Характеристика редукторов и использование их в системе сервиса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ивановский филиал

Автономная некоммерческая организация

высшего профессионального образования

Центросоюза Российской Федерации

«Российский университет кооперации»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Основы функционирования систем сервиса»

На тему:

«Характеристика редукторов и использование их в системе сервиса»

Выполнила: Еремеева А.В.

студентка 3 курса СПС

Проверил: Владимиров А.В.

Иваново 2012г



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РЕДУКТОРЫ

1.2 Двухступенчатые редукторы

1.3 Трехступенчатые редукторы

1.4 Безлюфтовые редукторы

1.5 Редукторы с встроенными фрикционными муфтами

ГЛАВА 2. КОНИЧЕСКО - ЦЕЛЕНДРИЧЕСКИЕ РЕДУКТОРЫ

ГЛАВА 3. ЧЕРВЯЧНЫЕ И ЧЕРВЯЧНО-ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РЕДУКТОРЫ

ГЛАВА 4. ПЛАНЕТАРНЫЕ РЕДУКТОРЫ

ГЛАВА 5. ВОЛНОВЫЕ РЕДУКТОРЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ



ВВЕДЕНИЕ

Значительная часть потребностей человека связана с техникой. Этим объясняется необходимость грамотного обращения при оказании услуг с механизмами, приборами, аппаратами и сооружениями, являющимися составной частью систем сервиса.

Редуктором называется передача или сочетание передач, установленных в картере или вписанных в другой агрегат.

Редуктор служит для снижения (редуцирования) угловой скорости и повышения крутящего момента. Он является основной частью механического передающего устройства от двигателя к исполнительному механизму и входит в состав гидромеханических, электромеханических и других сложных передач.

В стране выпускается большое количество нормализованных редукторов общего применения - простых цилиндрических, планетарных, коническо-цилиндрических, червячных с цилиндрическим и глобоидным червяками и других.

Обоснованный выбор схемы редуктора, совершенствование его конструкции и расчета являются важнейшими задачами машиностроения, так как через них проходит большая часть вырабатываемой в стране энергии.

Схема редуктора и конструкция его элементов выбираются по передаточному числу, потребной мощности и числу оборотов с учетом компактности, условий эксплуатации, возможностей завода-изготовителя, надежности, технологичности, экономичности (долговечности, К.П.Д., металлоемкости, энергоемкости, удельной стоимости изготовления, ремонта и эксплуатации).

В настоящее время редукторы применяются во всех областях промышленности. Для строительной и землеройной техники предлагаются стандартные и специальные редукторы. Разработанный модельный ряд отличается тем, что редукторы могут быть установлены непосредственно в обычный колесный или гусеничный привод, обеспечивая, тем самым, больший клиренс для машин, работающих в сложных условиях. В сельском и лесном хозяйстве к приводам подъемников, поворотных механизмов, погрузчиков, шнеков комбайнов, транспортеров предъявляются жесткие требования к надежности, долговечности и эффективности. В горнодобывающей промышленности редукторы доказывают свою исключительную работоспособность и надежность, отлично подходят для приводов лебедок, различных конвейеров, транспортеров или подъемников, особенно в стесненных условиях. Также планетарные редукторы нашли свое применение в приводах мельниц на цементных заводах, где требуется передавать огромные моменты. Высокие требования по надежности и долговечности, предъявляемые на энергетических объектах и в нефтеперерабатывающей промышленности, являются основной причиной, по которой применение редукторов является предпочтительным в системах отопления, приводах высоконагруженных мешалок, генераторных установок, вентиляторов и дымососов, винтовых компрессоров. Большое количество примеров применения редукторов можно встретить и в области пищевой индустрии, где, как правило, требуется реализовать цикл нагружения, характеризующийся низкими оборотами при высоком крутящем моменте: приводы мешалок, мельниц, дробилок, экструдеров и конвейеров различного типа, спиральных морозильных аппаратов.



ГЛАВА 1. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РЕДУКТОРЫ

Цилиндрический редуктор - это одна из самых популярных разновидностей редукторов. Он, как и все редукторы, служит для изменения скорости вращения при передачи вращательного движения от одного вала к другому.

Именно редукторный привод один из наиболее распространенных видов приводов современных механических систем общепромышленного применения. Более ста лет назад перед нашей промышленностью стояла задача обеспечить нужды страны в цилиндрических редукторах. С этим успешно справлялись открывающиеся заводы. В настоящее время выпуск качественной и надежной продукции обеспечивается мощной производственной базой. Сейчас производят различные типы продукцией: цилиндрический редуктор одно-, двух-, и трехступенчатый.

От работоспособности и ресурса цилиндрического редуктора во многом зависит обеспечение требуемых функциональных параметров и надежности машины в целом. Показатели долговечности и надежности элементов привода и, в частности, редукторов и мотор-редукторов, зависят от обоснованного выбора самого редуктора при проектировании машины, т.е. соответствия этого выбора действующей нормативной документации (НД). Неправильный выбор редуктора снижает его рыночную конкурентоспособность, нанося ущерб производителю, и может привести к значительным экономическим потерям потребителя машиностроительной продукции из-за внеплановых простоев, роста ремонтных затрат и пр. Одно из важнейших требований обеспечения конкурентоспособности цилиндрического редуктора - наилучшее соответствие его паспортных характеристик реальным эксплуатационным условиям нагружения и работы привода машины.

