Червячные редукторы вследствие низкого КПД и меньшего ресурса, чем у зубчатых редукторов, не рекомендуется применять их в машинах непрерывного действия.

Компоновочные возможности ограничены и сводятся к трём основным схемам редукторов: с нижним, верхним и боковым расположением червяка рис 7. Выбор схемы редуктора обычно диктуется удобством компоновки привода в целом. Диапазон передаточных чисел u = 8…80, рекомендуется. u<=63

Рис. 7 - Червячные редукторы

Червячно-цилиндрический двухступенчатый редуктор рис.8 имеет червячную быстроходную ступень и одну червячно-цилиндрическую или две червячно-цилиндрические ступени с параметрами редуктора развёрнутой схемы.

Червяк обычно располагают внизу, что вызвано условиями смазывания зацепления, расположением подшипников червяка и условиями сборки.

Рис. 8 - Червячно-цилиндрический двухступенчатый редуктор

Мотор-редукторы представляют собой агрегат, в котором объединены электродвигатель и редуктор. Это делается с целью уменьшения габаритов привода и улучшения его внешнего вида.

Планетарные редукторы позволяют получить большое передаточное число при малых габаритах. По конструкции они сложнее вышеописанных редукторов. Наиболее распространен простой планетарный зубчатый редуктор рис. 9.

Рис. 9 - Планетарный редуктор

Волновые редукторы являются разновидностью планетарных редукторов.

Для обозначения передач используются прописные буквы русского алфавита. А вы можете догадаться какие это передачи? Записываем на доске буквы и учащиеся дешифруют их. Ц – цилиндрическая, К – коническая, Ч – червячная, П – планетарная, В – волновая.

Если в редукторе две или более одинаковых передач, то после буквы ставится соответствующая цифра. Пример: Ц (рис.1, 2); Ц2 (рис.3); КЦ (рис.6); Ч (рис.7); ЦЧ 9 (рис.8). Если все валы редуктора находятся в вертикальной плоскости, то к обозначению добавляется индекс В. Если ось тихоходного вала вертикальна, то добавляется индекс Т, если ось быстроходного вала вертикальна, то – индекс Б. КЦт, КБ Ц (рис.6).

Опорами валов в редукторах чаще всего являются подшипники каче­ния. Валы цилиндрических и конических редукторов, как правило, устанавливают на шариковых или роликовых конических подшипниках.

 

Практическое задание:

Вариант 1

Задание 1. Перечислите достоинства и недостатки зубчатых передач, входящих в изображенный на рисунке редуктор, и определите передаточное число редуктора, если частота вращения ведомого вала ω₂ = 7 рад/сек, частота вращения ведущего вала ω₁ = 140 рад/сек.

Задание 2. Определите КПД (η_общ) изображенного на рисунке привода, если известны КПД входящих в него передач: η_муфты = 0,98, η_{редуктора} = 0,96, η_{цепной передачи} = 0,97, η_{барабана} = 0,98.

Какова будет мощность на валу барабана, если мощность электродвигателя N = 4 кВт?

Задание 3. Подсчитайте передаточное число привода, представленного на схеме, если диаметры 1, 3 и 4 зубчатых колес равны 10 см, а диаметры 2 и 5 колес – 200 мм.

Задание 4. Что называется редуктором и каково его назначение в приводе машины?

Задание 5. Начертить кинематическую схему горизонтального одноступенчатого цилиндрического редуктора

Вариант 2

Задание 1. Назовите изображенные на рисунке типы зубчатых передач. Перечислите их основные достоинства и недостатки.

Задание 2. Определите КПД редуктора, если мощность на его ведущем валу равна 6 кВт, крутящий момент на ведомом валу – 50 Нм, частота вращения ведомого вала – 114 рад/сек.

Задание 3. Определите передаточное число изображенного на схеме привода, если известны диаметры основных окружностей зубчатых колес:

· диаметр колес 1, 3, 4 – 80 мм;

· диаметр колес 2,5 – 200 мм.

Задание 4.  По каким признакам классифицируются редукторы?

