Передаточное число редуктора

Суть передаточных чисел

Такой элемент как редуктор встречается практически в любых типах механизмов. Это специальный технический узел, позволяющий изменять скорость вращения валов при трансляции вращательного момента. Сегодня редуктор является неотъемлемым компонентом любого двигателя, так как требуется для превращения большой скорости во вращательное усилие и наоборот.

Производится несколько разновидностей редукторов, основной характеристикой которых становится передаточное число. Этот показатель напрямую зависит от типа узла, количества шестерен и других конструкционных параметров.

Для обозначения передаточного отношения в устройстве используется мультипликатор. Если значение мультипликатора составляет более 1, то это свидетельствует о том, что редуктор является понижающим. При значении менее 1 узел называют повышающим.

Передаточные числа разных типов редукторов

Передаточное отношение редуктора в физическом понимании – соотношение количества зубьев двух зубчатых колес, находящихся в зацеплении. Эти шестерни располагаются на двух валах: ведущем (на входе) и ведомом (на выходе). Другими словами, передаточное число представляет собой отношение значений скорости входного и выходного вала. Механически это значение обозначает количество полных оборотов ведущего вала за один полный оборот ведомого.

Точное число или показатель зависит от устройства и конструкции конкретной модели редуктора. Поэтому при его подборе передаточное число становится отправной точкой. При этом необходимо учитывать особенности электромотора, оборудования и нагрузки на весь узел в сборе.

На рынке присутствует множество конструкционных типов. Далее рассмотрим самые популярные:

• Планетарные . Преобразование происходит за счет взаимодействия центральной шестерни с несколькими зубчатыми шестеренками. Из достоинств следует выделить компактный форм-фактор и высокий КПД. Передаточное число планетарного редуктора в самой простой комплектации (одноступенчатый) не превышает 12,5. Для многоступенчатых моделей значение может достигать порядка 3000.
• Цилиндрические  – одни из самых распространенных. Выходной и входной вал располагаются параллельно. Конструкция и расположение зубчатых колес позволяют длительно работать при высокой степени нагрузки с сохранением эффективности. Передаточное число у цилиндрического редуктора самое низкое из всех типов. Для одноступенчатых конструкций не превышает 6,3. Для двухступенчатых исполнений максимумом является значение 40, а для трехступенчатых – 250.
• Червячные . Механизм представляет собой передачу с червячным профилем. Оптимален для передачи вращения между двигателем и оборудованием, расположенными перпендикулярно. Имеет небольшие габариты. Из всех типов устройств является самым плавным и бесшумным. Среди ограничений – самое маленькое значение КПД. Передаточное число червячного редуктора одноступенчатой конструкции не превышает 80 (есть также червяные редукторы с передаточным числом 90 и 100 – согласно ГОСТ 2144 -76, к использованию не рекомендуются), а для двухступенчатых исполнений может достигать 4000.

Также существуют комбинированные конструкции, которые в одном корпусе совмещают несколько технических решений. Например, цилиндро-червячные.

Расчет передаточного числа

Прежде чем разбираться в том, как определить передаточное число редуктора, разберемся зачем это нужно и почему так важно. Технологическое оборудование рассчитано на определенные режимы работы. При его проектировании рассчитывают требуемую производительность, мощность, скорость вращения, максимальное усилие и другие параметры. Огромную роль в этом играет редуктор, так как он подбирается с учетом параметров мотора и, например, конвейера. Поэтому установка модели с другими характеристиками может привести к следующим отрицательным последствиям:

• Понижение мощности, что влечет за собой снижение производительности.
• Увеличение потребления электроэнергии, вырастает стоимость эксплуатации.
• Постоянная работа на предельной нагрузке, что увеличивает износ всех компонентов и снижает срок службы. Также может произойти неожиданная поломка отдельных частей или полный выход из строя всего технологического узла.

Теперь вернемся к вопросу: как узнать передаточное число редуктора? Сделать это можно тремя основными способами, которые чаще всего применяют в производственных условиях.

Первый – это теоретический. Самый простой и достоверный. Для этого нужно просто уточнить все данные на информационной таблице редуктора, которую еще называют шильдиком. На ней производители указывают основную информацию о механизме. Также все данные можно найти в паспорте или руководстве по эксплуатации.

Второй – это практический. Способ более трудозатратный, но иногда необходим. Например, когда нужно заменить старое оборудование, документация на которое утеряна. Или при восстановлении законсервированных установок.

Практический метод заключается в последовательном выполнении следующих шагов:

• Разборка редуктора для выявления его типа и анализа его составных узлов.
• Расчет передаточного числа редуктора.

Расчёт осуществляется, в случае цилиндрического редуктора, при помощи формулы I=n1/n2, где n1 – количество зубьев ведомого зубчатого колеса, n2 – ведущего зубчатого колеса.

В случае червячного, передаточное число определяется путем деления числа зубьев колеса на количество заходов витка на червячном валу.

Последний пункт – расчетный, самый трудоемкий. Во-первых, требуется определить тип передачи, которая передает крутящий момент от выходного вала редуктора к исполнительному механизму. Например, для зубчатых передач искомое значение определяют отношением количества зубьев ведомой и ведущей шестерни. Для ременных передач параметр вычисляют как модуль разности между диаметрами ведомого и ведущего шкива.

