Редукторы - продукция материально-технического назначения. Эти механизмы служат для изменения скорости вращения при передачи вращательного движения от одного вала к другому. По типу передачи они делятся на цилиндрические, конические, червячные, планетарные, а также комбинированные.

Для чего же служит редуктор? В первую очередь, он предназначен непосредственно для сокращения частоты вращения, а также для повышения крутящего момента. При этом абсолютно любой редуктор сам по себе всегда имеет так называемый быстроходный и тихоходный валы. 

Сейчас практически во всех системах и механизмах один из самых распространенных типов привода это редукторный привод.

Редуктор используется для понижения или повышения угловой скорости вращения при увеличении, или соответственно понижении момента вращения. Редукторы используются практически во всех видах производства.

От ресурса редуктора и его работоспособности в первую очередь будет зависеть функциональность оборудования, на котором установлен редуктор. Ошибки в выборе редуктора могут привести к простоям производства, увеличению затрат на ремонт, что в свою очередь ведет к экономическим потерям.

Входные или выходные валы редуктора проходят через гнездо корпуса, на валах неподвижно закреплены червячные или зубчатые передачи.

            В настоящий момент редукторы можно классифицировать по данным признакам: тип передачи, тип зубчатых колес, число ступеней, расположение валов редуктора.

·      К типам передачи относятся: зубчатые, червячные и смешанные зубчато-червячные передачи.

·      По числу ступеней классификация происходит следующим образом: одно-, двух- и трехступенчатые.

·      По типу зубчатых колес классификация происходит следующим образом: цилиндрические, конические и коническо-цилиндрические.

·      По расположению валов колес классификация происходит следующим образом: либо вертикальное расположение либо горизонтальное расположение.

Рекомендации при подготовке исходных данных для расчета:

   1. Мощность двигателя выбирается из ряда мощностей двигателя принятого типа с округлением до ближайшего большего значения к мощности, потребляемой приводимой машиной с учетом КПД привода.
   2. При выборе значительно большего по мощности двигателя - Вы должны помнить, что развиваемые при этом большие пусковые токи и пусковые мощности - более двукратных - может вызвать неучтенные перегрузки редуктора.
   3. Наиболее экономичной является эксплуатация редуктора при частоте вращения на входе < 1500 об/мин, а с целью более длительной безотказной работы редуктора рекомендуется принимать частоту вращения входного вала < 900 об/мин.

Выбор редуктора

1.1. Выбор типа редуктора:

Выбор габарита (типоразмера) редуктора.

Критериями выбора типоразмера редуктора являются расчетные значения крутящего момента на выходном валу, радиальных консольных нагрузок на концах валов и недопустимость перегрева редуктора.

Исходными данными для определения габарита редуктора являются:

·      Вид приводимой машины.

·      Требуемый крутящий момент на выходном валу, Т_{ВЫХ.ТРЕБ.,} Н*м.

·      Частота вращения выходного вала редуктора, n_ВЫХ, об/мин.

·      Частота вращения входного вала редуктора, n_ВХ, об/мин.

·      Вид двигателя.

·      Характер нагрузки (равномерная и неравномерная, реверсивная или нереверсивная, наличие и величина перегрузок, наличие толчков, ударов, вибраций).

·      Требуемая длительность эксплуатации редуктора в часах.

·      Средняя ежесуточная работа в часах,

·      Количество включений в час.

·      Продолжительность включений под нагрузкой, ПВ %.

·      Условия окружающей среды (температура, условия отвода тепла).

·      Радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала F_{ВЫХ.ТРЕБ.} и входного вала F_{ВХ.ТРЕБ.,} Н.

При выборе габарита редуктора производится расчет следующих параметров редукторов по формулам:

               - Передаточное отношение редуктора:

- Расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора:

Т_{ВЫХ.РАСЧ.} = Т_{ВЫХ.ТРЕБ.} * К_УР, (3)

Где К_УР - определяется по формуле (1), числовые значения входящих коэффициентов выбираются из таблиц 1 и 4.

- Расчетная мощность двигателя:

где  Р_{ВХ.РАСЧ.} - расчетная мощность двигателя кВт,

n - коэффициент полезного действия редуктора

               Значения n принимается равным

Для цилиндрических редукторов:

·      одноступенчатых - 0,99

·      двухступенчатых - 0,98

·      трехступенчатых - 0,97

·      четырехступенчатых - 0,95

Для конических редукторов:

·      одноступенчатых - 0,98

·      двухступенчатых - 0,97

Для коническо-цилиндрических редукторов — как произведение значений n
конической и цилиндрической частей редуктора.
Значение коэффициентов для формулы (1) приводятся в таблицах.

Таблица 1. Коэффициент характеристики двигателя K₁

А — плавная нагрузка, Б — слабые толчки, В — толчки средней силы, Г — сильные толчки.

Классификация ведомых машин по степени толчкообразности приведена в Таблице 5.

               Таблица 5. Степень толчкообразности ведомых машин.

Подбор редукторов производится в следующей последовательности: Определяется передаточное число редуктора по формуле (2). Определяется количество ступеней по рекомендациям п. 1.1. Определяется коэффициент условий работы для редукторов общемашиностроительного применения по формуле (1).

Для специальных редукторов и для редукторов общемашиностроительного применения с коэффициентом условий работы К_УР = 1 по известным типу редуктора, передаточному числу и количеству ступеней подбирается редуктор из таблиц каталога с обеспечением условия:

Т_{ВЫХ.ТАБ.}> Т_{ВЫХ.ТРЕБ.,} (5)

где Т_{ВЫХ.ТАБ.} - номинальный крутящий момент из таблиц каталога.

Для редукторов с коэффициентом условий работы К_УР не равном 1 определяется значение расчетного крутящего момента по формуле (3), после чего производится подбор редуктора из таблиц каталога с обеспечением условия:

Т_{ВЫХ.ТАБ.} > Т_{ВЫХ.РАСЧ.,}  (6)

1.2. Проверка радиальных консольных нагрузок, приложенных в середине посадочных частей концов входного и выходного валов редуктора, производится следующим образом:

Определяется расчетная величина консольных нагрузок по известным величинам требуемых нагрузок из соотношений для случаев не равенства единицы коэффициента К_УР:

F_{ВЫХ.РАСЧ.} = F_{ВЫХ.ТРЕБ.} * К_УР, (7)

F_{ВХ.РАСЧ.} = F_{ВХ.ТРЕБ.} * К_УР, (8)

Проверяем выполнение условий:

F_{ВЫХ.ТАБ.} > F_{ВЫХ.РАСЧ.,} (9) 

F_ВХ.ТАБ. > F_{ВХ.РАСЧ.,} (10)

где F_{ВЫХ.ТАБ.,} F_ВХ.ТАБ. - радиальные консольные нагрузки

Для специальных редукторов и  редукторов общемашиностроительного применения с коэффициентом условий работы К_УР = 1 проверяется выполнение условий:

F_{ВЫХ.ТАБ.} > F_{ВЫХ.ТРЕБ.,} (11)

F_ВХ.ТАБ. > F_{ВХ.ТРЕБ.,} (12)

При невыполнении условий (9)...(12) выбирается больший типоразмер редуктора.

               1.3. Проверка условий отсутствия перегрева редуктора

Проверка производится определением выполнения  условия:

P_{ВХ.РАСЧ.} < P_ТЕРМ. * К_t, кВт, (13)

Где К_t - температурный коэффициент, значения которого приведены в таблице 6.

Р_ТЕРМ - термическая мощность (кВт), значение которой приводятся в паспортах, технических условиях на редукторы, каталогах.