Устройство и функционирование цилиндрического редуктора

Цилиндрический редуктор — это агрегат, предназначенный для понижения числа оборотов. Передача крутящего момента осуществляется с помощью входящих в зацепление зубчатых передач. Уменьшение скорости вращения обеспечивается за счет разного диаметра колес. Выпускаемые редукторы бывают с одной или несколькими ступенями, что позволяет уменьшать вращения первичного вала до необходимой величины.

Конструкция редуктора и принцип действия

Основу простого одноступенчатого цилиндрического редуктора составляет литой корпус, в котором расположены все основные детали. В состав изделия входят 2 вала, один из которых является ведущим, а второй ведомым. Передача вращения осуществляется с помощью зубчатого зацепления. Для этого на ведущем валу располагается шестерня, представляющая собой металлический шкив с нарезанными зубьями. На ведомом валу устанавливается зубчатое колесо, которое отличается от шерсти только параметрами. Понижение числа оборотов обеспечивается величиной передаточного числа. Оно рассчитывается по формуле как отношение диаметров колес или числа их зубьев.

Опорами валов являются подшипники, установленные в корпусе редуктора. В процессе работы зубья постоянно находятся в контакте, и подвергаются трению. Для максимального устранения износа их работа осуществляется в масле. Сверху на редуктор устанавливается крышка, которая закрепляется болтами.

Принцип действия агрегата заключается в следующем:

1. На ведущий вал подается крутящий момент, который нужно понизить.
2. Насаженная на вал шестерня передает вращение зубчатому колесу. Последнее расположено на ведомом валу.
3. Происходит понижение числа оборотов за счет разницы размеров между шестерней и колесом. Понижение скорости определяется передаточным числом.
4. В результате ведомый вал вращается с пониженной до нужной степени частотой.

При необходимости значительного понижения числа оборотов в редукторе может быть несколько ступеней. В этом случае появляются дополнительные валы с установленными на них зубчатыми колесами. Каждое зацепление характеризуется своим передаточным числом. 

Если необходимо совершить передачу вращения под углом 90°, валы располагаются перпендикулярно. При этом зацепление обеспечивается коническими цилиндрическими колесами.

Разновидности зубьев

Качество работы редукторов изменяется в зависимости от размера линии зацепления зубьев. По этому параметру они бывают следующих видов:

1. Прямозубые. Плоскость расположения зуба составляет прямой угол по отношению к вращающемуся валу. При этом линия зацепления проходит параллельно оси вращения. Такая геометрия зуба чаще всего используется в редукторах из-за наименее сложной технологии изготовления. Прямозубые колеса имеют невысокую стоимость, что сказывается на качестве работы. Это выражается в ограниченной возможности передачи нужного крутящего момента и повышенной шумности агрегата.
2. Косозубые. В этом случае зубья могут быть установлены под наклоном или изгибаться в виде винтовой линии. В результате обеспечивается плавность зацепления, что понижает шум во время работы. За счет увеличенной линии соприкосновения повышается возможность передачи повышенного крутящего момента. Из недостатков стоит отметить возникающую силу, которая действует вдоль оси вала. Это приводит к необходимости установки радиально-упорных подшипников. При зацеплении увеличивается зона контакта зубьев, что увеличивает силу трения. В итоге это сказывается на потере редуктором мощности и риском его перегрева. Для устранения этих явлений в агрегат заливается специальная смазка.
3. Шевронные. Это зубья, имеющие конфигурацию в форме буквы «V». Они могут изготавливаться в цельном варианте или такая форма получается после соединения двух косозубых колес. При использовании шевронных зубьев действие осевой силы взаимно нейтрализуется, что дает возможность устанавливать обычные радиальные подшипники или применять изделия с цилиндрическими роликами.

Все 3 виды зубьев используются в редукторах для различных видов работ.

Особенности червячно-цилиндрического редуктора

Червячные редукторы используется в тех случаях, когда необходимо передать вращение под углом 90°. Зацепление осуществляется между цилиндрическим косозубым колесом и валом, у которого нарезана резьба трапециевидной формы. Со стороны ее геометрия выглядит в виде винтовой линии. Такое соединение обладает возможностью существенно снижать частоту вращения. Работа характеризуются плавностью хода и полным отсутствием шума.

Цилиндрические редукторы используются в различных отраслях промышленности. Обеспечивается это надежностью конструкции и удобством эксплуатации. Они являются незаменимыми агрегатами для множества производственных оборудований, а также нашли широкое применение в машиностроении.