Задание 5. Начертить кинематическую схему конического редуктора

 

 

Вариант 3

Задание 1. Перечислите изображенные на рисунке типы зубчатых передач, укажите их основные достоинства и недостатки в сравнении с другими зубчатыми передачами.

Задание 2. Определите КПД редуктора, если мощность на его ведомом валу N₂ = 12 кВт, крутящий момент на ведущем валу Т₁ = 100 Нм, частота вращения ведущего вала ω₁ = 140 рад/сек.

Задание 3. Каково передаточное число изображенного на схеме привода, если число зубьев на 1, 3 и 4 колесах в два раза меньше, чем число зубьев на 2 и 5 колесах? Какова роль колеса 4?

Задание 4.  Когда применяют мотор-редукторы?

Задание 5. Начертить кинематическую схему червячного редуктора

 

 

Вариант 4

Задание 1. Назовите передачи, составляющие привод, изображенный на рисунке. Перечислите достоинства и недостатки каждой из этих передач.

 

Задание 2. Определите КПД передачи, если мощность электродвигателя Nдв = 4 кВт, скорость движения груза v = 1 м/с, вес груза G = 3800 Н.

Задание 3. Определите передаточное число изображенного на схеме привода, если известно количество зубьев на зубчатых колесах:

· количество зубьев на колесах 1, 3, 4 – 24;

· количество зубьев на колесах 2 и 5 - 60.

Задание 4.  Какие редукторы получили широкое распространение в машиностроении и почему?

Задание 5. Начертить кинематическую схему планетарного редуктора

 

Список литературы

1. Олофинская, В.П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий: учебное пособие / В.П. Олофинская.-3-е изд. – М.: Неолит, 2017.- 352 с.

2. Олофинская, В.П. Техническая механика. Практические работы с краткими теоретическими сведениями и методические указаниями учебное пособие / В.П. Олофинская.-3-е изд. – М.: Неолит, 2017.- 168 с.

3. Олофинская, В.П Детали машин. Краткий курс и тестовые задания: учебное пособие / В.П. Олофинская.-3-е изд. – М.: Форум: Инфра-М, 2012.- 208 с.

4. Вереина, Л.И. Техническая механика [Текст]: учебник / Л.И.Вереина, М.М.Краснов.- 3-е изд.- М.: Академия, 2011.- 288 с.

 

Приложение 1

Таблица сортамента

Двутавры стальные горячекатаные (по ГОСТ 8239—89)

 

h — высота двутавра;         J — момент инерции;

b — ширина полки;            W — момент сопротивления;

d — толщина стенки;         S_x — статический момент полусечения;

t — средняя толщина полки; i — радиус инерции.

А — площадь поперечного сечения;

 

