что такое понижающий редуктор
Как сделать понижающий редуктор своими руками: алгоритм действий
В настоящее время многие владельцы домашних мастерских оснащают их современным инструментом и оборудованием, которое обладая высокой эффективностью и простотой в использовании, существенно облегчает труд, повышает его производительность. Однако при этом все так же востребованными являются достаточно технически простые устройства, которые можно сделать своими руками в условиях домашних мастерских. Одним из них является понижающий редуктор.
Что такое понижающий редуктор?
Он представляет собой особый тип механизмов, являющихся передаточным звеном между устройствами, в которых активные части выполняют вращательное движение. Зачастую его используют для передачи и преобразования вращательного момента с агрегата, который его вырабатывает на устройство, которое использует поступающую на него механическую энергию. В отличие от прочих видов, понижающий редуктор обеспечивает уменьшение количества оборотов и увеличение при этом силы крутящего момента.
Состоит понижающий редуктор из корпуса, шестерней, передаточных цепей, червячного механизма, валов, при помощи которых и производится передача и преобразование крутящего момента.
На валах в жесткой сцепке расположены зубчатые шестерни, присоединены червячные передачи. Они обеспечивают передачу движения друг другу, во время чего и производится его преобразование.
Существуют разные виды понижающих редукторов:
Кроме этого, они бывают:
Основные показатели
Понижающий редуктор обладает достаточно простой конструкцией, поэтому при наличии соответствующих запасных частей и материалов изготовить его можно в условиях домашней мастерской своими руками.
Предварительная подготовка
Перед тем как приступать к созданию этого устройства необходимо обладать общими познаниями в сфере механики, уметь пользоваться ремонтным инструментом и оборудованием, знать принцип работы и устройство этого агрегата.
Кроме этого, нужно изначально определить:
Детали и части понижающего редуктора
Более подробно о составных частях
Процесс сборки не так сложен, как подбор или производство необходимых для такого редуктора запасных частей.
Инструмент
Для изготовления понижающего редуктора понадобится следующий инструмент:
Этапы проведения работ по созданию этого устройства
Задумав это сделать, лучше предварительно оценить свои силы, знания и навыки обращения с инструментом, чтобы не попасть впросак, потратив приличную сумму денег, немало времени и сил, и при этом, не создав необходимое устройство, но если вы действующий или механик в прошлом, можете смело браться за дело.
Как сделать понижающий редуктор своими руками
Домашние умельцы стараются оснастить свою мастерскую множеством самодельных приспособлений, способных облегчить физический труд и повысить качество работы. Таким полезным устройством можно считать понижающий редуктор для мотоблока или минитрактора. Это изделие применяется для уменьшения оборотов рабочего вала двигателя и увеличения его крутящего момента. Перед тем как сделать редуктор своими руками, стоит внимательно изучить инструкции.
Что представляет собой редуктор
Это устройство представляет собой цепной или шестеренчатый механизм, расположенный между валом электрического двигателя или бензинового мотора и конечным узлом рабочего аппарата.
Главными техническими характеристиками понижающего редуктора для мотоблока можно считать такие значения:
Стоит отметить, что к вращательным узлам изделия необходимо прикрепить специальные червячные или зубчатые передачи.
Это поможет регулировать и передавать вращение от одного изделия к другому. В станине расположены сквозные отверстия для подшипников, при помощи которых вращаются бортовые валы.
Где используется устройство
Понижающий редуктор имеет множество достоинств. Его конструкция позволяет увеличить производительность и прибыль больших промышленных предприятий. А также его можно считать незаменимым помощником в домашнем хозяйстве.
Специалисты выделяют такие области применения аппарата:
В коробках передач для автомобильного транспорта устанавливается аппарат, который уменьшает частоту вращения мотора. Мягкость и плавность хода машины напрямую зависит от качества регулировки шестеренок редуктора.
