как определить передаточное отношение редуктора

Роль передаточного числа в современных редукторах

Редуктор является конструктивно-технической частью различных механизмов, в частности – двигателей. Возникновение этого элемента связано с необходимостью преобразовывать высокую скорость в усилие крутящего момента, либо – наоборот. Видов редукторов на сегодняшний день достаточно много, поэтому, выбирая определенную модель, важно иметь представление и понимание об их ключевом параметре – передаточном числе.

Базовые понятия и общая информация

Передаточное число представляет собой соотношение зубцов двух шестерней. Говоря простым языком, передаточное число – это отношение скоростей или частот вращения входного (ведущего) вала и выходного тихоходного (ведомого) вала.
Этот показатель отражает информацию о том, какое число полных оборотов успевает совершить входной вал за время одного полного оборота тихоходного вала. Зная передаточное число, без особого труда можно подобрать новый механизм на замену вышедшего из строя оборудования.
Передаточное число зависит от конструктивных особенностей редукторов, которые, в свою очередь, подразделяются на:

Отличительной особенностью планетарных редукторов является то, что они имеют сравнительно небольшой размер, нестандартную компоновку элементов и высокий коэффициент полезного действия (КПД), следовательно, могу применяться в приводах больших мощностей. Их передаточные числа варьируются от 6 до 450.
Цилиндрические редукторы характеризуются тем, что они могут выдержать высокую нагрузку при долговременном режиме работы с КПД, который в среднем превышает 90%. Передаточные числа входят в диапазон от 1,5 до 400.
Самый простой тип конструкции имеют червячные редукторы, однако высоким КПД они похвастаться не могут и не подходят для мощных установок. Передаточное число может принимать значение от 5 до 10000.

Способы определения передаточного числа

Вариантов по измерению величины передаточного числа редуктора немного, но хотя бы один из них гарантированно окажется полезным в какой бы то ни было ситуации и точно поможет подобрать оборудование правильно.

Теоретический метод основывается на сборе и анализе информации, касающейся характеристик и значений параметров механизма. Все необходимые данные можно найти на внешней части корпуса прибора или устройства. Производитель механизма обычно размещает основные технические показатели и специализированные цифровые шифры на металлических или пластиковых табличках и наклейках. В случае, если значения требуемых параметров не указаны снаружи устройства, всегда можно обратиться к содержимому пакетов технической и конструкторской документации, а именно: паспорту прибора и инструкции по эксплуатации.

Второй способ определения значения передаточного числа – практический или экспериментальный.

Такой подход предполагает выполнение следующей последовательности действий:

Не менее точным и достоверным способом расчета является формула:

I=n1/n2

Формула выведенная опытным путем. Переведя символьный язык формулы в текстовый формат, получается, что передаточное число – есть отношение, числитель которого равен числу оборотов рабочего (ведущего) вала на входе, а знаменатель – числу оборотов ведомого вала на выходе. При выполнении вычислений стоит ориентироваться на тезис о том, что максимальное количество оборотов составляет не более полутора тысяч в минуту. Большая частота вращения, доходящая до трех тысяч оборотов в минуту характерна исключительно для соосных цилиндрических механизмов. Вычисленный результат нужно округлить до ближайшего нормированного значения в ряду передаточных чисел для определенного типа редуктора, найти который можно в специализированных технических справочниках, либо в Интернете.
По завершении процедуры определения искомого параметра можно переходить к поиску, закупке и замене механизма устройства. Для удобства выбора редукторов, существует две классификации передаточных чисел, которые обусловлены стандартизацией обозначений:

Значение представляет собой точную величину, которая характеризуется бесконечным множеством цифр после запятой.

Нюансы при подборе оборудования

Одинаковая конструкция и идентичная конфигурация промышленных устройств и механизмов не гарантируют того, что их передаточные числа также будут аналогичны. Самостоятельный расчет или экспериментальное определение искомого параметра не так сложны, как может показаться на первый взгляд. Однако если такая возможность отсутствует: не хватает времени или уверенности в собственных знаниях, то настоятельно рекомендуется обратиться за помощью к производителю для получения точной и достоверной информации.
Квалифицированные инженеры промышленных предприятий или специализированных компаний оперативно составят подборку устройств, удовлетворяющих параметрам и характеристикам, которые предоставил заказчик. Приятным бонусом является факт того, что услуги по консультированию и вспомогательным расчетам многие организации оказывают бесплатно.

