Назначение и конструкция редуктора

Устройство и виды редукторов

В прямом переводе с латинского языка редуктор – это то устройство, которое отводит обратно и преобразует некоторые физические величины, например крутящий момент. Но в более широком понимании такие агрегаты выполняют и другие функции. К примеру, они могут стабилизировать и понижать давление воды или газа при выводе из каких-либо емкостей, сетей, а также коммуникаций.

Для чего нужен?

Редуктор является преобразующим механизмом, который состоит из более мелких компонентов (чаще всего передач) и выполнен в виде отдельно функционирующего или дополнительного устройства для конкретной машины. Как и было сказано ранее, с его помощью можно передавать необходимые вращения от ведущего к ведомому валу. Кроме того, подобный агрегат также отвечает за снижение угловой скорости и увеличение крутящего момента в передачах.

Конструкция редуктора на примере механического устройства

Как правило, эти машины состоят из стандартных литых корпусов. В редких случаях, когда требуется, чтобы конструкция механизма стала легче, вместо чугуна используют стальные сплавы. В корпусах находятся все необходимые элементы передачи. К компонентам механических видов редукторов можно отнести зубчатые колеса, подшипники, входной и выходной вал.

Кроме того, конструкция редукторов напрямую зависит от их назначения. Если механизм изготавливается специально для конкретной машины, то он может иметь дополнительные элементы, помимо вышеупомянутых. Нередко в корпуса встраивают специальные смазочные (масляные насосы) или охладительные устройства.

Классификация агрегатов

Различают следующие виды редукторов:

Такое деление обусловлено не только особенностями, но и назначением, а также сферой, в которой применяется это устройство.

Виды редукторов, упомянутые в списке, более детально рассмотрены ниже.

Газовые

Эти агрегаты являются устройствами, которые способны понижать давление на выходе из какой-либо емкости (например, в баллоне).

Существуют следующие виды газовых редукторов:

• Кислородные, применяющиеся на многих машиностроительных предприятиях. С помощью таких редукторов можно выполнять любые автогенные работы. Например, сваривать или паять детали.
• Ацетиленовые, которые часто применяются в коммунальном хозяйстве для резки трубопроводов.
• Воздушные редукторы. Такие агрегаты используют многие предприятия. С их помощью можно непрерывно поддерживать необходимое давление воздуха в сетях и коммуникациях. Кроме того, подобные виды редукторов используют в дайвинге как устройства, которые способны снижать давление дыхательной смеси.
• Пропановые, использующиеся в металлургии. Они помогают рабочим проводить различные автогенные работы, наподобие резки или пайки. Кроме того, эти редукторы можно встретить и в быту. Ярким примером являются плиты, в которых встроены подобные регуляторы давления газа.

Водные редукторы

Такие агрегаты – это малогабаритные механизмы в непроницаемом стальном корпусе, который имеет два резьбовых отверстия на выходе и входе. Эти виды редукторов позволяют стабилизировать или снизить давление воды в сетях и коммуникациях, сохраняя тем самым трубопровод или любое другое оборудование от каких-либо повреждений.

В основе работы подобного механизма лежит принцип выравнивания пружины настройки и усилий мембраны.

В зависимости от принципа действия, редукторы бывают:

• Статистическими, которые монтируются на входе водопровода в квартирах и частных домах. Такие механизмы могут работать практически в любых условиях. Например, при непостоянном потреблении воды.
• Динамическими, которые устанавливаются преимущественно на промышленных объектах. Подобные механизмы способны обеспечить равномерный, круглосуточный напор и поток воды.

Как и для любой другой техники, для этих редукторов существуют некоторые требования, которых нужно придерживаться во время эксплуатации. К таковым относится возможность использования только при температуре не более 70 °C и максимальном давлении, равном не менее 15-16 бар. Кроме того, среда, в которой работает механизм, не должна содержать сжатый воздух и масла.

Механические

Практически в любой технике встречаются подобные виды редукторов. Их назначение состоит в том, чтобы понижать угловую скорость для увеличения крутящего момента ведомого вала по отношению к ведущему. Такие агрегаты используют в производстве станков, автомобилей, спецтехники и т. д.