Такое изделие широко применяется в электрическом оборудовании и бытовой технике, например, в перфораторах, дрелях или миксерах. Редукторы можно считать главными деталями вентиляционных, планетарных, насосных и очистных систем, потому что они способны поддерживать оптимальное рабочее давление.
Изготовление корпуса изделия
В заводских условиях корпуса для понижающих редукторов делают способом литья из чугуна или сплавов алюминия. Самостоятельно сделать такую заготовку просто невозможно. По этой причине необходимо найти или переделать заводской корпус. А также его можно сварить из железного листа.
Некоторые домашние умельцы смогли найти выход простой из положения. Для того чтобы не заниматься расточными работами, необходимо полностью сваривать станину. Опорные подшипники будут устанавливаться в небольшие отрезки металлических труб. Их нужно выставить в рабочем положении, а потом хорошо закрепить крепежными материалами или сваркой.
Специалисты советуют сделать на корпусе специальную съемную крышку для удобного обслуживания узлов конструкции. Снизу стоит изготовить сливное отверстие, необходимое для стока старого масла.
Сборка своими руками
Специалисты утверждают, что сделать червячный редуктор малогабаритный своими руками довольно хлопотно, но можно. Приспособление должно повышать крутящий момент рабочего вала мотоблока и уменьшать его количество оборотов. От изделия напрямую зависит максимальная производительность машины.
В мотоблоке применяется обратная механическая коробка передач, которая дает возможность переключать скорости. Заводского передаточного числа иногда бывает очень мало. Конструкторы оснастили агрегат небольшой звездочкой на рабочем валу коробки передач. Взаимодействуя с крупной звездой от колеса аппарата, она обеспечивает уменьшение оборотов мотора. На рабочий вал, устроенный в подиуме подшипника, необходимо надеть дополнительную звездочку. Она будет через вторую цепь передавать крутящий момент на колеса мотоблока.
Можно изготовить угловой редуктор своими руками из старого мотороллера или трактора. В этом случае колесная платформа не используется.
Необходимо поставить на мост катки культиватора. Этот вариант дает оптимальную рабочую мощность и скорость передвижения.
Редуктор от «А» до «Я»
Редуктор представляет собой составной механизм приводов машин. Его основное назначение — уменьшение частоты вращения ведомого вала при одновременном увеличении крутящего момента. Конструкцией редуктора могут быть предусмотрены одна или несколько передач зацеплением.
1. Классификация редукторов
Редуктор общемашиностроительного назначения. Этот тип оборудования представляет собой самостоятельный агрегат, используемый в приводах машин. Его технические характеристики отвечают общим для разных применений требованиям. Конструктивно общемашиностроительные редукторы могут отличаться.
Специальные редукторы разработаны для автомобильной, авиационной и других узкоспециализированных отраслей. Из названия понятно, что агрегаты этой группы должны соответствовать специфике и параметрам конкретного применения.
Редукторы можно классифицировать по следующим признакам:
1.1 Количество ступеней и расположение валов
У двух- и трехступенчатых редукторов развернутых и раздвоенных схем (в случае с двухступенчатыми моделями еще и соосных схем) есть ряд преимуществ перед агрегатами других типов — прежде всего это высокий КПД и устойчивость к нагрузкам. Соосные цилиндрические редукторы могут комплектоваться тихоходной ступенью с внутренним зацеплением. Планетарные и волновые агрегаты с соосным расположением осей валов также обеспечивают высокую производительность и широкий диапазон передаточных чисел.
При комплектации машин и механизмов, требующих пересекающегося расположения валов, будут эффективны двух- и трехступенчатые конические (коническо-цилиндрические) редукторы.
Агрегаты с червячными (червячно-цилиндрическими, цилиндрическо-червячными) передачами характеризуются высоким передаточным числом и низким уровнем шума. Однако КПД у таких моделей ниже, чем у цилиндрических аналогов.
Вертикальное расположение выходных валов требует меньшего пространства. В механизмах, где необходима подобная компоновка, чаще используются червячные или конические редукторы. Удобство заключается в том, что ось двигателя находится в горизонтальном положении.