Самостоятельно определить передаточное число редуктора не так трудно, как может показаться на первый взгляд. Имя подробную информацию, можно приступать к замене редуктора на новый или его переустановки на сходный вид оборудования.

Источник

Передаточное число редуктора — определение, типы редукторов, вычисление

Червячные редукторы относятся к классу наиболее распространенных редукторных механизмов. Благодаря оптимальной цене они востребованы как для оснащения быттехники, так и для комплектации тяжелого промышленного оборудования (такие передачи незаменимы в механизмах конвейерных систем).

Функции червячного агрегата сводятся к 2 базовым пунктам – преобразованию момента силы (наращиванию крутящего момента) и одновременному контролю (регулировке) угловых скоростей вращательного движения элементов двигателя. Плюсы – цена, способность сокращения передач и самоторможение. Устройство работает в диапазоне от 20 к 1 до 300 к 1 и более.

Принцип действия

Основная особенность системы с червяком – самоторможение – делает его особенно актуальным для комплектации производственного и промышленного (профессионального) оборудования. За счет самоторможения шестеренка приходит в движение под воздействием винта (червяка), но сама она при этом винт не вращает.

Принцип построен на взаимодействии двух функциональных элементов:

Передаточное число

Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

I = N1/N2

где
N1 – скорость вращения вала (количество об/мин) на входе;
N2 – скорость вращения вала (количество об/мин) на выходе.

Полученное при расчетах значение округляется до значения, указанного в технических характеристиках конкретного типа редукторов.

Таблица 2. Диапазон передаточных чисел для разных типов редукторов

ВАЖНО!
Скорость вращения вала электродвигателя и, соответственно, входного вала редуктора не может превышать 1500 об/мин. Правило действует для любых типов редукторов, кроме цилиндрических соосных со скоростью вращения до 3000 об/мин. Этот технический параметр производители указывают в сводных характеристиках электрических двигателей.

Порядок выбора червячного редуктора

Среди достоинств данного агрегата – обоснованная цена червячного редуктора. Но даже с ее учетом подбор должен быть очень выверенным. Чтобы купить оборудование, которое оптимально впишется в используемую программу технического оснащения, необходимо разобраться с базовыми параметрами выбора червячного редуктора. В данной системе расчетов параметров для определения цены присутствуют такие характеристики, как:

Определение передаточного числа

Начинается выбор червячного редуктора с расчета передаточного отношения – соотношения зубьев ведомой шестерни с количеством зубьев ведущего червяка. От этого зависит кратность увеличения крутящего момента при движении червяка.

Для расчета передаточного числа (требуемого) с целью правильного выбора червячного редуктора используется формула вида:

Результаты нужно округлить. После чего можно купить модель, руководствуясь таблицей передаточных чисел для разных вариаций механизмов.

Расчет количества ступеней

Расчет передаточного числа является ключевым и при определении требуемого числа ступеней. Во исполнение последней задачи необходимо подобрать систему, согласно полученному соотношению, из таблицы, приведенной ниже.

Выбор червячного редуктора по габаритам

Грамотный выбор червячного редуктора по габаритным параметрам требует приведение в соответствие параметров мощности, оборотов двигателя с типом приводного механизма. Чтобы определиться, какой типоразмер нужно купить именно вам, используйте формулу:

Т= (9550 * Р * U * N) / (К * N вх.).

Расчет времени включения осуществляется так:

Важное условие: полученный момент не должен превышать номинального крутящего момента. Последний указан в паспорте (технические характеристики червячного редуктора). Это необходимо для продолжительной работы валов механизма (во избежание разницы между нагрузками, прикладываемыми де-факто, и предусмотренными в паспорте).

Где купить червячный редуктор

Если вы планируете купить червячный редуктор на долгосрочную перспективу по обоснованной цене, нам есть что вам предложить. ПТЦ «Привод» много лет занимается поставками данной техники по всей России и в страны СНГ.

Мы предлагаем только высоконадежные качественные агрегаты по эффективной цене производителя с гарантиями долгосрочной службы. Осуществляем полное сопровождение заказа – от помощи в построении системы требований до выбора червячного редуктора, соответствующего заявленным условиям работы.

Мощность привода

Правильно рассчитанная мощность привода помогает преодолевать механическое сопротивление трения, возникающее при прямолинейных и вращательных движениях.