Наиболее распространены как обладающие высокой несущей способностью и технологичностью, высоким К.П.Д. и более просты в эксплуатации.

Изготавливаются с прямыми, косыми и шевронными зубьями, а так же с зацеплением Новикова.

Прямозубые редукторы уступают место косозубым даже при окружных скоростях меньше 5 м/сек.

Косозубые (и шевронные) в зависимости от степени точности могут применяться во всем потребном диапазоне скоростей, а изготовление их не требует специального оборудования. Осевые усилия косозубой передачи могут быть устранены раздвоением передачи на две параллельные с разносторонним наклоном зуба. При этом нагрузка на валы будет равномерной благодаря симметричному расположению колес относительно опоры.

На цилиндрические передачи внешнего зацепления для редукторов и ускорителей, в том числе и комбинированных (коническо-цилиндрических, цилиндро-червячных и др.), выполненных в виде самостоятельных агрегатов, установлен ГОСТ 2185-66. Стандарт не распространяется на редукторы специального назначения (планетарные и др.). Для встроенных передач стандарт является рекомендуемым.

1.1 Одноступенчатые редукторы

В целях компактности и уменьшения веса передаточное число редуктора по схеме 1 приложения 1 следует брать не больше 8. При специализированном производстве в качестве зубчатой передачи часто используется одна из зубчатых пар двухступенчатого редуктора.

Редукторы с внутренним зацеплением имеют меньшие размеры, меньшее относительное скольжение и удельное давление, но они сложнее в производстве и обычно имеют консольное расположение колес.

В редукторе по схеме 2 ступица колеса расположена внутри зубчатого венца, а колесо имеет двухстороннюю опору. Это возможно только при большом передаточном числе, так как необходимо размещать шестерню между ступицей и венцом колеса.

В редукторе по схеме 3 ведомый вал имеет одностороннюю опору, а ступица колеса вынесена за контур зубчатого венца, что увеличивает консоль.

Редуктор по схеме 4 имеет привод от двух двигателей.

1.2 Двухступенчатые редукторы

Двухступенчатые цилиндрические редуктора являются наиболее распространенными среди редукторов общего назначения.

В целях компактности и уменьшения веса передаточные числа двухступенчатых редукторов следует брать не более 50. При больших передаточных числах целесообразно перейти к трехступенчатой схеме.

Схема 1 приложения 2 проста и широко распространена. Возможна унификация колес двух соседних типоразмеров редукторов, например, быстроходная пара одного редуктора может быть использована как тихоходная пара другого. Но расположение колес относительно опор несимметричное и нагрузка на подшипники не одинаковая, особенно для наиболее нагруженного ведомого вала, кроме того, увеличивается неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. Требуется большая жесткость валов. При применении косых зубьев возникают осевые силы, действующие на опоры. На колесах промежуточного вала для уменьшения осевой составляющей наклон зубьев должен быть одного направления.

Схеме 2 имеет раздвоенную быстроходную ступень и симметричное расположение колес относительно опор. Она удобна для косозубого зацепления быстроходной ступени, т.к. осевые усилия полностью уравновешиваются, а окружные равномерно распределяются по двум параллельным потокам благодаря возможным осевым перемещениям ведущего вала, который сам в параллельных зацеплениях равны. Тихоходная ступень может иметь прямые и шевронные зубья. При шевронном зацеплении один из валов должен иметь небольшое осевое перемещение. Раздвоение передачи применяются при тяжелых режимах работы редуктора. Недостаток симметричной схемы - несколько большие габариты и вес.

Схема 3 подобна схеме 2, но раздвоена тихоходная ступень. Уравновешивание осевых сил шевронного и косозубых зацепления и равные потоки мощности обеспечиваются некоторым осевым перемещением ведущего и ведомого валов.

Схема 4 является соосной, что уменьшает длину редуктора, но несколько увеличивает его ширину. Все же редуктор получается более компактный, а соосное расположение выходных валов облегчает установку редуктора при компоновке всего привода. Возможно одинаковое погружение в масляную ванну ведомых колес обеих ступеней. В таких схемах ведомый вал может выводиться только в одну сторону, противоположную стороне ведущего вала. Производство таких редукторов несколько сложнее, чем редукторов по развернутой схеме 1.

Схема 5 приложения 3 является сосной вертикальной. Тихоходная ступень с внутренним зацеплением. Такая схема может обеспечить большее передаточное число, чем предыдущая.

Схема 6 соосная двухпоточная, что делает редуктор более компактным чем по схеме 4 и 5. Двухпоточная схема 6 должна выполниться с более высокой степенью точности, так как при значительных допускав на шаг зубьев невозможно обеспечить равномерное распределение потоков мощности. Редукторы общего применения обычно выполняются по 7 степени точности.

Схема 7 является сосной, двухпоточной, с равномерным распределением потоков мощности благодаря возможности осевого перемещения ведущего вала с раздвоенной шестерней, имеющей косые зубья равного направления, что уравновешивает осевые и выравнивает окружные усилия.