Номер дву-вра	Масса 1 м, кг	Размеры, мм				A, см2	Jx, см4	Wx, см3	ix,см	Sx, см3	Jy, см4	Wy, см3	iy,см
		h	b	d	t
10	9,46	100	55	4,5	7,2	12	198	39,7	4,06	23	17,9	6,49	1,22
12	11,5	120	64	4,8	7,3	14,7	350	58,4	4,88	33,7	27,9	8,72	1,38
14	13,7	140	73	4,9	7,5	17,4	572	81,7	5,73	46,8	41,9	11,5	1,55
16	15,9	160	81	5	7,8	20,2	873	109	6,57	62,3	58,6	14,5	1,7
18	18,4	180	90	5,1	8,1	23,4	1290	143	7,42	81,4	82,6	18,4	1,88
18a	19,9	180	100	5,1	8,3	25,4	1430	159	7,51	89,8	114	22,8	2,12
20	21	200	100	5,2	8,4	26,8	1840	184	8,28	104	115	23,1	2,07
20а	22,7	200	110	5,2	8,6	28,9	2030	203	8,37	114	155	28,2	2,32
22	24	220	110	5,4	8,7	30,6	2550	232	9,13	131	157	28,6	2,27
22а	25,8	220	120	5,4	8,9	32,8	2790	254	9,22	143	206	34,3	2,50
24	27,3	240	115	5,6	9,5	34,8	3460	289	9,97	163	198	34,5	2,37
24а	29,4	240	125	5,6	9,8	37,5	3800	317	10,1	178	260	41,6	2,63
27	31,5	270	125	6	9,8	40,2	5010	371	11,2	210	260	41,5	2,54
27а	33,9	270	135	6	10,2	43,2	5500	407	11,3	229	337	50	2,80
30	36,5	300	135	6,5	10,2	46,5	7080	472	12,3	268	337	49,9	2,69
30а	39,2	300	145	6,5	10,7	49,9	7780	518	12,5	292	436	60,1	2,95
33	42,2	330	140	7	11,2	53,8	9840	597	13,5	339	419	59,9	2,79
36	48,6	360	145	7,5	12,3	61,9	13380	743	14,7	423	516	71,1	2,89
40	57	400	155	8,3	13	72,6	19062	953	16,2	545	667	86,1	3,03
Номер дву-вра	Масса 1 м, кг	Размеры, мм				A, см2	Jx, см4	Wx, см3	ix,см	Sx, см3	Jy, см4	Wy, см3	iy,см
		h	b	d	t
45	66,5	450	160	9	14,2	84,7	27696	1231	18,1	708	808	101	3,09
50	78,5	500	170	10	15,2	100	39727	1589	19,9	919	1043	123	3,23
55	92,6	550	180	11	16,5	118	55962	2035	21,8	1181	1356	151	3,39
60	108	600	190	12	17,8	138	76806	2560	23,6	1491	1725	182	3,54

 

Швеллеры стальные горячекатаные (по ГОСТ 8240—89)

 

h — высота швеллера;        J — момент инерции;

b — ширина полки;            W — момент сопротивления;

s — толщина стенки;          S — статический момент полусечения;

t — средняя толщина полки;

А — площадь поперечного сечения; i — радиус инерции.

 

Номер шве-лера	Масса 1 м, кг	Размеры, мм				А, см2	Jx. см4	Wx, см3	ix. см	Sx см3	Jy см4	Wy. см3	iy, см	z0, см
		h	b	s	t
5	4,84	50	32	4,4	7	6,16	22,8	9,1	1,92	5,59	5,61	2,75	0,95	1,16
6,5	5,9	65	36	4,4	7,2	7,51	48,6	15	2,54	9	8,7	3,68	1,08	1,24
8	7,05	80	40	4,5	7,4	8,98	89,4	22,4	3,16	13,3	12,8	4,75	1,19	1,31
10	8,59	100	46	4,5	7,6	10,9	174	34,8	3,99	20,4	20,4	6,46	1,37	1,44
12	10,4	120	52	4,8	7,8	13,3	304	50,6	4,78	29,6	31,2	8,52	1,53	1,54
14	12,3	140	58	4,9	8,1	15,6	491	70,2	5,6	40,8	45,4	11	1,7	1,67
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
14а	13,3	140	62	4,9	8,7	17,0	545	77,8	5,66	45	57,5	13,3	1,84	1,87
16	14,2	160	64	5	8,4	18,1	747	93,4	6,42	54,1	63,3	13,8	1,87	1,8
16а	15,3	160	68	5	9	19,5	823	103	6,49	59,4	78,8	16,4	2,01	2
18	16,3	180	70	5,1	8,7	20,7	1090	121	7,24	69,8	86	17	2,04	1,94
18а	17,4	180	74	5,1	9,3	22,2	1190	132	7,32	76,1	105	20	2,18	2,13
Номер шве-лера	Масса 1 м, кг	Размеры, мм				А, см2	Jx. см4	Wx, см3	ix. см	Sx см3	Jy см4	Wy. см3	iy, см	z0, см
		h	b	s	t
20	18,4	200	76	5,2	9	23,4	1520	152	8,07	87,8	113	20,5	2,2	2,07
20а	19,8	200	80	5,2	9,7	25,2	1670	167	8,15	95,9	139	24,2	2,35	2,28
22	21	220	82	5,4	9,5	26,7	2110	192	8,89	110	151	25,1	2,37	2,21
24	24	240	90	5,6	10	30,6	2900	242	9,73	139	208	31,6	2,6	2,42
24а	25,8	240	95	5,6	10,7	32,9	3180	265	9,84	151	254	37,2	2,78	2,67
27	27,7	270	95	6	10,5	35,2	4160	308	10,9	178	262	37,3	2,73	2,47
30	31,8	300	100	6,5	11	40,5	5810	387	12	224	327	43,6	2,84	2,52
33	36,5	330	105	7	11,7	46,5	7980	484	13,1	281	410	51,8	2,97	2,59
36	41,9	360	110	7,5	12,6	53,4	10820	601	14,2	350	513	61,7	3,1	2,68
40	48,3	400	115	8	13,5	61,5	15220	761	15,7	444	642	73,4	3,23	2,75

