способ – изготовить вал из двух полуосей, на концах которых вытачиваются фланцы. Ведомую звездочку закрепляют между ними, скрепляя всю конструкцию болтами. В этом варианте звездочка второй ступени будет закреплена более точно и надежно.
• Чтобы защитить механизм редуктора от грязи и механических повреждений, его помещают в защитный корпус, который служит также резервуаром, содержащим жидкую смазку для движущихся деталей.
• В защитном корпусе (картере) просверливаются гнезда для установки опорных подшипников. Ведомый вал устанавливается на цилиндрических подшипниках, а ведущий – на эксцентриках. Меняя, в силу своих конструктивных особенностей, положение в посадочном гнезде в радиусе 15°, эксцентриковый подшипник меняет и положение ведущего вала, регулируя таким образом натяжение цепи.

Если расчет передаточного числа сделан правильно, то редуктор, аккуратно собранный с учетом всех конструктивных особенностей вашего мотоблока, обеспечит бесперебойную работу механизмов ничуть не хуже, чем его промышленные аналоги.

Рубрика: Самоделки

Cпособы соединения вала двигателя и вала редуктора:

1) вал к валу — используют если хотят уменьшить габариты и массу механизма.

2) соединение с помощью компенсирующей муфты — для компенсации смещений (угловых, осевых, радиальных) и погрешностей при сборке, но при этом габариты привода увеличиваются.

Компенсирующие муфты бывают жесткие и гибкие (упругие, эластиные), смягчающие удары. Некоторые производители редукторов конструируют собственные полумуфты и делают один конец вала уже с полумуфтой, другая половина полумуфты со зведочкой входит в комплект.

3) соединение шестерней — червячный или коническо цилиндрический мотор-редуктор становится цилиндро червячным или цилиндро-коническо-цилиндрическим. Соединенные валы нагружаются силами, действующими на зубья шестерни.

4) клиноременная передача — также увелиничает габатиры окончательного механизма, нагузку на валы определяет сила предварительного натяжения ремней.Натяжение ремня происходит с помощью соединений шпилька-гайка, предварительно усиливают подшипниковый узел, ближний к присоединительному концу входного вала редуктора. 

Мотор-редукторы с приводом от двигателя клиноременной передачей за рубежом изготавливают на базе основного (на лапах, с фланцем или насадного) исполнения редуктора.

6) насаживание мотор-редуктора на приводной вал

Насадное исполнение мотор-редуктора широко распространено и позволяет уменьшить осевые габаритные размеры. Осевую фиксацию обеспечивает гайка.

Они обычно изготавливаются по модульному принципу (из составных унифицированных частей).

а, д, и – соединение «вал к валу», б, е, к – соединения компенсирующей муфтой, в, ж, л – соединения шестерней, г, з, м – соединение клиноременной передачей.

Классификация мотор редукторов в зависимости от способа крепления

Особняком в этой группе приводного оборудования стоят мини мотор редукторы. Эти устройства представлены миниатюрными электрическими асинхронными двигателями или миниатюрными электродвигателями постоянного тока, комплектующимися цилиндрическими редукторными элементами. Двигатели комплектуются каким-то одним из двух типов валов (цилиндрический или вал шестерня), тормозным элементом, при необходимости предоставляется контроллер скорости, регулирующий обороты электрического двигателя. Такие маломощные мотор редукторы используются не только в промышленности, но и в бытовых условиях. Разумеется, что мотор редуктор для буровой установки должен соответствовать совершенно другим эксплуатационным требованиям и техническим характеристикам.

Виды редукторов

Конические редуторы передают вращающий момент при пересекающихся осях (обычно оси ведущего и ведомого колеса пересекаются под прямым углом. Конические редуторы выполняются двух типов узкого (передадочные числа от 3 до 5) и широкого (от 1 до 2,5)Прямозубые конические передачи применяются при окружных скоростях до 3 м/с, с тангенциальными зубьями — до 12 м/с, с круговыми шлифованными до 30 м/с.Данный редуктор выбирается по наибольшему крутящему моменту на тихоходном валу.Конические редуторы производятся с цельнолитыми чугунными или стальными корпусами.

