Расчет привода с коническим прямозубым редуктором

Описание конструкции.

Редуктор коническо-цилиндрический состоит из пары конических колес с круговыми зубьями (быстроходная ступень) и пары цилиндрических косозубых колес. Чугунный корпус имеет разъем в горизонтальной плоскости. Опоры быстроходного вала: радиальный шариковый подшипник для восприятия наибольшей радиальной реакции, два радиально-упорных подшипника с коническими роликами для восприятия осевых нагрузок.

Конические роликоподшипники регулируют с помощью набора прокладок между крышкой и стаканам. Регулирование зацепления осуществляют набором прокладок между корпусом и стаканом на быстроходном валу и набором прокладок между крышками и корпусом на промежуточном валу. Зацепления в редукторе смазываются погружением колес в масло; подшипники — разбрызгиванием масла. К подшипникам ведущего вала масло подводится по канавкам, сделанным в плоскости разъема корпуса редуктора.

Конструктивные особенности

Существует два типа конических редукторов:

• узкие;
• широкие.

Под узким типом редуктора подразумевается то, что ширина зубчатого колеса будет равна четверти внешнего конусного расстояния. Передаточные числа в диапазоне 3-5, а число зубьев у шестерни 20-23. У редукторов широкого типа ширина колеса варьируется в пределах от 0,3 до 0,4 внешнего конусного расстояния. Значения передаточных чисел будут 1-2,5, а количество зубьев шестерни от 25 до 28.

На рисунке ниже изображен чертеж конического редуктора, на котором видно, что зубчатые колеса соприкасаются под определенным углом. Валы установлены на однорядные роликовые подшипники и находятся в закрытом корпусе с крышкой. В большинстве случаев, материалом для корпуса служат сталь или чугун, но встречаются модели из легких сплавов. В конструкции используются шестерни конического типа, имеющие прямые или косые зубья. Использование радиальных подшипников позволяет выдерживать большие осевые нагрузки.

По типу исполнения, конические редукторы могут содержать одну или несколько ступеней, с увеличением которых будет задействовано большее количество валов и конических пар. Самыми распространенными на сегодняшний день являются редукторы конические одноступенчатые. Благодаря двухступенчатым и трехступенчатым агрегатам получается достичь требуемого вращающего момента и реверсивного движения.

В независимости от количества ступеней, вращение к редуктору от электродвигателя передается при помощи муфты, клиноременной или цепной передачи. На рисунке ниже изображена кинематическая схема одноступенчатого редуктора.

Смазка конической пары осуществляется при помощи масляной ванны. Одна из шестеренок частично погружена в масло и при вращении перемещает часть масла на другую шестерню, с которого масла вновь капает в ванну. Во время работы агрегата часть масла попадает на внутренние стенки корпуса, в которых находятся технологические отверстия. Через них масло попадает к подшипникам и смазывает их.

Исполнения быстроходного вала коническо-цилиндрического трехступенчатого редуктора.

Исполнения быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора с вертикальным расположением быстроходного вала представлены на рис . 1 … 3.

Рис. 1 — соединение фланцевого электродвигателя с валом шестерни осуществлено упругой муфтой, встроенной внутрь вала шестерни. Конструкция компактна, но сложна в изготовлении. Стакан для крепления двигателя и вала шестерни общий.

Рис. 2 — вал электродвигателя вставлен внутрь вала шестерни. Конструкция компактна, но имеет следующие недостатки: центрируя двигатель его фланцем в отверстии стакана, специально предназначенном для этой цели, надо предусмотреть зазор в соединении, что неблагоприятно скажется на работе шпоночного соединения этих валов.

Рис. 3 — электродвигатель крепится к стакану, который центрируется по корпусу редуктора. Одна опора вала шестерни фиксирует вал от осевых смещении в двух направлениях, вторая опора — «плавающая». К верхним подшипникам смазка подается с помощью масленки.