Схема 8 соосная, двух- и многопоточная, с выравниванием потоков мощности благодаря упругой связи с помощью тросиков между колесами промежуточных валов. Торсионы работают только на кручение. Введение упругой связи в силовую цепь каждого потока снижает динамичнве нагрузки и обеспечивает плавную работу редуктора. Конструкция и призводство такого редуктора сложнее.

Схема 9 приложения 4 вертикальная, соосная, трехпоточная, но может быть и с другим числом потоков. Картер редукторов выполняется без разъема туннельного типа. Сборка выполняется с левой стороны, закрываемой крышкой или фланцем электродвигателя.

Двухступенчатый редуктор по схеме 10 на приложение 5 имеет привод от двигателей. Такие редукторы выполняются шевронными для больших мощностей.

Специальный двухпоточнй редуктор по схеме 11 может обеспечить большое передаточное число (до 100).

1.3 Трехступенчатые редукторы

Трехступенчатые редукторы общего назначения выполняются при специализированном производстве на базе двухступенчатых путем добавления одной ступени (чаще быстроходной). Это видно и по приведенным типичным схемам 1-4 на приложение 6.

Все особенности схем отмечены при рассмотрении двухступенчатых редукторов. В схеме 1 и 2 имеющих последовательное и шахматное расположение пар момент лучше подводить со стороны более удаленной опоры, т.к. уменьшается концентрация нагрузки по длине зуба и создается некоторое торсионное действие вала. Схема 3 обеспечивает хорошее заполнение корпуса. Зазор между колесами и валами зависит от распределения передаточного числа между ступенями редуктора. Первая и третья ступень раздвоенные.

Схема 4 подобна схеме 3, но имеет раздвоенную вторую ступень.

Схема 5 смешанная, 2 и 4 валы сосны, а 1 и 3 не сосны.

1.4 Безлюфтовые редукторы

На приложение 7 показана схема безлюфтового редуктора, который применяется в станках с цифровым программным управлением, в приборах и других механизмах, работа которых требует большой точности. Схема редуктора построена на принципе создания предварительного натяга, обеспечивающего взаимодействие зубьев только одной стороной профиля и без нарушения контакта. Предварительный натяг создается в замкнутом контуре, который состоит из двух симметрично расположенных полуконтуров. В замкнутом контуре появляется циркулирующая мощность, что увеличивает потери на трение на 3-10%, но величина К.П.Д. уменьшается незначительно. Принцип создания натяга и направления циркулирующей мощности при прямом и обратном вращении ясны из чертежа.

1.5 Редукторы с встроенными фрикционными муфтами.

На схемах 1 и 2 приложение 8 показаны примеры применения встроенных фрикционных муфт.

На схеме 1 показана дисковая муфта, которая может ограничивать передаваемый момент или отключать редуктор. Регулировка силы, отжимающей муфту, производится гайкой 1, которая расположена снаружи редуктора. На схеме 2 показана конусная муфта, ограничивающая передаваемый момент. Затяжка муфты регулируется гайкой 1, расположенной внутри картера.



ГЛАВА 2.КОНИЧЕСКО-ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РЕДУКТОРЫ

Коническо-цилиндрический редуктор - это разновидность редуктора по конструктивному выполнению рабочих элементов. 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. Данный тип редукторов обладают высоким КПД и значительной долговечностью.

Коническо-цилиндрический редуктор как и все редукторы, служит для изменения скорости вращения при передачи вращательного движения от одного вала к другому.

Именно редукторный привод один из наиболее распространенных видов приводов современных механических систем общепромышленного применения. Данный тип редукторов обладают высоким КПД и значительной долговечностью.

Встречается коническо-цилиндрический редуктор для приводов конвейерных линий, для привода тягового шахтного электровоза и т.д. В привод последнего, например, входят еще колесная пара и букс. От работоспособности и ресурса коническо цилиндрического редуктора во многом зависит обеспечение требуемых функциональных параметров и надежности машины в целом. Показатели долговечности и надежности элементов привода и, в частности, редукторов и мотор-редукторов, зависят от обоснованного выбора самого редуктора при проектировании машины, т.е. соответствия этого выбора действующей нормативной документации (НД).

Конические передачи применяются в виде отдельных редукторов, но чаще входят в состав других смешанных коническо-цилиндрических редукторов.

Конические редукторы дороже цилиндрических, сложнее в изготовлении и монтаже. Несущая способность в них меньше, а вес и габариты больше. Конические пары в коническо-цилиндрических редукторах, передающих значительные мощности, лучше использовать для первой ступени редуктора, т.к. изготовление конических колес большого размера затруднено. Но следует помнить, что в тихоходной ступени редукторов небольшой мощности конические пары менее чувствительны к точности изготовления и монтажа.

Зубья конических передач могут быть прямыми, косыми и круговыми. Передачи с круговыми зубьями вытесняют другие. Специализированное производство редукторов предусматривает только передачи с круговым зубом. Такие редукторы могут передавать большие нагрузки, имеющие меньший шум, а нарезание зубьев может быть более производительным (непрерывный процесс резания).

При проектировании предусматривать регулировку конического зацепления перемещением обоих конических колес вдоль их осей.

При использовании прямозубых конических колес передаточное число не должно быть более трех, а окружная скорость не более 2-3 м/сек.