Существуют следующие основные виды этих машин:

• Червячные.
• Конические.
• Цилиндрические.
• Волновые.
• Планетарные.
• Глобоидные.
• Комбинированные редукторы, которые сочетают в себе различные виды передач. Например, червячно-конические или планетарно-цилиндрические.

Некоторые вышеупомянутые виды редукторов, их назначение и устройство более подробно рассмотрены ниже.

Червячные агрегаты

Эти машины имеют одну или две передачи одноименного типа. Такие редукторы преобразовывают угловую скорость и крутящий момент выходного вала за счет червячной передачи, которая обычно располагается под прямым углом. Подобные механизмы универсальны, поэтому широко используются во многих промышленных сферах деятельности. Например, их можно встретить в машиностроении и производстве автомобилей.

Самыми распространенными считаются одноступенчатые и двухступенчатые виды червячных редукторов. При этом чаще всего в промышленности используется второй тип. Обусловлено это тем, что двухступенчатый механизм дает высокое передаточное отношение всего редуктора. Такая особенность позволяет получить еще больший крутящий момент при малых входных мощностях.

Конические редукторы

Эти устройства предназначены для передачи мощности от привода к рабочим механизмам с повышением или снижением вращающего момента ведущего вала. Работают такие виды редукторов с помощью конической зубчатой передачи, которая обеспечивает движение между звеньями с переменным межосевым углом. Они имеют высокий уровень КПД, жесткую конструкцию и более герметичный корпус, вследствие чего утечка масла в процессе использования сводится к минимуму. Единственным недостатком таких машин является то, что технология их изготовления значительно сложнее, чем, к примеру, цилиндрических агрегатов. К тому же валы в конических передачах подвергаются большей нагрузке, в связи с консольным расположением зубчатых колес.

В зависимости от конструктивных особенностей, есть:

• Редукторы с широким типом корпуса.
• Быстроходные.
• Тихоходные.
• Многоступенчатые.
• Одноступенчатые.

Цилиндрические редукторы

Эти машины получили свое название отнюдь не из-за своего специфического строения, а благодаря одноименной передаче, которая в них используется. В отличие от остальных механических редукторов, цилиндрический работает в горизонтальном положении, что позволяет добиться большей производительности при малых мощностях. Даже КПД такого устройства намного превышает другие агрегаты и, в зависимости от передаточного числа, составляет около 98%! Благодаря этому также не тратится лишняя энергия и компоненты цилиндрического редуктора меньше нагреваются.

Используются такие агрегаты как в машиностроении, так и в более тяжелой промышленности. Например, в черной и цветной металлургии, химическом производстве и горном деле.

Назначение и виды редукторов

Редуктор представляет собой сложный механизм. Он состоит из червячных или зубчатых передач благодаря которым происходит вращение вала рабочего механизма.

Конструктивно он состоит из корпуса, в котором размещены элементы, передающие движение. Это зубчатые колеса, валы и другие. Иногда в корпусе могут находиться дополнительные устройства, обеспечивающие смазку цепей или охлаждение нужных деталей и узлов.

Производители выпускают большое количество агрегатов, отличающихся конструкцией и формой.

• цилиндрический одноступенчатый. В нем оси ведомого и ведущего вала находятся параллельно;
• конический, в котором происходит пересечение осей валов;
• червячный. В них оси в пространстве перекрещиваются;
• комбинированные механизмы, сочетающие в себе зубчатые и червячные передачи.

В зависимости от числа передач редуктор может быть одноступенчатый или многоступенчатый. Это устройство широко используется человеком во всех сферах его деятельности.

Он включен в состав привода различных механизмов. С его помощью снижается угловая скорость выходного вала. В некоторых случаях угловая скорость должна быть разной.

Для того чтобы это произошло, в корпусе размещают специальный механизм переключения и несколько пар зубчатых колец, обладающих различными передаточными числами. такой механизм известен всем под названием – коробка передач.

Червячные редукторы, достоинства и назначение

К отдельным механизмам, в которых передача вращения осуществляется особым способом, относятся изделия червячного типа.

Они передают крутящий момент, используя червячную передачу. Можно также услышать название зубчато-винтовая передача.