 

Уголки стальные горячекатаные равнополочные (по ГОСТ 8509—86)

 

                        b — ширина полки;

t — толщина полки;

R — радиус внутреннего закругления;

r — радиус закругления полок;

J — момент инерции;

i — радиус инерции;

z₀ — расстояние от центра тяжести до

наружной грани полки;

J_xy — центробежный момент инерции.

Номер уголка	Размеры, мм										Площадьсм2		Справочные величины для осей
													х–х									х0–х0						y0–y0								Jxy см4		z0 см				масса 1м, кг
	b			t			R			r			Jx см4			Wx см3			ix см			Jx0max см4			ix0max см			Jy0min см4			Wy0min см3				iy0min см
1	2			3			4			5	6		7			8			9			10			11			12			13				14	15		16				17
2	20			3			3,5			1,2	1,13		0,40			0,28			0,59			0,63			0,75			0,17			0,20				0,39	0,23		0,60				0,89
				4							1,46		0,50			0,37			0,58			0,73			0,73			0,22			0,24				0,38	0,28		0,64				1,15
2,5	25			3							1,43		0,81			0,46			0,75			1,29			0,95			0,34			0,33				0,49	0,47		0,73				1,12
				4							1,86		1,03			0,59			0,74			1,62			0,93			0,44			0,41				0,48	0,59		0,76				1,46
				5							2,27		1,22			0,72			0,73			1,91			0,92			0,53			0,47				0,48	0,69		0,80				1,78
2,8	28			3			4,0			1,3	1,62		1,16			0,58			0,85			1,84			1,07			0,48			0,42				0,55	0,68		0,80				1,27
3	30			3			4,0			1,3	1,74		1,45			0,67			0,91			2,30			1,15			0,60			0,53				0,59	0,85		0,85				1,36
				4							2,27		1,84			0,87			0,90			2,92			1,13			0,77			0,61				0,58	1,08		0,89				1,78
				5							2,78		2,20			1,06			0,89			3,47			1,12			0,94			0,71				0,58	1,27		0,93				2,18
3,2	32			3			4,5			1,5	1,86		1,77			0,77			0,97			2,80			1,23			0,74			0,59				0,63	1,03		0,89				1,46
				4							2,43		2,26			1,00			0,96			3,58			1,21			0,94			0,71				0,62	1,32		0,94				1,91
3,5	35			3							2,04		2,35			0,93			1,07			3,72			1,35			0,97			0,71				0,69	1,37		0,97				1,60
				4							2,67		3,01			1,21			1,06			4,76			1,33			1,25			0,88				0,68	1,75		1,01				2,10
				5							3,28		3,61			1,47			1,05			5,71			1,32			1,52			1,02				0,68	2,10		1,05				2,58
Номер уголка	Размеры, мм										Площадьсм2		Справочные величины для осей
													х–х									х0–х0						y0–y0								Jxy см4		z0 см				масса 1м, кг
	b			t			R			r			Jx см4			Wx см3			ix см			Jx0max см4			ix0max см			Jy0min см4			Wy0min см3				iy0min см
4	40			3			5,0			1,7	2,35		3,55			1,22			1,23			5,63			1,55			1,47			0,95				0,79	2,08		1,09				1,85
				4							3,08		4,58			1,60			1,22			7,26			1,53			1,90			1,19				0,78	2,68		1,13				2,42
				5							3,79		5,53			1,95			1,21			8,75			1,52			2,30			1,39				0,78	3,22		1,17				2,98
				6							4,48		6,41			2,30			1,20			10,13			1,50			2,70			1,58				0,78	3,72		1,21				3,52