Последний метод требует применения тахометра, специального прибора, с помощью которого можно определить количество оборотов и их частоты. После чего используют формулу для передаточного отношения редуктора:

С помощью практических методов можно достаточно точно рассчитать передаточное отношение редуктора. При этом, если использовалось несколько способов, расхождение между ними не должно выходить за рамки 3%.

Также можно обратиться к специалистам компании «Системы Электропривода». Мы предлагаем широкий ассортимент редукторных механизмов, приводов и мотор-редукторов. Хорошо разбираемся в вопросах подбора и нюансах эксплуатации.

Закажите обратный звонок на сайте или свяжитесь с нами по телефону. Инженеры компании проконсультируют и помогут в выборе подходящего редуктора.

Коэффициент полезного действия зубчатых передач

Величина сопротивления обычно уменьшается в следующих случаях:

• возникновение трения в узле подшипников;
• изгибы рабочей детали за счет силового воздействия;
• при трении поверхностей друг о друга.

Определить значение "КПД" в редукторе можно за счет соотношения мощностей входного и выходного валов. Выражают его в процентах. При этом учитывается каждое зацепление, соединение и подшипник - чем их больше, тем показатель полезной работы механизма меньше.

Свойства передаточного числа

Передаточное число является важным параметром в механизмах и имеет несколько свойств, которые следует учитывать при его использовании:

Отношение крутящих моментов

Передаточное число также определяет отношение крутящих моментов входного и выходного вала механизма. Если передаточное число больше 1, то крутящий момент на выходном валу будет меньше, чем на входном. Если передаточное число меньше 1, то крутящий момент на выходном валу будет больше, чем на входном.

Эффективность передачи

Передаточное число также влияет на эффективность передачи механизма. Чем ближе передаточное число к 1, тем более эффективной будет передача. Если передаточное число далеко от 1, то эффективность передачи может снижаться из-за потерь энергии.

Изменение направления вращения

В некоторых механизмах передаточное число может изменять направление вращения. Например, если передаточное число отрицательное, то выходной вал будет вращаться в противоположном направлении по сравнению с входным валом.

Учет этих свойств передаточного числа позволяет правильно выбирать и применять механизмы в различных технических системах.

Отношение скоростей

Передаточное число определяет отношение скоростей входного и выходного вала механизма. Если передаточное число больше 1, то скорость на выходном валу будет больше, чем на входном. Если передаточное число меньше 1, то скорость на выходном валу будет меньше, чем на входном.

Выбор передаточного числа на основе спецификаций работы

При выборе подходящего редуктора для конкретной задачи, его передаточное число является ключевым фактором, который нужно принимать во внимание. Этот параметр определяет, как будет распределяться скорость и крутящий момент между входом и выходом редуктора, и, следовательно, как они влияют на функциональность общей системы.

В механических двигателях, редукторы используются для преобразования скорости двигателя в крутящий момент. Если цель состоит в том, чтобы увеличить крутящий момент, передаточное число редуктора должно быть большим. С другой стороны, если требуется большая скорость, передаточное число должно быть меньшим.

Ошибочный выбор передаточного числа может привести к нежелательным последствиям, таким как избыточное мощное напряжение, увеличение шума, и даже повреждение редуктора и связанного с ним оборудования. Поэтому, важно учесть все параметры работы системы: включая частоту, скорость, крутящий момент и даже рабочие условия, перед тем как принять окончательное решение.

Что может повлиять на передаточное число редуктора?

Передаточное число может быть изменено с помощью различных комбинаций шестерен или зубчатых колес. Главное, что каждая комбинация шестерен или зубчатых колес может стать основой для создания редуктора с определенным передаточным числом.

Помимо конструкционного решения, на передаточное число редуктора может повлиять тип самого редуктора. Будь то цилиндрический, конический, червячный редуктор или даже вариатор, все они имеют свои особенности и возможности по изменению передаточного числа.

В заключение, понимание и определение передаточного числа необходимо для правильного выбора и использования редуктора. Это позволит гарантировать эффективность и продолжительность его работы, а также предотвратить возможные проблемы или поломки.

Подбор оптимального передаточного числа

Правильный выбор передаточного числа редуктора играет важную роль в оптимизации работы системы. Передаточное число редуктора не только определяет скорость вращения выходного вала, но также влияет на значимость других параметров редуктора, такие как давление, тепловые нагрузки и эффективность.

При подборе передаточного числа редуктора важно учитывать следующие аспекты:

• Мощность двигателя: Двигатель с большой мощностью крутящего момента может требовать редуктора с большим передаточным числом, чтобы уменьшить скорость вращения.
• Требуемая скорость: Если требуется высокая скорость вращения на выходном валу, можно выбрать редуктор с меньшим передаточным числом.
• Тип нагрузки: Некоторые системы могут иметь частные нагрузки, что может требовать использования редуктора с определенным передаточным числом.
• Время работы: Для систем, работающих в режиме непрерывной работы, могут быть нужны редукторы с низким передаточным числом, чтобы снизить тепловую нагрузку и избежать перегрева.

Важно помнить, что одного универсального передаточного числа не существует. Многие факторы влияют на то, какое передаточное число будет оптимальным для вашей конкретной системы. Используйте указанные выше рекомендации, чтобы найти лучшее передаточное число для вашего механического редуктора.

В заключении, передаточное число редуктора - это важный параметр, который требуется для правильной работы механического редуктора. Знание данных основ позволит вам сделать правильный выбор при покупке редуктора и оптимизировать его работу в системе.