Соседние страницы

• Кинематические схемы редукторов
• Редуктор с вертикальными валами
• Редуктор с двумя быстроходными валами.
• Редуктор двухступенчатый
• Редуктор двухступенчатый соосный
• Варианты исполнений опор валов цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора
• Редуктор с торсионными валами
• Редуктор двухступенчатый трехпоточный соосный
• Редуктор соосный цилиндрический с внутренним зацеплением тихоходной ступени
• Мотор-редуктор МЦ2С-125
• Редуктор цилиндрический Ц2-160
• Редуктор цилиндрический двухступенчатый 1Ц2У.
• Редуктор Ц2-200.
• Редуктор специальный
• Редуктор Ц3КФ-100
• Редуктор РТЦ-500.
• Редуктор трехступенчатый
• Редуктор РЦТ-1015.
• Редуктор конический К-125.
• Редуктор конический
• Редуктор червячный.
• Мотор-редуктор цилиндрическо-червячный.
• Редуктор цилиндрическо-червячный.
• Редуктор червячный двухступенчатый.

Схемы редукторов

Наиболее распространены схемы редукторов, изображенные на рис. 14.1.

Для обозначения типов использованных зубчатых передач применя­ют прописные буквы:

Ц — цилиндрические;

К — конические;

КЦ — коническо – цилиндрические;

Ч — червячные;

ЧЦ — червячно-цилиндрические и т. д.

На рис. 14.1, а

изображен
одноступенчатый цилиндрический
редук­тор. Такие редукторы выпускают с прямозубыми, косозубыми и шев­ронными колесами.

Двухступенчатые редукторы выполняют по развернутой

(рис. 14.1,
б)
и
соосной
схемам (рис. 14.1,
в).
Соосные редукторы удобны, если нужно получить одну линию валов соединяемых механизмов, имеют малые га­баритные размеры по длине, в них достигается одинаковое смазывание колес из ванны, при этом увеличиваются габаритные размеры вдоль осей валов.

Широкие редукторы обозначаются буквой Ш, узкие — У, соосные — С.

Для улучшения условий работы тихоходной ступени используют ре­дукторы с раздвоенной быстроходной ступенью

(рис. 14.1,
г
), редукторы с раздвоенной ступенью обозначаются буквой Ш.

Трехступенчатые редукторы выполняют по развернутой

(рис. 14.1,
д)
и
раздвоенной
(рис. 14.1,
е)
схемам.

Если компоновка машины требует взаимной перпендикулярности осей входного и выходного валов, применяют конические

(рис. 14.1,
ж)
или
коническо-цилиндрические
(рис. 14.1, з) редукторы.

Большие передаточные отношения, плавность, бесшумность и воз­можность самоторможения обеспечивают червячные
редукторы (рис. 14.2). Червячные редукторы выпускают с цилиндрическими, глобоидными и спироидными червяками. Высокое передаточное отноше­ние при низком уровне шума имеют двухступенчатые червячные и червячно-цилиндрические редукторы.

Червячные редукторы выпускают с верхним (рис. 14.2, а

), нижним (рис. 14.3,
б
), боковым или вертикаль­ным расположением червяка.

Наиболее распространены схемы редукторов, изображенные на рис. 14.1.

Тип редуктора определяют по виду зубчатых передач и порядку их размещения в направлении от двигателя, по числу ступеней и располо­жению геометрических осей тихоходных валов в пространстве.

Для обозначения типов использованных зубчатых передач применя­ют прописные буквы:

Ц — цилиндрические;

К — конические;

КЦ — коническо – цилиндрические;

Ч — червячные;

ЧЦ — червячно-цилиндрические и т. д.

На рис. 14.1, а

изображен
одноступенчатый цилиндрический
редук­тор. Такие редукторы выпускают с прямозубыми, косозубыми и шев­ронными колесами.

Двухступенчатые редукторы выполняют по развернутой

(рис. 14.1,
б)
и
соосной
схемам (рис. 14.1,
в).
Соосные редукторы удобны, если нужно получить одну линию валов соединяемых механизмов, имеют малые га­баритные размеры по длине, в них достигается одинаковое смазывание колес из ванны, при этом увеличиваются габаритные размеры вдоль осей валов.

Широкие редукторы обозначаются буквой Ш, узкие — У, соосные — С.

Для улучшения условий работы тихоходной ступени используют ре­дукторы с раздвоенной быстроходной ступенью

(рис. 14.1,
г
), редукторы с раздвоенной ступенью обозначаются буквой Ш.