Таблица 1. Классификация редукторов по расположению осей валов
Параллельные оси входного/выходного валов
Совпадающие оси входного/и выходного валов (соосный)
1. Горизонтальное
2. Вертикальное
Пересекающиеся оси входного/выходного валов
1. Горизонтальное
2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала
3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала
Скрещивающиеся оси входного/выходного валов
1. Горизонтальное (входной вал — над или под выходным валом)
2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала
3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала
1.2 Типы используемых передач
1.2.1 Червячные редукторы
Червячный редуктор — наиболее распространенный тип редукторов. Привод имеет компактные размеры (в сравнении с цилиндрическими агрегатами). Передаточное отношение червячной пары может достигать 1-100 (иногда и выше).
Потенциал увеличения крутящего момента при снижении частоты вращения вала у червячных редукторов выше, чем у оборудования с другими типами передач. Передаточное число того же порядка можно получить при эксплуатации трехступенчатого цилиндрического редуктора. В червячных агрегатах для решения этой задачи достаточно одной ступени. Еще одно преимущество — простота и низкая стоимость червячных редукторов. Использование червячного зацепления позволяет снизить уровень шума передачи, обеспечить высокую плавность хода.
Функция самоторможения присутствует только в червячных редукторах. Ее принцип основан на торможении ведомого вала при отсутствии движения на ведущем валу (червяке). Самоторможение в передаче осуществляется в тот момент, когда угол подъема ведущего вала меньше или равен 3,5 градусам.
При выборе червячного редуктора следует учитывать тот факт, что при увеличении передаточного числа снижается КПД червячной передачи. Отсюда — потери энергии вследствие трения червяка об зубья колеса.
Ресурс червячных приводов составляет, в среднем, 10 тысяч часов.
1.2.2 Червячный глобоидный редуктор
Винт глобоидного червячного редуктора имеет выпуклую форму (в других червячных передачах он цилиндрический). Эта конструктивная особенность увеличивает передачу крутящего момента и мощность привода.
Глобоидные редукторы предназначены для использования в условиях, предполагающих высокую надежность, отсутствие обратного проскальзывания и динамических толчков на выходном валу. Чаще всего редукторы этого типа применяются в барабанных приводах лифтов: глобоидная пара адаптирована к переменным нагрузкам, возникающим при подъеме и торможении кабины, в состоянии поддерживать нормальную реверсивность при эксплуатации.
Таблица 2. Допустимые нагрузки для червячных глобоидных редукторов типа ЧГ
Номинальное передаточное число
Частота вращения червяка, об/мин
1.2.3 Цилиндрические редукторы
В цилиндрических редукторах устанавливаются цилиндрические зубчатые передачи. Комплектация таких приводов может отличаться положением входного/выходного валов и количеством ступеней. Одноступенчатые цилиндрические агрегаты классифицируются только по расположению валов. Передаточные числа варьируются в диапазоне 1,6-6,3.
Схемы исполнения цилиндрических пар:
Наиболее распространена развернутая схема. Она позволяет выпускать унифицированные колеса, валы и шестерни, которые подходят для производства редукторов разных типоразмеров. Этот фактор является определяющим для серийного производства, т.к. способствует снижению себестоимости выпускаемой продукции.
С той же целью выбирается левое направление зуба шестерни и правое направление колеса для всех ступеней редуктора. При индивидуальной комплектации единичного редуктора целесообразнее использовать следующую схему: левое направление зуба шестерни на первой ступени, правое — на второй ступени. Такая комплектация снизит осевую нагрузку на опоры.
Форма редукторов, проектируемых по развернутой схеме, удлиненная. Вес такого агрегата будет на 15-20% больше приводов, сконструированных по раздвоенной схеме.
Раздвоенная схема применима для тихоходной и быстроходной ступеней. Во втором варианте она наиболее рациональна, так как промежуточный вал может быть изготовлен по принципу вала-шестерни, а быстроходный вал становится «плавающим».