Элементарная формула расчета мощности – вычисление соотношения силы к скорости.

При вращательных движениях мощность вычисляется как соотношение крутящего момента к числу оборотов в минуту:

P = (MxN)/9550

где
M – крутящий момент;
N – количество оборотов/мин.

Выходная мощность вычисляется по формуле:

P2 = P x Sf

где
P – мощность;
Sf – сервис-фактор (эксплуатационный коэффициент).

ВАЖНО!
Значение входной мощности всегда должно быть выше значения выходной мощности, что оправдано потерями при зацеплении:

P1 > P2

Нельзя делать расчеты, используя приблизительное значение входной мощности, так как КПД могут существенно отличаться.

Как рассчитать передаточное число редуктора

Определяем передаточное отношение редуктора вручную

Мотор-редукторы данной группы классифицируются по типу взрывозащитного исполнения:

Червячные редукторы

Червячные редукторы получили большую популярность в виду своей простоты и достаточно низкой стоимости. Из всех видов червячных редукторов наиболее распространены редукторы с цилиндрическими или глобоидными червяками. Как и многие другие типы редукторов червячные могут состоять из одной или нескольких ступеней. На одноступенчатом редукторе передаточное отношение может быть в пределах 5-100, а на двух ступенях может достигать 10000. Основными достоинствами редукторов червячного типа являются компактные размеры, плавность хода и самоторможение. Из недостатков можно отметить не очень высокий КПД и ограниченная нагружаемая способность. Основными элементами являются зубчатое колесо и цилиндрический червяк. Цилиндрический червяк представляет собой винт с нанесенной на его поверхности резьбой определенного профиля. Число заходов зависит от передаточного отношения, и может составлять от 1 до 4. Вторым основным элементом редуктора является червячное колесо. Оно представляет собой зубчатое колесо из сплава бронзы, количество зубьев также зависит от передаточного отношения и может составлять 26-100.

В ниже приведенной таблице представлена зависимость передаточного отношения от количества зубов колеса и заходов винта.

Источник

Как определить передаточную мощность двухступенчатого редуктора

Тип редуктора Передаточное число [I] Крутящий момент редуктора Эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор) Мощность привода Коэффициент полезного действия (КПД) Взрывозащищенные исполнения Показатели надежности Сервис расчета привода

В данной статье содержится подробная информация о выборе и расчете мотор-редуктора. Надеемся, предлагаемые сведения будут вам полезны.

При выборе конкретной модели мотор-редуктора учитываются следующие технические характеристики:

Тип редуктора

Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:

Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).

Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.

Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.

Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.

В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.

ВАЖНО! Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений.

Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи

Какой выбрать редуктор 2103 или 2106?

В «природе» жигулевских редукторов существует 4 типа:

Передаточное число это соотношение зубьев, например, в «шестерочном» редукторе на большой шестерни имеется маркировка 2106 1143. Следовательно, для определения пары необходимо 43/11 = 3.9. Чем больше число пары, тем автомобиль будет более «тяговитым», но зато потеряет в максимальной скорости. Чаще всего, в магазинах можно встретить два типа редукторов: с парой 4,3 и 3,9.

Передаточное число [I]

Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

I = N1/N2

где N1 – скорость вращения вала (количество об/мин) на входе; N2 – скорость вращения вала (количество об/мин) на выходе.

Полученное при расчетах значение округляется до значения, указанного в технических характеристиках конкретного типа редукторов.

Таблица 2. Диапазон передаточных чисел для разных типов редукторов

ВАЖНО! Скорость вращения вала электродвигателя и, соответственно, входного вала редуктора не может превышать 1500 об/мин. Правило действует для любых типов редукторов, кроме цилиндрических соосных со скоростью вращения до 3000 об/мин. Этот технический параметр производители указывают в сводных характеристиках электрических двигателей.

Определяем передаточное отношение редуктора вручную.

Очень часто клиенты при обращении в нашу организацию, говорят, что вышедший из строя редуктор не имеет шильда и они не имеют понятия, как узнать передаточное число редуктора. Данному вопросу и будет посвящён этот раздел сайта.
Итак, расчёт передаточного числа цилиндрического редуктора состоит из следующих операций;

Расчёт передаточного числа червячного редуктора состоит из следующих этапов:

Как видим, всё достаточно просто. Если же редуктор сохранил хоть какую-то работоспособность, то достаточно вручную прокрутить входной вал редуктора до одного полного оборота выходного вала. Количество оборотов входного вала и будет являться передаточным числом редуктора. Подобным образом возможно определить передаточное отношение большинства редукторов, представленных в нашем каталоге.