Гипоидные передачи обладают высокой долговечностью, плавностью работы и позволяют более удачно расположить опоры валов. Но они обладают большим скольжением и, следовательно, большим выделением тепла. Скольжение и выделяемое тепло требуют применения противозадирной смазки с прочной масляной пленкой (гипоидные смазки).

На конические передачи с углом пересечения 90⁰ для редукторов и ускорителей, в том числе и комбинированных, выполняемых в виде самостоятельных агрегатов, установлен ГОСТ12286-66. Стандарт не распространяется на редукторы специального назначения (автомобильные и другие).

Значения второго ряда по возможности не применять. Отклонение фактического передаточного числа не более 3%. Рекомендуемые основные параметры приводятся в приложении к ГОСТ 12286-66.

На схеме 1 приложения 9 представлен конический одноступенчатый редуктор, а на схеме 2 такой же, но реверсивный редуктор. Оба конические колеса сидят свободно на ведомом валу и соединяются с ним зубчатой муфтой. При включении разных колес ведомый вал вращается в разные стороны.

На схеме 3 приложения 10 показан наиболее распространенный двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор, валы которого расположены в одной плоскости.

На схеме 4 показан такой же редуктор, но коническая шестерня имеет двухстороннюю опору.

На схеме 5 представлен двухступенчатый двухскоростной редуктор. При включении зубчатой муфты с одним из колес ведомый вал получает вращение с какой-то скоростью, а при включении с другим колесом вал вращается с другой скоростью.

На схеме 6 показан коническо-цилиндрический редуктор, передающий вращение на два ведомых вала, которые могут вращаться как с одинаковым, так и с различными числами оборотов (как показано на схеме). Это зависит от соотношения числа зубьев ведущих и ведомых цилиндрических колес. Такие редуктор применяются, например, как привод к двум параллельно расположенным ленточным конвейерам.

На схемах 7 и 8 приложения 11 показаны трехступенчатые коническо-цилиндрические редукторы с различной системой опор ведущего вала. Все валы редукторов расположены в одной плоскости. Возможно и другие расположения валов.

На схеме 9 показан компактный трехступенчатый редуктор, но более сложный в изготовлении. Этот редуктор имеет три вала вместо четырех у предыдущих схем. Направления спирали конического колеса и наклона зуба цилиндрического колеса блока, свободно сидящего на ведомом валу, должны быть подобраны исходя из минимальной осевой силы. То же для колес промежуточного вала.

На схеме 10 показан трехступенчатый редуктор, у которого цилиндрическая часть выполнена сосной, что уменьшает длину редуктора по сравнению со схемами 7 и 8.

На схеме 11 (приложение 12) представлен вертикальный трехступенчатый коническо-цилиндрический редуктор, у которого цилиндрическая часть выполнена соосной.

На схеме 12 показан трехступенчатый коническо-цилиндрический редуктор, у которого первой ступенью является планетарный ряд, второй ступенью - коническая пара, а третьей - цилиндрическая простая передача. Электромотор может быть фланцевым и крепиться к картеру.

Далее возможны различные комбинации ступеней редуктора.



ГЛАВА 3. ЧЕРВЯЧНЫЕ И ЧЕРВЯЧНО-ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РЕДУКТОРЫ

Червячный редуктор - это особой вид редуктора по типу передачи (наряду с зубчатыми и гидравлическими) с червячным профилем резьбы. Редукторы - продукция материально-технического назначения, служат для изменения скорости вращения при передачи вращательного движения от одного вала к другому. Все это механика, а если точнее детали машин.

Червячный редуктор применяется при передаче движения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) осями. Одним из существенных преимуществ червячных редукторов является возможность получить большое передаточное число в одной ступени (до 80 в редукторах общего назначения и до нескольких сотен в специальных редукторах).

Данные редукторы обладают высокой плавностью хода и бесшумностью в работе и самоторможением при определенных передаточных числах, что позволяет исключать из привода тормозные устройства.

Есть различные варианты данных механизмов, например, одноступенчатые универсальные, двухступенчатые, трех, одноступенчатые с расположением червяка над колесом и глобоидные, а также с различными параметрами: Ч-100, Ч-160, 2Ч-40, 2Ч-50, 2Ч-63, 2Ч-80, РЧУ-125 и т.д.

Одним из разнообразных видов механического редуктора является червячный редуктор. Это устройство, в котором применяется червячная передача, преобразующая момент двигателя и угловую скорость. Механическая передача у разных редукторов различна. В данном редукторе, преобразующая и передающая крутящий момент передача, находится внутри редуктора и называется «червячная». Такое название редуктор получил в виду того, что основу червячной передачи составляет винт, визуально напоминающий червяка. В червячном редукторе может быть одна планетарная механическая передача или несколько. 

Преобразованию энергии в червячном редукторе способствуют низкий крутящий момент входного вала, а также высокая угловая скорость. Преобразованная энергия увеличивает в редукторе крутящий момент и уменьшает на выходном валу угловую скорость. Двигатель, оснащённый встроенным червячным редуктором, называется «мотор-редуктор». 