Редукторы с цилиндрическими передачами могут передавать крутящие моменты в широком диапазоне, обеспечивать необходимые передаточные числа, обладают высоким КПД, простотой конструкциии, удобством монтажа, являются наиболее универсальными.

Цилиндрические передачи могут передавать крутящие моменты до 3000 кН*м, при окружных скоростях до 100м/с, они являются наиболее универсальными, подходящими под большинство задач, допускают кратковременные перегрузки, возникающие при пусках и остановках электродвигателя

По ширине зубчатых колес подразделяются на узкий и широкий тип 

Коническо — цилиндрические редукторы (быстроходная ступень выполняется конической, а последующие цилиндрическими) применяются в приводах транспортеров, питателей, конвейерных лентах, механизмах подач и т.п. так как редуктор и двигатель размещаются вдоль обслуживаемого механизма, не занимая лишней площади.крышками.

Червячные редукторы распространены в промышленности, наряду с коническими. червячные передачи преобразуют вращательное движение при скрещивающихся осях.используются в приводах, работающих в краткосрочном и среднесрочном режимах.

Достоинства — передача больших передаточных чисел в одной ступени, возможность передачи вращения от двигателя на вал под углом 90 градусов. низкий шум и вибрация, большая точность

Недостатки — потери на трение, большой нагрев.

В глобоидной (гипоидной) передаче увеличивается число одновременно работающих зубьев червяк имеет форму глобоида.Данный тип передачи похож на коническую, только оси пересекаются не под прямым углом и червяк- глобоид меньше чем коническая шестерея. ось ведущего вала не пересекается с осью ведомого вала.

Планетарные передача — сложный механизм, состоящий из зубчатых и фрикционных колес, их расположение напоминает планеты солнечной системы, откуда и название. Окружное усилие распределяется между несколькими колесами.

Составные части планетарной передачи:

Солнечная шестерня — находится в самом центре редутора,Коронная шестреня (еще называют кольцевая) — на переферической стороне, она «окружает» все шестерни и имеет зубцы с внутренней стороны.Сателлиты (еще называют планетарные) — малые шестерни между коронной и солнечной.Водило — с внешней стороны не видно, объединяет сателлиты, имеет оси для их вращения

Существует несколько разновидностей конструктивных исполнений планетарных редукторов

В зависимости от передаточного числа могут быть 1-2-3 и многоступенчатыми, планетарные передачи могут быть объединены в одном корпусе с цилиндрическими коническими или червячными.Валы редуктора могут располагать горизонтально и вертикально, на подшипниках скольжения (при высоких скоростях)или качения (при малых и средних скоростях)

В планетарных редукторах может быть большее количество передач. Окружное усилие распределяется между несколькими зубчатыми колесами.

Обеспечение максимальной точности способствует равномерному распределению нагрузки.

Моменты, передаваемые этими редукторами могут быть до 4000 кН*м

Для передачи больших мощностей используются зубчатые колеса меньшего диаметра, чем у цилиндрическими передач.

Планетарные передачи нуждаются в меньшем количестве масла для смазки, требуют высокой точности изготовления, имеют повышенный момент инерции

Если в редуторе несколько планетарных передач — это дифференциальный редуктор.

Классификация мотор редукторов в зависимости от расположения осей входного и выходного валов в пространстве

Где используется устройство

Понижающий редуктор имеет множество достоинств. Его конструкция позволяет увеличить производительность и прибыль больших промышленных предприятий. А также его можно считать незаменимым помощником в домашнем хозяйстве.

Специалисты выделяют такие области применения аппарата:

• в промышленности;
• в коробках передач автомобилей;
• в различном электрическом оборудовании.

На крупных предприятиях это изделие применяется довольно широко. В разных станках для обработки металла редуктор используется как вращательный передаточный узел, который увеличивает число оборотов.

В коробках передач для автомобильного транспорта устанавливается аппарат, который уменьшает частоту вращения мотора. Мягкость и плавность хода машины напрямую зависит от качества регулировки шестеренок редуктора.

Такое изделие широко применяется в электрическом оборудовании и бытовой технике, например, в перфораторах, дрелях или миксерах. Редукторы можно считать главными деталями вентиляционных, планетарных, насосных и очистных систем, потому что они способны поддерживать оптимальное рабочее давление.