Редукторы этого типа состоят из одной или нескольких, последовательно соединенных, пар зубчатых колес с внешним зацеплением, объединенных в одном корпусе. Особенностью цилиндрической передачи является то, что оси вращения входного и выходного вала параллельны в отличие от червячных и конических механизмов, у которых они перпендикулярны. Кроме того, выпускаются модели с соосным расположением валов.
Назначение цилиндрического редуктора заключается в преобразовании низкого крутящего момента и высокой угловой скорости, передаваемой приводным двигателем входному валу, в повышенный крутящий момент и сниженную частоту вращения выходного вала.
Принцип работы:
В одноступенчатых моделях вращение вала электродвигателя через упругую или компенсационную муфту передается входному валу редуктора. Закрепленная на нем шестерня приводит в движение зубчатое колесо большего диаметра, находящееся с ней в зацеплении. Из-за того, что количество зубьев на шестерне меньше, чем на ведомом колесе, частота вращения вала, на котором оно закреплено, уменьшается. Благодаря наличию дополнительных цилиндрических пар в двух, трех и четырехступенчатых редукторах снижение изначальной входной скорости вращения вала может достигать значительных величин. Профиль зубьев на колесах может быть:
- прямозубым;
- косозубым;
- шевронным;
- с зацеплением Новикова.
Цилиндрический редуктор: характеристики
К основным характеристикам цилиндрических редукторов, по которым осуществляется подбор нужного типоразмера, относятся:
- передаточное число;
- межосевое расстояние;
- коэффициент полезного действия;
- номинальный крутящий момент на выходном валу;
- исполнение валов;
- количество ступеней;
- вариант сборки;
- пространственное расположение.
Передаточное число указывает, во сколько раз снижается частота вращения выходного вала по сравнению со скоростью вращения входного. Определяется соотношением числа зубьев на ведомом колесе к количеству зубьев на шестерне входного вала.
u=zк/zш
zк– число зубьев большого колеса;
zш– количество зубьев шестерни входного вала.
В зависимости от числа ступеней передаточные числа цилиндрических редукторов варьируются от 1 для одноступенчатых моделей до 16000 в четырехступенчатых механизмах.
Межосевое расстояние характеризует габарит редуктора и определяется между центрами осей входного и выходного валов в одноступенчатых, а также некоторых многоступенчатых моделях и центрами осей промежуточного (передаточного) и выходного валов в механизмах двух и трехступенчатого исполнения.
Коэффициент полезного действия показывает эффективность системы «редуктор – приводимый механизм». КПД цилиндрического редуктора определяется отношением энергии, использованной для совершения полезной работы к энергии, суммарно затраченной на ее выполнение.
Номинальный крутящий момент на выходном валу является расчетным показателем, который определяется как произведение приложенной силы, выраженной в Н (ньютонах) и длины рычага в метрах. Этот параметр показывает, какое максимальное усилие может совершить данный типоразмер редуктора при определенных условиях.
Исполнения валов. В зависимости от типа присоединяемого механизма и его назначения выходной вал цилиндрического редуктора может быть цилиндрической или конической формы, а также пустотелым. Эти особенности отражаются в маркировке модели.
Количество ступеней выбирается исходя из конкретных условий эксплуатации и необходимого передаточного отношения.
Вариант сборки. Этот параметр определяет взаимное расположение входного и выходного вала, а также их количество, и учитывается при подборе редуктора под конкретные условия эксплуатации.
Пространственное расположение указывает, в каком положении должен быть закреплен редуктор для безопасной и безотказной эксплуатации. Цилиндрические редукторы, в зависимости от марки и назначения, могут устанавливаться как горизонтально, так и вертикально.
Преимущества цилиндрических редукторов
- высокий КПД по сравнению с червячными и коническими передачами, достигающий 98-99%;
- низкое тепловыделение;
- небольшой люфт валов;
- возможность использования редукторов для передачи больших крутящих моментов;
- возможность вращения валов в любую сторону.
Применение цилиндрических редукторов
Этот тип редукторов является самым распространенным и применяется в различных отраслях тяжелой и легкой промышленности. Они используются для комплектации конвейерных лент скребкового и ленточного типа, различных элеваторов, установок для смешивания различных продуктов, экструдеров, кранового и другого грузоподъемного оборудования, а также других механизмов.