У потребителей в приоритете использование одноступенчатых червячных редукторов, хотя в настоящее время продажа редукторов осуществляется с учётом разнообразных потребительских требований. Например, чтобы получить высокие передаточные отношения требуется использование зубчато-червячного, комбинированного зубчато-червячного или двухступенчатого червячного редуктора. 

Расположение червяка в одноступенчатом редукторе может быть вертикальным - червяк в вертикальном положении расположен сбоку колеса, горизонтальным -горизонтально расположение червяка над колесом или сбоку него. Выбирая схему червячного редуктора, следует учитывать требования компоновки. Следует отметить, что в червячном редукторе, в котором червяк находится в боковом расположении, смазка подшипников вертикального вала значительно затрудняется. 

В борьбе с заеданием, в отличие от редукторов зубчатых, в червячном редукторе увеличивают сопротивление заеданию, используя масла более вязкой консистенции. Саму процедуру смазывания червячной передачи в червячном редукторе осуществляют при скоростном скольжении, равном Vск 7...10м/с, окуная червяка или колесо в ванну со смазочным маслом. 

При смазывании необходимо контролировать уровень масла. Так, если червяк расположен внизу, то уровень масла, находящегося в ванне, выравнивают по подшипнику качения - центрально, относительно его шарика или ролика, расположенного внизу. Нужно следить, чтобы уровень масла совпадал с центром нижнего шарика (или нижнего ролика). Сам червяк погружается в ванну с маслом с расчетом погружения на высоту одного витка. 

В случае, когда уровень масла определяется по подшипникам, а червяк, при этом, не погружается в масло целиком, требуется дополнительно установить специальные кольца, разбрызгивающие масло (крыльчатки). При их использовании масло, равномерно разбрызгиваясь, будет в достаточном количестве попадать на колесо и червяка. Обычно к червячному редуктору применяют технологию смазки, называемую «циркуляционно-принудительная». Данная технология смазки предусматривается подачу масла от насоса, прохождение его через холодильник, с дальнейшей фильтрацией и поступлением в зону зацепления.

Преимущества червячного редуктора.

Особенность конструкции редуктора, в основе которой лежит червячная передача, обеспечивает высокую функциональность и плавный, практически бесшумный, режим работы. Несомненным конструкционным преимуществом в редукторе с червячной передачей является его компактность.

В сравнении с редуктором, имеющим зубчатую передачу, редуктор червячной передачи имеет меньшие размеры и выигрывает в компактности, при том, что придаточное отношение у них практически одинаковое. Кроме того, редуктор имеет свойство самоторможения. Расположение выходного вала в червячном редукторе развёрнуто на величину прямого угла.

Червячный редуктор применяется при передачи движения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) осями. Одним из существенных преимуществ червячных редукторов является возможность получить большое передаточное число в одной ступени (до 80 в редукторах общего назначения и до нескольких сотен в специальных редукторах). Данные редукторы обладают высокой плавностью хода и бесшумностью

работе и самоторможением при определенных передаточных числах, что позволяет исключать из привода тормозные устройства.

Червячные редукторы могут быть с цилиндрическим и глобоидным червяком или с вогнуто-выпуклым зацеплением.

Глобоидные все больше вытесняют передачи с цилиндрическим червяком, так как имеют больший К.П.Д., большую несущую способность и долговечность за счет многопарности зацепления и лучших условий смазки.

Главным недостатком червячных редукторов, особенно с цилиндрическим червяком, является очень низкий К.П.Д. из-за больших потерь на винтовое трение. Это ограничивает передаваемую мощность червячными редукторами. Выделение тепла в результате трения часто приводит к необходимости охлаждать редукторы.

Червячные редукторы могут быть самотормозящими. Это свойство используют в некоторых машинах, например, грузоподъемных и др. К.П.Д. самотормозящих редукторов ниже 0,5.

В смешанных редукторах червячную передачу лучше использовать в быстроходной ступени, что улучшает условия смазки, уменьшает коэффициент трения с увеличением относительных скоростей трущихся поверхностей и уменьшает износ.

Червяки редуктора могут иметь нижнее, верхнее и боковое (горизонтальное или вертикальное) расположение. Нижнее расположение червяка применяется при окружных скоростях до 5 м/сек. При больших скоростях и малой мощности применяют верхнее расположение червяка, что уменьшает потери на перемешивание масла. Смазка опор вертикального червяка затруднена.

Двухступенчатые червячное редукторы имеют низкий К.П.Д. и очень сложную сборку и регулировку, так как надо одновременно регулировать зацепление обеих передач. Двухступенчатые глобоидные редукторы по этой причине почти невозможно осуществить. Поэтому двухступенчатые силовые червячные редукторы применяют очень редко и только при крайней необходимости. Если надо увеличить передаточное число, то лучше применять комбинированные редукторы, у которых червячная передача сочетается с простой или планетарной цилиндрической, конической или другой зубчатой передачей.

Схемы некоторых червячных и червячно-цилиндрических редукторов с цилиндрическими и глобоидными червяками приведены ниже.

При сборке редуктора необходимо регулировать взаимное положение червяка и колеса. Если червяк цилиндрический, а межосевое расстояние в пределах допуска, то достаточно осевого перемещения колеса. При глобоидном червяке должен быть точно фиксирован от осевых смещений.