Это объясняется тем, что основными элементами являются червячное зубчатое колесо и специальный винт, который называют червяком.

Этот винт действительно особый, так как профиль резьбы имеет трапецеидальную форму. Для его изготовления применяются материалы, обладающие высокой прочностью.

Существует много разновидностей этого винта, но наиболее востребованными являются одно-, двух-, и четырехзаходные изделия. Заходность зависит от того, сколько имеется каналов резьбы на изделии.

Червячное колесо по внешнему виду напоминает обычное изделие. Но в нем подогнана резьба под форму винта-червяка.

Для мощных червячных редукторов колесо чаще всего изготавливают из различных материалов. Зубья чаще всего выполняют из антифрикционного металла, а для изготовления сердечника используют чугун или недорогую сталь.

Данные агрегаты отличаются высокой эффективностью и используются в тех устройствах, где нужно достигнуть высокого крутящего момента и низкой угловой скорости.

Достигается это за счет конструкции устройства. Ведущим звеном в механизме является червяк. А это значит, что на винт крутящий момент передается от двигателя, после чего происходит вращение выходного вала.

Достоинства агрегатов червячного типа

Прежде чем червячный редуктор купить, необходимо знать какими достоинствами он обладает. К его основным преимуществам можно отнести:

• плавность хода;
• уровень шума достаточно низкий;
• обладает эффектом самоторможения;
• использование всего двух элементов дает большое передаточное отношение.

К его недостаткам относится низкий коэффициент полезного действия, повышенный износ и из-за сил трения происходит большое выделение тепла. Поэтому чаще всего использовать такие агрегаты предпочтительно в тех случаях, когда необходима передача небольших мощностей.

Чтобы предотвратить быстрый износ устройства, следует соблюдать высокую точность при сборке и регулировке механизма. А для отвода лишнего тепла потребуется установить специальные приспособления.

Типы

Существуют различные типы червячных редукторов, которые отличаются по определенным критериям. Они подразделяются в зависимости:

• от количества заходов резьбы;
• от того, как нарезана резьба. Она может быть лево- и правосторонней;
• от формы винта. Она бывает глобоидной и цилиндрической;
• от формы профиля резьбы. Он может быть конволютным, архимедовым и эвольвентным;

Зубчатые колеса бывают различных типов. Профиль их зубьев может иметь изогнутую, прямую и роликовую форму. В последнем вместо зубьев применяется вращающийся ролик.

Использование цилиндрических редукторов

Данные изделия представляют собой большую группу механизмов. Их отличительной особенностью является то, что зацепление осуществляется с помощью цилиндрической зубчатой передачи.

В зависимости от расстояния между осями выходного и входного валом могут быть соосными и обладающие параллельными валами.

В свою очередь соосный механизм может быть представлен как цилиндрический одноступенчатый редуктор, или же он может иметь от двух и выше ступеней.

Изделия также отличаются по способу установки. С этой целью используются специальные лапы, фланцы и насадки.

Достоинства цилиндрических моделей

Преимущества цилиндрического редуктора неоспоримы.

1. Они отличается высоким коэффициентом полезного действия;
2. Обладают повышенной нагрузочной способностью. Они в состоянии, практически без потерь, передавать большие мощности;
3. Они отличаются высокой кинематической точностью;
4. Хорошо работают как при неравномерных нагрузках, так и при любых количествах запусков и остановок;
5. В этих изделиях отсутствует самоторможение, поэтому у любого из них имеется возможность провернуть выходной вал;
6. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия, очень мало нагреваются, в результате почти вся энергия передается потребителю;
7. Обладает хорошей надежностью;
8. Большое количество вариантов зубчатых передач позволяет подобрать самый подходящий редуктор для требуемого передаточного движения.

Есть у них и недостатки. Это повышенный уровень шума и обладают низким передаточным числом. К недостаткам можно отнести и отсутствие обратимости, но это только в том случае, когда нужно чтобы выходной вал внешней нагрузки не имел возможности поворота.

Использование цилиндрических редукторов

Обладая хорошими преимуществами, цилиндрический одноступенчатый редуктор, а также двух- и трехступенчатые механизмы считается лидером среди подобных устройств.