Крутящий момент редуктора

Крутящий момент на выходном валу [M2] – вращающий момент на выходном валу. Учитывается номинальная мощность [Pn], коэффициент безопасности [S], расчетная продолжительность эксплуатации (10 тысяч часов), КПД редуктора.

Номинальный крутящий момент [Mn2] – максимальный крутящий момент, обеспечивающий безопасную передачу. Его значение рассчитывается с учетом коэффициента безопасности – 1 и продолжительность эксплуатации – 10 тысяч часов.

Необходимый крутящий момент [Mr2] – крутящий момент, удовлетворяющим критериям заказчика. Его значение меньшее или равное номинальному крутящему моменту.

Расчетный крутящий момент [Mc2] – значение, необходимое для выбора редуктора. Расчетное значение вычисляется по следующей формуле:

Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2

где Mr2 – необходимый крутящий момент; Sf – сервис-фактор (эксплуатационный коэффициент); Mn2 – номинальный крутящий момент.

Общее определение

Редуктор, как конструкционный элемент, применяется в множестве механизмов. Это технический узел, необходимый для коррекции скорости вращения при передаче движения. Изобретение и распространение редукторов произошло во время развития двигателей разного типа. Это объясняется тем, что появилась необходимость превращать высокую оборотную скорость в усилие крутящего момента, или же наоборот. Для различных целей существует множество разновидностей редукторов, выбор которых играет важнейшую роль для нормального функционирования механизмов.

Передаточное число – это основной параметр, который характеризует различные модели редукторов. Оно зависит от типа, параметров и ступеней шестерен.

Передаточное отношение редуктора обозначается мультипликатором, который свидетельствует о типе механизма: понижающий он, или понижающий. Понижающие передаточные редукторы имеют мультипликатор больше 1, редуктор с передаточным числом менее 1 называется повышающим.

В автомобилях редуктора используются для перенаправления силового импульса на колеса с коробки передач, причем всегда скорость вращения снижается. Передаточное число — показатель того, во сколько раз скорость уменьшится. Если передаточное число равняется 4 — это означает, что крутящий момент, передающийся с редуктора на ось, в 4 раза меньше, чем скорость вращения трансмиссии.

Обычно такой механизм устанавливается на ведущую ось, если автомобиль является полноприводным, то устанавливаются два, по одному на каждую ось.

Редуктор не обязательно должен строго соответствовать установленным заводским параметрам, в некоторых случаях при поломке можно заменить на новый узел с меньшим или большим передаточным числом. Как проверить, какой механизм подойдет? Обычно можно делать замену на модели, в которых номинальное передаточное число отличаются не более чем на 0,5 в большую или меньшую сторону. Если взять, к примеру, редукторы автомобилей ВАЗ, есть возможность устанавливать 4 модели. Соответственно скорость работы редуктора уменьшается при увеличении передаточного числа.

Поэтому скорость автомобиля напрямую зависит от скорости работы редуктора, и с помощью замены этого узла можно сделать свой автомобиль более шустрым, например, поставив узел с передаточным числом 20.

Если автомобиль используется для грузовых перевозок, езды по пересеченной местности, рекомендуется устанавливать модель с более низким передаточным числом. Это добавит мощности на ось, несмотря на уменьшение скорости.

При замене узла на модель с большим или меньшим числом, стоит позаботиться о правильной работе спидометра. Так как очень часто он начинает показывать некорректные показатели. Нужно либо заменить тросик, при серьезном сбое, либо просто отрегулировать спидометр.

Что удивительно, при замене редуктора, снять старый и установить новый это самое простое, сложнее всего все правильно отрегулировать и настроить, чтобы общее передаточное число соответствовало необходимым параметрам. Если это не удастся, то даже самый качественный редуктор может быстро выйти из строя.

Эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор)

Сервис-фактор (Sf) рассчитывается экспериментальным методом. В расчет принимаются тип нагрузки, суточная продолжительность работы, количество пусков/остановок за час эксплуатации мотор-редуктора. Определить эксплуатационный коэффициент можно, используя данные таблицы 3.

Таблица 3. Параметры для расчета эксплуатационного коэффициента