На схемах 1, 2 , 3 и 4 приложения 13 показаны червячные редукторы с нижним, верхним, боковым горизонтальным и боковым вертикальным расположением червяка.

На схеме приложение 14 представлена схема двухступенчатого червячно-зубчатого редуктора с верхним расположением червяка. Подобная схема может быть и с нижним расположением червяка.

На схеме приложения 15 показана схема двухступенчатого червячно-зубчатого редуктора, в которой червячная передача является тихоходной. Это снижает К.П.Д. передачи и увеличивает износ чеврячной пары. Особенно не выгодно такое расположение для глобоидной червячной передачи, так как лучшие условия смазки таких передач проявляются полностью только при высоких скоростях скольжения, например, н_ск>4 м/сек, а минимальное число зубьев должно быть не менее 35, чтобы нагрузку принимало не менее 4 зубьев. Эта схема пригодна для быстроходных двигателей.

На схеме 7 приложения 16 приведен трехступенчатый червячно-зубчатый редуктор. Схема редуктора весьма компактна благодаря размещению блока червячное колесо-шестерня на ведомом валу редуктора. Это исключает промежуточный вал для размещения блока. Цилиндрическая часть редуктора сделана соосной.

На схеме 8 показан двухступенчатый червячно-планетарный редуктор. В этой схеме червячное колесо объединено с водилом планетарной передачи с двумя внешними зацеплениями.



ГЛАВА 4. ПЛАНЕТАРНЫЕ РЕДУКТОРЫ

Правильный выбор схемы планетарного редуктора и его удачная конструкция позволяют получить меньший вес и габариты, большие передаточные числа при малом числе колес, больший К.П.Д., легкость расположения внутри другого агрегата и другие преимущества по сравнению с простыми редукторами. Кроме того, планетарные редукторы имеют меньшие вибрации и шум благодаря большей симметрии сил, масс, жесткостей и меньшим габаритам колес, что уменьшает массы вращающихся деталей и погрешности изготовления. Уменьшение масс увеличивает собственные частоты и уменьшает шум.

В простых редукторах вибрации в зацеплении передаются через опорный подшипник на корпус редуктора и на раму. В планетарных редукторах эти подшипники почти не нагружены.

Во всех редукторах увеличение нагрузки сужает резонансную зону. С увеличением качества зубчатых колес, уменьшением их веса и размеров и увеличением нагрузки снижается виброактивность.

Изготовление планетарных редукторов на специализированных заводах имеет ту же или меньшую удельную себестоимость по сравнению с простыми, но больший К.П.Д. и меньший вес.

Схем планетарных редукторов может быть очень много. Рассмотрим несколько из них.

Одноступенчатые планетарных редукторы показаны на схемах 1-4 приложения 17. Схема 3 аналогична схеме 2, но колеса б и с¹ раздвоены. Такие схемы применяются при передачи больших мощностей. Схема 4 применяется при работе с перерывами или при передачи небольшой мощности, так как К.П.Д. этой схемы ниже, чем у предыдущих и снижается с увеличением передаточного числа. Зубья любой из этих схем могут быть прямыми, косыми и шевронными (с составным эпициклом). Центральные колеса оба или одно часто делают плавающими. Правая схема редуктора имеет общий саттелит и специальную коррекцию зацепления.

Двухступенчатые планетарные редукторы показаны на схемах 5-7 приложения 18. Эти схемы представляют последовательное соединение двух одинаковых или разных схем одноступенчатых редукторов и также могут быть с различными зубьями плавающими центральными колесами.

Схема 8 представляет замкнутый планетарный редуктор, в котором два элемента планетарного ряда 2 замкнуты простым рядом 1. Эти два ряда работают не последовательно, а параллельно, что дает новые кинематические и динамические свойства.

Схема 9 (приложения 19) представляет горизонтальный и вертикальный трехступенчатые планетарные редукторы. Каждая из этих схем последовательно объединяет в себе три передачи по схеме 1. У вертикального редуктора плавающими являются: колесо д₁; блоки ?₁-б₃ и н₂-б₃.

Любой двухступенчатый редуктор может быть объединен с любым одноступенчатым планетарным или простым и образует трехступенчатый редуктор.

На схемах 10-14 приложение 20-21 представлены встроенные планетарные редукторы.

На схеме 11 одноступенчатый планетарный редуктор со сдвоенными сателлитами встроен в корпус электромотора и образует с ним мотор-редуктор.

На схеме 12 двухступенчатый планетарный редуктор встроен в корпус электромотора и также образует с ним мотор-редуктор.

На схеме 13 двухступенчатый планетарный редуктор вместе с электромотором встроен в барабан и образует мотор-редуктор-барабан. Такой агрегат сокращенно называется мотор-барабан.

По такой схеме работает привод приемного конвейера экскаватора ЭР-25.

По схеме 14 одноступенчатый планетарный редуктор со свободным водилом вместе с электромотором встроен в барабан и также образует мотор-барабан., применяемый в грузоподъемный и дорожных машинах.

На схеме 15 приложения 22 одноступенчатый планетарный редуктор имеет привод от электродвигателя 1 на солнечное колесо, а двигателя 2 на эпициклическое колесо.