При соосной схеме оси быстроходного и тихоходного валов совпадают. Вес и габариты редуктора, собранного по соосной схеме, аналогичны моделям с развернутой схемой. Стоимость обоих типов агрегатов практически одинакова.
Одна из основных технических характеристик соосного редуктора — увеличенная мощность быстроходной ступени, что достигается за счет снижения нагрузки на нее. Однако конструктивно такие агрегаты более сложные.
Ресурс цилиндрического редуктора — 25 тысяч часов и более.
Таблица 3. Допустимые нагрузки для цилиндрических редукторов ЦУ (одноступенчатых горизонтальных)
Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм
Номинальная радиальная сила, Н
выходной вал
Таблица 4. Технические параметры цилиндрических редукторов Ц2С (двухступенчатых соосных)
Номинальные передаточные отношения
Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм
Номинальная радиальная сила, Н
1.2.4 Конические редукторы
Конструкцией конического редуктора предусмотрены колеса с прямыми и круговыми зубьями. Направления наклона линии зуба и вращения колеса должны совпадать. Соблюдение этого условия позволяет предотвратить затягивание шестерни в зацепление, возникающее под действием отрицательной осевой силы на шестерне.
Передаточное отношение конического редуктора — 1-5.
Зубчатое колесо устанавливается между опорами редуктора. Шестерни монтируются консольно.
1.2.5 Коническо-цилиндрические редукторы
Данный тип механизмов представляет собой гибрид цилиндрического одноступенчатого и конического редукторов. Соответственно, этой группе оборудования присущи все достоинства и недостатки агрегатов обоих типов.
Все коническо-цилиндрические редукторы имеют быстроходную коническую ступень. Такая конструктивная особенность объясняется невысокой нагрузочной способностью и, соответственно, большими габаритами агрегата. С целью уменьшения размеров привода и используется быстроходная коническая ступень.
Коническая передача может использоваться в тихоходных и промежуточных ступенях, что оправдано необходимостью снижения ее чувствительности к погрешностям при производстве и установке, минимизацией их влияния на механизм в целом.
Направление зуба в косозубой цилиндрической паре должно быть выбрано с учетом возможности вычитания осевых сил на промежуточных валах.
Таблица 5. Коэффициент режима эксплуатации коническо-цилиндрических редукторов (двухступенчатых и трехступенчатых)
Характер режима нагрузки
Суточная продолжительность эксплуатации
1.2.6 Насадные редукторы
Насадными редукторами называются агрегаты с полым выходным валом. Они монтируются непосредственно на вал — без дополнительных соединений и передач. Преимущество насадных редукторов заключается в более компактных габаритах и сравнительно невысоком весе.
Насадный способ монтажа, как правило, применим к червячным и некоторым другим типам редукторов. Исключение составляет цилиндрическая соосная группа оборудования, конструктивные особенности которой затрудняют такую установку.
При резкой динамике нагрузки на выходной вал (чаще всего при нештатных ситуациях) отсутствие соединительной муфты может стать причиной преждевременного выхода из строя приводного оборудования. Поэтому эксплуатация редуктора требует создания условий эксплуатации при равномерной нагрузке. Как вариант – дополнительная защита привода.
1.2.7 Планетарные редукторы
Планетарные (дифференциальные) редукторы состоят из центральной шестерни (солнечной), расположенной в центре редуктора, вспомогательных шестерней одинакового размера (сателлитов), установленных вокруг центральной шестерни, и фиксатора (водила), обеспечивающего их надежное крепление. Конструкцией планетарного редуктора также предусмотрена кольцевая шестерня, внешне напоминающая зубчатое колесо. Ее предназначение – обеспечение сцепления с сателлитами. Центральная шестерня является ведущим элементов, сателлиты — ведомыми. Кольцевая шестерня всегда неподвижна.