Трехступенчатые редукторы выполняют по развернутой

(рис. 14.1,
д)
и
раздвоенной
(рис. 14.1,
е)
схемам.

Если компоновка машины требует взаимной перпендикулярности осей входного и выходного валов, применяют конические

(рис. 14.1,
ж)
или
коническо-цилиндрические
(рис. 14.1, з) редукторы.

Большие передаточные отношения, плавность, бесшумность и воз­можность самоторможения обеспечивают червячные
редукторы (рис. 14.2). Червячные редукторы выпускают с цилиндрическими, глобоидными и спироидными червяками. Высокое передаточное отноше­ние при низком уровне шума имеют двухступенчатые червячные и червячно-цилиндрические редукторы.

Червячные редукторы выпускают с верхним (рис. 14.2, а

), нижним (рис. 14.3,
б
), боковым или вертикаль­ным расположением червяка.

Где и для чего используются одноступенчатые горизонтальные редукторы?

Они находят себе применение:

• там где необходима постоянная или переменная нагрузка, реверсивная и одного направления;
• для обеспечения постоянной работы или с короткими перерывами;
• для обеспечения вращения валов в разные стороны.

Их нельзя или опасно использовать, если частота вращения вала будет превышать показатель 1800 оборотов за одну минуту, а также при запыленности воздуха выше 10 мг на куб. метр и атмосфере первого и второго типов в соответствии с ГОСТ 15150-69.

Принцип работы одноступенчатого редуктора

Он достаточно прост для понимания. В таком механизме через расположенную на одном валу звездочку меньшего размера на установленную на другом валу, имеющую больший размер, через зубья передается вращательное движение. Эффект снижения количества оборотов в минуту достигается за счет разницы в диаметре звездочек. Длина круга, который очерчивает в процессе движения первая, существенно меньше того, который очерчивает вторая, поэтому большая звездочка вращается медленней.

При этом создаются устройства обратного действия, не снижающего количество оборотов за единицу времени, а наоборот повышающего.

Этот тип редуктора является самым простым. Отличается от прочих он тем, что передача движения производится через одно звено, а не через несколько, при этом входящее и исходное вращения имеют противоположные направления.

Передача крутящего момента может производиться и с использованием червячного механизма, но при этом на передаточное число влияет диаметр «червяка».

Из чего состоит редуктор?

В его состав входит стальной сварной или литой чугунный корпус. В нем размещаются валы, оси, зубчатые колеса, червячные механизмы, подшипники и прочие элементы. Некоторые редукторы содержат специальные устройства, обеспечивающие смазку элементов редуктора. К примеру, он может быть оснащен масляным насосом или устройством, обеспечивающим охлаждение этого агрегата (змеевик с охлаждающей жидкостью зачастую монтируют в червячном редукторе).

Редукторы бывают разными. При этом отличаются не только по типам, но и индивидуальным особенностям, поэтому редукторы проектируют для определённого оборудования или агрегата, в зависимости от необходимости, передаточного числа и силы крутящего момента, которые нужно передать на принимающее устройство.

Какой трехступенчатый редуктор выбрать?

При выборе цилиндрического трехступенчатого редуктора необходимо брать в учет тип передачи и его технические данные:

• передаточные числа (в том числе и фактическое) – устройства делятся на группы и типоразмеры;
• непрерывный крутящий момент при наличии стабильной длительной нагрузки;
• допустимый крутящий момент при эксплуатации в кратковременном режиме;
• максимальная радиальная нагрузка;
• КПД (обычно находится в пределах 0.96);
• вес агрегата (измеряется в кг).

Редукторы типа ЦТНД имеют 2 линии зацепления и разработаны для приводов элеваторов и машин, применяемых в горнодобывающей и угольной промышленности. Они подходят для горизонтального расположения.

При выборе редуктора должен соответствовать тип используемого в механизме вала. Он может быть быстроходный или тихоходный. Подходящий типоразмер влияет на габариты изделия и его цену. Расчет оптимального варианта лучше доверить профессионалам, предварительно предоставим им все необходимые исходные данные, относительно механизма или мотора, где будет установлено оборудование.
При реверсивном режиме использования в механизмах особой ответственности допускаемый крутящий момент на тихоходном валу должен быть уменьшен минимум на 30%.