На схеме 16 солнечное и эпициклическое колеса могут быть как ведущими, так и неподвижными, так червячные пары самотормозящиеся. Для повышения К.П.Д. червячные пары могут быть заменены зубчатыми, а необратимость осуществлять муфтами свободного хода или тормозами.

На схеме 17 показан комбинированный многопоточный суммирующий редуктор. Такие редукторы применяются в тех случаях, когда необходима создать большие моменты на ведомом валу (до 180000 кГм) как, например, в приводах конвертеров и рабочих клетей непрерывных литейно-прокатных агрегатов.

Такая схема редуктора позволяет снизить вес и габариты по сравнению с простым однопоточным. Кроме того позволяет использовать быстроходные электродвигатели, что также уменьшает габариты привода.

Конечно, вместо такого комбинированного редуктора может быть создан один соосный планетарный редуктор, в котором мощность можно разветвлять по сателлитам так, что с увеличением крутящего момента от одного ряда к другому делать соответственно большее число сателлитов.

Возможны и другие схемы планетарных редукторов, заменяющие сложную комбинированную схему. Для уменьшения габаритов зубья планетарных редукторов могут быть шевронными. Тогда эпициклические колеса надо делать составными, по полушеврону в каждой половине.

На схеме 20 приложения 23 приведен вписанный в барабан планетарный редуктор со сводным и плавающим водилом.

На схеме 21приложения 23 показан мотор-редуктор с вертикальным смешанным двухступенчатым редуктором, первая ступень которого является обычной передачей с неподвижными осями, а вторая ступень - планетарная.

На схемах приложения 24 приведены смешанные схемы редукторов. На схеме 24 показан обычный цилиндрический редуктор с встроенной планетарной передачей. В этом редукторе движение от ведущего вала 1, при остановленном вале 2 (n_д=0) передается на солнечное колесо б, от него через сателлиты С на водило Н и через колеса ж и з на ведомый вал 3 или от вала 1, при остановленном вале 3 (n_н=0), на солнечное колесо, а от него через сателлиты и колеса д и е на ведомый вал 2. В этом случае планетарная передача превращается в обычную цилиндрическую передачу, а сателлиты в паразитные колеса. Число оборотов ведомых валов зависит от передаточного числа в каждой ветви от солнечного колеса к валам 2 и 3.

На схеме 25 приведен смешанный вертикальный редуктор, состоящий из обычной конической и планетарной цилиндрической передач. Работа редуктора очевидна из схемы.

Приложение 25 приведена схема смешанного редуктора, состоящего из цилиндрического дифференциала и обычного двухступенчатого цилиндрического редуктора. Привод к редуктору от двух электродвигателей.

Возможны следующие варианты работы редуктора:

1) При включении тормоза Т₂ движение передается от электродвигателя 1 на солнечное колесо б, сателлит с, сателлит с¹ и водило н, а от него через обычные передачи на ведомый вал.

2) При включении тормоза Т₁ движение передается от двигателя 2 на солнечное колесо б¹, сателлит с¹, сателлит с и водило н, а от него через обычные передачи на ведомый вал.

3) Если оба двигателя работают одновременно, то в зависимости от направления вращения их валов скорость на водиле, а, следовательно, и на ведомом валу может складываться или вычитаться, т.е. можно получить еще две скорости вращения тихоходного вала. Таким образом, редуктор может работать как скоростная коробка передач.

Приложение 26 (1 схема) приведена схема червячно-конического редуктора с приводом от двух двигателей. Возможны четыре скорости вращения ведомого вала в зависимости от вращения того или другого двигателя или при их совместной работе и одинаковом или противоположном направления вращения валов двигателя, а также в зависимости от числа оборотов валов двигателей и передаточных чисел червячных передач.

Приложение 26 (2 схема) приведена схема бипланетарного редуктора. Применение редукторов по такой схеме рационально в диапазоне передаточных чисел от 40 до 90

На схемах приложения 27 показаны примеры применения плавающих элементов передач как одно из наиболее распространенных конструктивных мероприятий в редукторостроении для более равномерного распределения нагрузки по сателлитам.

В редукторе по схеме б (приложение 27) плавающим является солнечное колесо, так как оно соединено с ведущим валом с помощью зубчатой муфты. Лучшая равномерность распределения нагрузки получается при трех сателлитах.

В редукторах по схеме б применено водило с двойной и одинарной зубчатой муфтой, соединяющей водило с ведомым валом. Лучшее выравнивание при двухрядном зубчатом соединении. Но с водилом связаны наибольшие массы, участвующие в самоустанавливании, и наибольший передаваемый момент. Поэтому плавающее водило, дает меньший эффект.

В схемах в, г и д применено плавающее эпициклическое колесо с однорядным и двухрядным зубчатым соединением, связывающим эпицикл с картером.

В редукторе по схеме а, б и в (приложение 27) плавающими являются оба центральных колеса, а по схеме г применены резино-металлические сателлиты, каждый из которых может самоустанавливаться не зависимо от других. При этом снижаются динамические нагрузки, шум и неравномерность распределения нагрузки по длине зуба.

В схемах д и е солнечное колесо самоустанавливается за счет прогиба вала. Схема е не дает перекосов в зубчатом зацеплении.