Изделия нашли свое применение в металлорежущих станках, их устанавливают в мешалках, измельчителях, в валковом и другом оборудовании.

Практически ограничений для их использования нет, за исключением тех случаев, когда целесообразнее будет использовать другие типы агрегатов.

Например, если возникла необходимость, чтобы механизм имел плавный ход или же нужна в приводе угловая компоновка. Цилиндрические редукторы могут располагаться горизонтально и вертикально.

Наиболее востребована горизонтальная установка цилиндров. А в целом выбор зависит от того, насколько удобна компоновка привода.

Редуктор заднего моста

Одним из промежуточных узлов в трансмиссионной конструкции транспортных средств — это редуктор заднего моста, который участвует в передаче мощности ДВС непосредственно колесам. Редуктор имеет две основные части — это главная передача и межколесный дифференциал.

Устройство и схема редуктора заднего моста

Редуктор — это сложное техническое устройство, состоящее из взаимодействующих между собой подвижных деталей.

Редуктор располагается в заднем мосте. Поэтому сначала рассмотрим схема заднего моста в разрезе.

• 1-подшипник дифференциала;
• 2-сапун;
• 3-корпус дифференциала;
• 4-ведомая шестерня главной передачи;
• 5-сателлит;
• 6-полуосевая шестерня;
• 7-болты крепления редуктора к картеру заднего моста;
• 8-подшипники ведущей шестерни;
• 9-манжета фланца ведущей шестерни;
• 10-фланец;
• 11-гайка ведущей шестерни;
• 12-кольцо грязеотражательное;
• 13-распорная втулка;
• 14-регулировочная прокладка (кольцо);
• 15-ведущая шестерня;
• 16-ось сателлитов;
• 17-картер редуктора;
• 18-балка заднего моста.

В конструкцию редуктора заднего моста входят следующие основные детали:

• ведущая шестеренка;
• ведомая шестеренка;
• штифт направления;
• сальники;
• барабан;
• подшипники и их крепления;
• стопорная пластина;
• сапун;
• хвостовик.

В состав главной передачи входят 2 шестеренки: ведущая и ведомая. Зацепление у них выполнено гипоидное, из-за чего зубья шестерни имеют хорошее скольжение.

Чтобы было понятно, что такое гипоидная, оно же — гиперболоидное, оно же — спироидное зацепление, приведу виды зацеплений зубчатых передач. Гипоидное зацепление требует высокой точности при изготовлении, но при эксплуатации оно обеспечивает бесшумность в работе по сравнению с цилиндрическим зацеплением.

От двигателя мощность сначала получает ведущая шестерня, затем — ведомая. Размеры шестеренок влияют на передаточное число и частоту вращения.

Простыми словами, любой редуктор — это устройство, которое уменьшает частоту вращения получаемую от двигателя.

Главная передача редуктора заднего моста может двух типов:

1. одинарной;
2. двойной.

Двойная ГП, в свою очередь, бывает:

1. двойной;
2. разнесенной.

Двойная ГП имеет простую конструкцию. Основные детали ГП двойного типа принимают основную нагрузку и имеют большее передаточное отношение.

Что касается ГП разнесенного типа, то она имеет сложную конструкцию, по габаритным размерам меньше и эффективнее в работе. Установка разнесенного ГП позволяет повысить дорожный просвет (клиренс). Существуют также специальные проставки для клиренса, подложив которые под пружины и амортизаторы, автомобиль стает выше.

Виды одинарных передач:

1. Цилиндрическая. Это самая простая схема передачи крутящего момента. Шестерни находятся в одной плоскости. Такое зацепление обеспечивает максимальный КПД.
2. Гипоидная. Изготовление сложнее, конструкция имеет меньший вес и размеры, КПД — средний.
3. Коническая. Шестерни в конической передачи располагаются перпендикулярно друг другу, из-за чего габариты такой такой
4. Червячная. Такая передача бесшумная, работает мягко, но вырабатывает самое маленькое значение КПД.

В сложных конструкциях самый распространенный вид передачи — это гипоидная. Шестерни в нем располагаются друг к другу под некоторым углом. Из-за такого расположения контактирующих зубьев шестеренок, такой узел работает плавно, имеет меньший износ.