4,5	45			3			5,0			1,7	2,65		5,13			1,56			1,39			8,13			1,75			2,12			1,24				0,89	3,00		1,21				2,08
				4							3,48		6,63			2,04			1,38			10,52			1,74			2,74			1,54				0,89	3,89		1,26				2,73
				5							4,29		8,03			2,51			1,37			12,74			1,72			3,33			1,81				0,88	4,71		130				3,37
				6							5,08		9,35			2,95			1,36			14,80			1,71			3,90			2,06				0,88	5,45		1,34				3.99
5	50			3			5,5			1,8	2,96		7,11			1,94			1,55			11,27			1,95			2,95			1,57				1,00	4,16		1,33				2,32
				4							3.89		9,21			2,54			1,54			14,63			1,94			3,80			1,95				0,99	5,42		1,38				3.05
				5							4,80		11,20			3,13			1,53			17,77			1,92			4,63			2,30				0,98	6,57		1,42				3,77
				6							5,69		13,07			3,69			1,52			20,72			1,91			5,43			2,63				0,98	7,65		1,46				4,47
				7							6,56		14,84			4,23			1,50			23,47			1,89			6,21			2,93				0,97	8,63		1,50				5,15
				8							7,41		16,51			4,76			1,49			26,03			1,87			6,98			3,22				0,97	9,52		1,53				5,82
5,6	56			4			6,0			2,0	4,38		13,10			3,21			1,73			20,79			2.18			5,41			2,52				1,11	7,69		1,52				3,44
				5							5,41		15,97			3,96			1,72			25,36			2,16			6,59			2,97				1,10	9,41		1,57				4,25
6	60			4			7,0			2,3	4,72		16,21			3,70			1,85			25,69			2,33			6,72			2,93				1,19	9,48		1,62				3,71
				5							5,83		19,79			4,56			1,84			31,40			2,32			8,18			3,49				1,18	11,61		1,66				4,58
				6							6,92		23,21			5,40			1,83			36,81			2,31			9,60			3,99				1,18	13,60		1,70				5,43
				8							9,04		29,55			7,00			1,81			46,77			2,27			12,34			4,90				1,17	17,22		1,78				7,10
				10							11,08		35,32			8,52			1,79			5564			2,24			15,00			5,70				1,16	20,32		1,85				8,70
6,3	63			4							4,96		18,86			4,09			1,95			29,90			2,45			7,81			3,26				1,25	11,00		1,69				3,90
				5							6,13		23,10			5,05			1,94			36,80			2,44			9,52			3,87				1,25	13,70		1,74				4,81
				6							7,28		27,06			5,98			1,93			42,91			2,43			11,18			4,44				1,24	15,90		1,78				5,72
7	70			4,5			8,0			2,7	6,20		29,04			5,67			2,16			46,03			2,72			12,04			4,53				1,39	17,00		1,88				4,87
				5							6,86		31,94			6,27			2,16			50,67			2,72			13,22			4,92				1,39	18,70		1,90				5,38
				6							8,15		37,58			7,43			2,15			59,64			2,71			15,52			5,66				1,38	22,10		1,94				6,39
				7							9,42		42,98			8,57			2,14			68,19			2,69			17,77			6,31				1,37	25,20		1,99				7,39
				8							10,67		48,16			9,68			2,12			76,35			2,68			19,97			6,99				1,37	28,20		2,02				8,37
Номер уголка	Размеры, мм										Площадьсм2		Справочные величины для осей
													х–х									х0–х0						y0–y0								Jxy см4		z0 см				масса 1м, кг
	b			t			R			r			Jx см4			Wx см3			ix см			Jx0max см4			ix0max см			Jy0min см4			Wy0min см3				iy0min см