В схеме ж использован принцип податливого обода эпициклического колеса, в отличие от жесткой запрессовки его в картер.



ГЛАВА 5. ВОЛНОВЫЕ РЕДУКТОРЫ

Одним из эффективных путей повышения несущей способности и точности работы зубчатых передач является увеличение числа зубьев, одновременно находящихся в зацеплении. Этот путь привел к многопоточным простым, а затем и планетарным передачам, а далее к планетарным передачам с гибким сателлитом. Планетарные передачи с гибким сателлитом известны под названием волновых передач. В волновых передачах благодаря облегчению в зоне зацепления гибким колесом сопряженного с ним жесткого колеса число контактирующих зубьев может быть доведено до 25% (40%) от общего числа зубьев колеса, а передаточное число может быть очень большим.

Кроме этих основных особенностей волновые передачи имеют и другие характерные свойства:

1) равномерное распределение износа, малую скорость скольжения зубьев только одной стороной и только в одном направлении при входе в зацепление и в другом направлении при входе, хорошие условия смазки, бесшумность работы.

2) большую площадь контактов зубьев и низкие удельные давления, так как точечный и линейный контакт почти исключаются, напряжения срезов зубьев малы.

3) высокий К.П.Д. при больших передаточных числах, так как с увеличением передаточного числа К.П.Д. снижается в меньшей степени, чем у обычных зубчатых передач, неограниченный выбор больших передаточных чисел изменяя числа зубьев и волн и применяя планетарные генераторы волн.

4) малые габариты и вес редуктора, удобство встраивать в другие агрегаты.

5) не требуется точность межцентрового расстояния, малое влияние радиального биения колес и ошибки в профиле зуба.

6) снижаются динамические нагрузки в передаче и всего привода за счет крутильной податливости гибкого колеса при пусках, торможении и других случаях динамического приложения нагрузки.

На рисунках приложение 28 и 29 показаны принцип работы волновой передачи и ее основные элементы: генератор волн Н-водило с двумя роликами; жесткое колесо Ж с внутренними зубьями, гибкое колесо Г с наружными зубьями.

Ролики генератора волн деформируют гибкое колесо и вводят зубья в зацепление по большой оси овала (эллипса) и полностью выводятся из зацепления по меньшей оси.

Движение передается за счет бегущей волны деформации гибкого колеса. Отсюда и название передачи - волновая.

Три основных элемента передачи - Н, Ж и Г - дифференциально связаны между собой и каждое из них может быть ведущим или ведомым. В редукторах ведущим является генератор волн (водило Н), а из двух других элементов передачи один является неподвижным, а второй - ведомым..

Чаще, при неподвижном роторе, делают вращение колеса в обратном направлении, тогда во всех формулах принимается верхний знак.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Неправильный выбор редуктора снижает его рыночную конкурентоспособность, нанося ущерб производителю, и может привести к значительным экономическим потерям потребителя машиностроительной продукции из-за внеплановых простоев, роста ремонтных затрат и пр.

Существует специальный ГОСТ 27142-97 для данных механизмов (начало действия: 01.01.2002) Стандарт распространяется на вновь проектируемые конические и коническо-цилиндрические редукторы общемашиностроительного применения с межосевым углом конической передачи 90 градусов. Он устанавливает номинальные значения основных геометрических параметров зубчатых передач, передаточных чисел редуктора, номинальных крутящих моментов, допускаемых радиальных консольных нагрузок на выходных концах валов, размеров выходных концов валов, высот осей.

Червячные мотор-редукторы подходят для пищевой промышленности. Они наиболее бесшумны в процессе работы, обладают компактными габаритами и привлекательны с точки зрения соотношения цены и качества. Более 80% приводов установленных в пищевом оборудовании - это червячные мотор-редукторы.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анурьев В.И. “Справочник - Машиностроителя” в 3-х томах. т. 3 - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение., 82.

2. Длоугий В.В. “Приводы машин: Справочник”/ В.В. Длоугий, Т.И. Муха: Под общей ред. В.В. Длоугого - 2-е изд. перераб. и доп.- Л.:

Машиностроение., Ленинградское отделение, 1982. - 383 с.: ил.

3. Зенков Р.Л. и д.р. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности “Подъемно - транспортные машины и оборудование.” / Р.Л. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов,- 2- е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение., 1987. - 432 с.: ил.

4.Эрдеди А.А «Детали машин»: учебник для студентов сред. проф. образования /А.А. Эрдеди, Н.А. Эрдеди.-3-е изд., исправл. И доп.- М.: Издательский центр «Академия»,2003.

5.Малиновский А.Н. «Редукторы и коробки передач»; Москва 1974 г.



ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1



Приложение 2



Приложение 3



Приложение 4



Приложение 5

редуктор муфта червячный цилиндрический



Приложение 6



Приложение 7



Приложение 8



Приложение 9



Приложение 10



Приложение 11



Приложение 12



Приложение 13



Приложение 14



Приложение 15



Приложения 16



Приложение 17



Приложение 18



Приложение 19



Приложение 20



Приложение 21



Приложение 22



Приложение 23



Приложение 24



Приложение 25



Приложение 26



Приложение 27



Приложение 28



Приложение 29

Размещено на Allbest.ru

...