Дифференциал располагается между колесами и работает в паре с главной передачей (ГП). В устройство дифференциала входят:

• ведомая шестреня;
• шестерни полуосей;
• шестерни сателлитов.

Колеса получают движущую вращательную силу от полуосей, которые, в свою очередь, получают вращательную силу от ведомой шестерни.

Дифференциал — это распределитель мощности между полуосями. Он дает возможность вращаться полуосям и колесам с разными угловыми скоростями. Такой принцип работы используется в заднеприводных автомобилях.

Техническое обслуживание редуктора

Редуктор заднего моста работает в повышенных нагрузках. Срок эксплуатации заднего редуктора зависит от периодического прохождения ТО, режима эксплуатации.

Признаком неисправности редуктора заднего моста, при которым следует провести диагностику и, в случае необходимости, сделать ремонт, является появление шума. Шум редуктора — это гул, который легко ощущается во время езды и который закладывает уши движении на дальнее расстояние.

Обычно, при появлении шума редуктора, всегда приходится делать капитальный ремонт или менять полностью. В зависимости на какой передаче едет автомобиль и на какой скорость, шум может быть разным.

Какие шумы редуктора могут быть:

• непрерывающийся шум в задней части машины;
• шум во время разгона авто;
• шум при поворотах;
• шум во время торможения.

Порядок ремонта или замены узла полностью:

1. 1. Приготовить стандартный набор ключей.
   2. Слить масло из редуктора, открутив сливную пробку.
   3. Снять колеса.
   4. Снять тормозные барабаны.
   5. Снять колодки.
   6. Открутить крепления полуосей торцевым ключом.
   7. Демонтировать полуоси.
   8. Разобрать и снять карданный вал. Это делаем в таком порядке:
      • Поставить метки на фланце кардана и фланце редуктора для избежания дисбаланса после сборки.
      • Открутить болты, которые крепят вал.
      • Во время сборке использовать новые гайки для избежания возможной поломки в дороге (обрыв карданного вала).
   9. Открутить крепления редуктора к заднему мосту торцевым ключом.
   10. Устанавливаем новый редуктор или ремонтируем.
   11. После сборки заливаем новое масло для редуктора.

Если во время движения появился гул около задних колес, то надо проводить регулировку. Гул появляется от постоянных нагрузок.

Устанавливали ли вы замеру заднего вида? Если да, то куда? Можно установить камеру заднего вида в бампер, можно в ручку багажника, можно над номером. Но какое место оптимальное, чтобы объектив как можно дольше оставался чистым?

Диагностику делаем в таком порядке:

1. Демонтировать подшипники.
2. Снять сальники.
3. Снять сателлиты.
4. Снять фланцы.
5. Снять оси.
6. Все снятые детали надо промыть в бензине или керосине.
7. Осмотреть визуально и, если обнаружено повреждение хотя бы одного зуба, то деталь подлежит замене.

Сборку редуктора делаем в такой последовательности:

1. Установить ведущую шестерню с регулировочной шайбой, распорной втулкой, подшипниками и фланцем.
2. Гайку следует затягивать ключом с динамометрическим измерением. Силу затяжки гайки делаем 1 Н (Ньютон).
3. В корпус дифференциала установить ведомую шестерню и затянуть болты.
4. Выставить путем регулировки допустимый люфт.
5. После установки всех деталей, гайки затягиваем до минимума.
6. Теперь проворачиваем ведомую шестерню и проверяем ее на люфт. Люфт должен быть, но небольшим. Люфт — это запас расстояния, так как все детали при нагрузках немного расширяются.
7. Проверяем расстояние между болтами, удерживающие гайки. Штангенциркулем проверяем расстояния, а с другой затягиваем гайки с одинаковым моментом затяжки. Расстояния между болтами не должны изменять от предела 1,5-2 мм. Если расстояния в норме, то опять проверяем люфт шестеренки.
8. Регулировка на этом этапе заканчивается.

Видео

В этом видео показывается, как регулировать редуктор заднего моста. Учебное пособие. Урок 1

Учебное пособие. Урок 2

Какие виды неисправностей могут быть в автомобильном редукторе.

Как замерить люфт редуктора.