Конструктивно исполнения планетарных редукторов могут отличаться. Модели классифицируются по количеству ступеней (одно-, двух- и трехступенчатые), кинематической схеме планетарной передачи. Тип подшипников также отличается. Подшипники качения предназначены для режимов эксплуатации на низкой скорости. В свою очередь, подшипники скольжения рассчитаны на режим высоких скоростей. Основная сфера использования планетарных редукторов — машиностроение.
Планетарные агрегаты МПО классифицируются как универсальное приводное оборудование. Они широко используются в приводах перемешивающих механизмов медицинской, химической, микробиологической промышленностях, а также в приводах общепромышленного назначения. Редукторы серии МПО могут эксплуатироваться в режиме 24 часа в сутки при постоянной и переменной нагрузках.
К планетарным редукторам предъявляются жесткие требования. Производство такого оборудования требует высокой точности, чтобы зубцы плотно соприкасались между собой, но при этом легко приводились в движение.
Таблица 6. Технические параметры планетарных редукторов Пз (зубчатые одноступенчатые)
Виды редукторов
Подписка на рассылку
В современном оборудовании, как промышленном, так и бытовом, широко распространены механические редукторы. Они предназначены для изменения и передачи момента вращения от двигателя к исполнительным органам и отличаются по типу и конфигурациям в зависимости от выполняемых задач:
Основными характеристиками редукторов являются:
Редукторы, повышающие скорость вращения на выходе, называются мультипликаторами. К примеру, в классической 5-ти ступенчатой КПП в автомобиле 5 передача зачастую имеет передаточное соотношение меньше 1, т.е. частота на выходе выше.
Основные виды:
Редукторы с цилиндрическими передачами
Данный тип редукторов является наиболее распространенным в промышленности. Они способны передавать большие мощности и крутящие моменты. Их КПД самый высокий среди остальных разновидностей. Они просты и надежны в эксплуатации, обладают большим ресурсом и плавностью хода. Относительно дешевые в производстве, т.к. используют распространенные и стандартизированные детали и конструкционные материалы. Передаточное отношение небольшое.
Передачи различают с прямыми зубьями, с косыми зубьями, шевронные и передачи Новикова. Косозубые передачи наиболее распространены в силу большей нагрузочной способности и плавности хода.
По расположению осей валов в пространстве выделяют следующие типы:
По числу ступеней разделяют одно- двух- и многоступенчатые редукторы.
Однако у цилиндрических редукторов есть и свои ограничения. Основное заключается в том, что оптимальное передаточное число на одну ступень не превышает i ≤ 5. Для большего соотношения необходимо увеличивать количество ступеней, что, безусловно, повлечет усложнение, удорожание и увеличение массогабаритных параметров.
Конические редукторы
Конические редукторы преобразуют и передают вращающий момент между пересекающимися осями валов под определенным углом, отличным от 180. Как правило, это 90°. Как и цилиндрические, они имеют эвольвентное зацепление зубчатых колес. По параметрам нагрузочной способности несколько уступают цилиндрическим редукторам и сложнее в производстве.
Данные редукторы предпочтительнее цилиндрических в случаях, когда компоновка не позволяет использовать соосную или параллельную схему расположения валов.
Червячные редукторы
Передача вращающего момента происходит от червяка на приводном валу к зубчатому венцу червячного колеса выходного вала. Валы расположены перекрестно под 90°, но не пересекаются. Достоинствами таких редукторов являются высокая компактность, простота конструкции, высокое передаточное соотношение (до 84) и самоторможение. К недостаткам относятся низкий ресурс (работа осуществляется при постоянном скольжении профиля червяка о зубчатый венец колеса), дорогостоящие материалы червячного колеса, ограниченная мощность и повышенный нагрев.
Планетарные редукторы
Данный вид получил большое распространение в тяжелом машиностроении и в автомобилях. Конструкция обладает рядом преимуществ: большое передаточное соотношение и малые габариты (меньше, чем у цилиндрических и червячных). Основные действующие компоненты это: солнечная шестерня, коронная шестерня, сателлиты и водило. Данный тип редуктора бывает одно- и многоступенчатым. Наиболее часто встречается в бортовых редукторах грузовых автомобилей.
