Редуктор — механизм, служащий для преобразования крутящего момента с одного вала на другой в большую или меньшую сторону. Как правило, он является частью привода машин и станков. В состав редуктора входят зубчатые и червячные передачи, размещенные в корпусе.

Виды редукторов

Все редукторы делят на 2 основных вида:

• демультипликаторы, преобразующие и передающие вращающий момент от одного вала на другой.
• мультипликаторы, преобразующие и повышающие вращающий момент от одного вала на другой.

Так как демультипликаторы применяются очень редко, устройства, служащие для понижения уголовной скорости принято называть редукторами.

По количеству ступеней устройства бывают:

• одноступенчатые;
• двухступенчатые;
• трехступенчатые.

По форме устройства и применяемым внутри элементам различают:

• конические;
• цилиндрические;
• волновые;
• червячные;
• планетарные.

В основе принципа работы червячного редуктора лежит изменение угловой скорости или усилия путем передачи вращения от одного вала к другому, расположенного к нему перпендикулярно. Такой механизм был изобретен еще в Древней Греции Архимедом, но до сих пор успешно используется в различных устройствах. Из плюсов можно выделить большой передаточный момент, а также бесшумную, плавную работу, минус заключается в относительно невысоком КПД.

В цилиндрическом редукторе задействованы зубчатые колеса соответствующей формы, а оси валов имеют параллельное расположение по отношению друг к другу. Такая конструкция позволяет достигать КПД устройств до 95 %.

Благодаря шестеренкам с формой конуса достигается плавная сцепка и прочность. Их применение позволяет располагать валы внутри корпуса редуктора как горизонтально, так и вертикально.

Для волновых редукторов характерно наличие кулаков и эксцентриков, способствующих достижению гибкого промежуточного числа.

Устройство редуктора

Вращательный момент передается через зацепление ведущего зубчатого колеса и ведомого. При одной и той же линейной они имеют разную угловую скорость. Таким образом, количество вращений каждого колеса отличается друг друга в зависимости от их диаметра и числа зубьев. В одном корпусе может быть одно или несколько зацеплений неподвижно закрепленных на валах шестерен.

Основные узлы и детали, которые входят в состав редуктора:

• корпус с крышкой, в котором размещены элементы устройства;
• валы с зубчатыми или червячными колесами, среди которых тихоходный, быстроходный и промежуточный;
• центрирующие подшипники;
• уплотнительные кольца, сальники и т. д.

В работающем устройстве происходит непрерывный процесс смазывания деталей маслом путем разбрызгивания или принудительной циркуляции с помощью вмонтированного в корпус насоса.

Один из валов редуктора имеет соединение с исполнительным механизмом, второй — с приводом (двигателем внутреннего сгорания, электрическим мотором и т. д.).

Принцип действия двухступенчатого цилиндрического редуктора

В двухступенчатом цилиндрическом редукторе достигается уменьшение угловой скорости на ведомом валу и повышение крутящего момента за счет двух зацеплений с шестеренками разного диаметра, плотно посаженных на промежуточный вал. При этом тихоходный вал имеет соединение с исполнительным механизмом, а быстроходный — с приводом.

Для каждой пары цилиндрических деталей, имеющих зацепление, можно рассчитать передаточное число. Оно представляет собой отношение диаметров шестеренок или угловых скоростей вращения. Для определения передаточного числа всего редуктора необходимо перемножить между собой полученные значения каждой пары зубчатых колес.

Принцип действия планетарного редуктора

В планетарной передаче центральное зубчатое колесо зацеплено с расположенными вокруг него шестеренками-сателлитами, которые жестко зафиксированы на водиле. Для саттелитов в качестве опоры выступает неподвижно или подвижно закрепленная корона — зубчатое колесо большого диаметра. Как правило, вращение передается солнечной шестеренке, находящейся в центре, у которой предусмотрено отверстие для установки на вал. В планетарной передаче одна из деталей всегда неподвижна относительно других.

В планетарных редукторах вращение может передаваться между валами, расположенными перекрестно, параллельно или перпендикулярно относительно друг друга.

Сфера применения редуктора

Планетарная передача обычно входит в состав трансмиссии различных машин. Ее достоинствами являются:

• соосность валов;
• компактность;
• низкий уровень шума;
• небольшая нагрузка на опоры и зубья;
• повышенное передаточное отношение.

Червячные редукторы применяют там, где требуется достижение плавности хода, например, в лифтах, насосах, различной строительной технике.

Для устройств, где необходимо перпендикулярное размещение ведущего и ведомого валов, например, в станкостроении, наиболее удобным является применение конических редукторов.

Самыми распространенными, затрагивающими практически все сферы деятельности, благодаря высокому КПД и простоте устройства являются цилиндрические редукторы.