Волновые редукторы
Особенностью данного типа является очень высокое передаточное соотношение при небольших габаритах, но малый ресурс, низкая скорость и передаваемая мощность из-за волнового элемента. Основными конструктивными элементами являются: корпус с внутренними зубьями, гибкое колесо с зубьями, которое изготовлено в форме стакана и водило. Гибкое колесо иммеет на один или несколько зубьев меньше, чем корпус. Водило выполнено в форме эксцентрика или эллипса. Вращаясь на валу, оно за счет эксцентриситета прижимает гибкое колесо с одной строны к корпусу, при этом, противоположная часть выходит из зацепления. За один оборот водила гибкое колесо повернется на разницу в количества зубьев, тем самым обеспечивая редукцию. Основное применение данного типа – это области космонавтики, точных приборов и задач, где необходимы высокий момент и минимальные габариты.
Комбинированные редукторы
Мотор-редукторы
Все описанные редукторы могут встречаться в исполнении мотор-редуктор. Данная разновидность отличается тем, что редуктор и электродвигатель объединены в единый силовой механизм. Это приводит к улучшению массогабаритных характеристик и повышение надежности узла.
Стоит подчеркнуть, что почти каждый современный сложный механизм имеет в своем составе редуктор, который преобразует вращающий момент от двигателя в момент, необходимый для работы исполнительного органа. И здесь выбор подходящей модели, ее надлежащая эксплуатация и обслуживание позволит полноценно использовать весь заложенный срок службы как редуктор, так и приводимый механизм.
Что такое понижающий редуктор?
Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.
Обращаться на почту aleksandr.belozerov@gmail.com.
В настоящее время многие владельцы домашних мастерских оснащают их современным инструментом и оборудованием, которое обладая высокой эффективностью и простотой в использовании, существенно облегчает труд, повышает его производительность. Однако при этом все так же востребованными являются достаточно технически простые устройства, которые можно сделать своими руками в условиях домашних мастерских. Одним из них является понижающий редуктор.
Он представляет собой особый тип механизмов, являющихся передаточным звеном между устройствами, в которых активные части выполняют вращательное движение. Зачастую его используют для передачи и преобразования вращательного момента с агрегата, который его вырабатывает на устройство, которое использует поступающую на него механическую энергию. В отличие от прочих видов, понижающий редуктор обеспечивает уменьшение количества оборотов и увеличение при этом силы крутящего момента.
Состоит понижающий редуктор из корпуса, шестерней, передаточных цепей, червячного механизма, валов, при помощи которых и производится передача и преобразование крутящего момента.
На валах в жесткой сцепке расположены зубчатые шестерни, присоединены червячные передачи. Они обеспечивают передачу движения друг другу, во время чего и производится его преобразование.
Существуют разные виды понижающих редукторов:
Кроме этого, они бывают:
Основные показатели
Понижающий редуктор обладает достаточно простой конструкцией, поэтому при наличии соответствующих запасных частей и материалов изготовить его можно в условиях домашней мастерской своими руками.
Предварительная подготовка
Перед тем как приступать к созданию этого устройства необходимо обладать общими познаниями в сфере механики, уметь пользоваться ремонтным инструментом и оборудованием, знать принцип работы и устройство этого агрегата.
Кроме этого, нужно изначально определить:
Детали и части понижающего редуктора
Более подробно о составных частях
Процесс сборки не так сложен, как подбор или производство необходимых для такого редуктора запасных частей.
Инструмент
Для изготовления понижающего редуктора понадобится следующий инструмент:
Этапы проведения работ по созданию этого устройства
Задумав это сделать, лучше предварительно оценить свои силы, знания и навыки обращения с инструментом, чтобы не попасть впросак, потратив приличную сумму денег, немало времени и сил, и при этом, не создав необходимое устройство, но если вы действующий или механик в прошлом, можете смело браться за дело.