Классификация

Редуктор служит для уменьшения частоты вращения и соответствующего увеличения вращающего момента. В корпусе редуктора размещены одна или несколько передач зацеплением с постоянным передаточным отноше­нием (передаточным числом). Мотор-редуктор — моноблок, состоящий из редукторной части (редуктора) и электродвигателя.
Наиболее часто применяют асинхронные электродвига­тели с короткозамкнутым
ротором.

Редуктор общемашиностроительного применения — редуктор, выполненный в виде самостоятельного
агрегата, предназначенный для привода различных машин и механизмов и
удовлетворяющий комплексу технических требований, общему для большинства
случаев применения без учета каких-либо специфиче­ских требований, характерных
для отдельных областей применения.

Редукторы общемашиностроительного
применения, несмотря на конструктивные раз­личия, близки по основным
технико-экономическим характеристикам.

Специальные редукторы
(авиационные, судовые, автомобильные и др. ) — редукторы, выполненные с учетом
специфических требо­ваний, характерных для отдельных отраслей промышленности.

Мотор-редуктор общемашиностроительного применения — самостоятельный агрегат, предназначенный для
приведения в действие различных машин и механизмов и удовлетворяющий
требованиям к комплексу технических свойств, общему для большинст­ва случаев
применения без учета специфиче­ских требований, характерных для отдельных
отраслей промышленности. Мотор-редуктор специального назначения и специальной
кон­струкции — агрегат, выполненный с учетом специфических требований,
характерных для отдельных отраслей промышленности.

В соответствии с ГОСТ 29067-91 редукто­ры и мотор-редукторы общемашинострои­тельного
применения классифицируют в зави­симости от:

— вида применяемых передач, числа ступе­ней и взаимного расположения геометрических
осей входного и выходного валов (табл. 1);

— взаимного расположения геометрических осей входного и выходного валов в простран­стве
(табл. 2);

— способа крепления редуктора (табл. 3);

— взаимного расположения осей входного и выходного валов относительно плоскости ос­нования
и друг друга и числа входных и вы­ходных концов валов (см. ниже).

1. Классификация редукторов в зависимости от вида
передач и числа ступеней

Редуктор

Число ступеней

Виды передач

Взаимное расположе­ние осей входного и выходного
валов

1. Цилиндрический

Одноступенчатый

Одна или несколько цилиндрических передач

Параллельное

Двухступенчатый; трехступенчатый

Параллельное или соосное

Четырехступенчатый

Параллельное

2. Конический

Одноступенчатый

Одна коническая пере­дача

Пересекающееся

3.  Коническо-цилиндрический

Двухступенчатый; трехступенчатый; четырехступенчатый

Одна коническая переда­ча и одна или несколько
цилиндрических передач

Пересекающееся или скрещивающееся

4. Червячный

Одноступенчатый; двухступенчатый

Одна или две червячные передачи

Скрещивающееся

Параллельное

5. Цилиндрическо-червячный или
червячно-цилиндрический

Двухступенчатый; трехступенчатый

Одна или две цилиндрические передачи и одна
червячная переда­ча

Скрещивающееся

6. Планетарный

Одноступенчатый; двухступенчатый; трехступенчатый

Каждая ступень состоит из двух центральных зубчатых
колес и сател­литов

Соосное

7. Цилиндрическо-планетарный

Двухступенчатый; трехступенчатый; четырехступенчатый

Комбинация из одной или нескольких цилин­дрических и
планетар­ных передач

Параллельное или соосное

8. Коническо-планетарный

Двухступенчатый; трехступенчатый; четырехступенчатый

Комбинация из одной конической и планетар­ных
передач

Пересекающееся

9. Червячно-планетарный

Двухступенчатый; трехступенчатый; четырехступенчатый

Комбинация из одной червячной и планетар­ных передач

Скрещивающееся

10. Волновой

Одноступенчатый

Одна волновая передача

Соосное

2. Классификация редукторов в зависимости от
расположения осей входного и выходного валов в пространстве

Редуктор

Расположение осей входного и выходного валов в
пространстве

1. С параллельными осями входного и выходного валов

1. Горизонтальное: оси расположены в горизонтальной
плоскости; оси    расположены
в    вертикальной    плоскости (с входным валом
над или под выходным валом); оси расположены в наклонной плоскости

2. Вертикальное

2. С совпадающими осями входного и выходного валов
(соосный)

1. Горизонтальное

2. Вертикальное

3. С пересекающимися осями входно­го и выходного
валов

1. Горизонтальное

2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная
ось выходного вала 3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось
выходного вала

4. Со скрещивающимися осями вход­ного и выходного
валов

1. Горизонтальное (с входным валом над или под вы­ходным
валом)

2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная
ось выходного вала 3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось
выходного вала

3. Классификация редукторов в зависимости от способа
крепления

Способ крепления

Пример

Способ крепления

Пример

На приставных лапах или на плите (к по­толку или
стене):

 

Фланцем со стороны входного вала

рисунок

на уровне плоскости основания корпуса редуктора;

рисунок

Фланцем со стороны выходного вала

рисунок

над уровнем плоско­сти основания кор­пуса редуктора

рисунок

Фланцем со стороны входного и выходно­го валов

рисунок

Насадкой

рисунок

Конструктивные исполнения по способу монтажа

Условные изображения и цифровые обо­значения конструктивных исполнений редук­торов и мотор-редукторов общемашинострои­тельного применения (изделий) по способу монтажа установлены ГОСТ 30164-94.

В зависимости от конструкции редукторы и мотор-редукторы разбиты на следующие группы:

а) соосные;

б) с параллельными осями;

в) с пересекающимися осями;

г) со скрещивающимися осями.

К группе а) отнесены и изделия с парал­лельными осями, у которых концы входного и выходного валов направлены в противополож­ные стороны, а их межосевое расстояние составляет не более 80мм.

К группам б) и в) отнесены также вариато­ры и вариаторные приводы. Условные изобра­жения и цифровые обозначения конструктив­ных исполнений по способу монтажа характе­ризуют конструктивные исполнения корпусов, а также расположение в пространстве поверх­ностей крепления, валов или осей валов.

Условное обозначение изделий группы а) состоит из трех цифр:

первая — конструктивное исполнение кор­пуса (1 — на лапах; 2-е фланцем);

вторая — расположение поверхности креп­ления (1 — пол; 2 — потолок; 3 — стена);

третья — расположение конца выходного вала (1 — горизонтальный влево; 2 — горизон­тальный вправо; 3 — вертикальный вниз; 4 -вертикальный вверх).

Условное обозначение изделий групп б) и в) состоит из четырех цифр:

первая — конструктивное исполнение кор­пуса (1 — на лапах; 2 — с фланцем; 3 — навесное; 4 — насадное);

вторая — взаимное расположение поверх­ности крепления и осей валов для группы б): 1 — параллельно осям валов; 2 — перпендику­лярно осям валов; для группы в): 1 — парал­лельно осям валов; 2 — перпендикулярно оси выходного вала; 3 — перпендикулярно оси входного вала);

третья — расположение поверхности креп­ления в пространстве (1 — пол; 2 — потолок; 3 — стена левая, передняя, задняя; 4 — стена правая, передняя, задняя);

рисунок

четвертая — расположение валов в про­странстве для группы б): 0 — валы горизонталь­ные в горизонтальной плоскости; 1 — валы горизонтальные в вертикальной плоскости; 2 -валы вертикальные; для группы в): 0 — валы горизонтальные; 1 — выходной вал вертикаль­ный; 2 — входной вал вертикальный).

Условное обозначение изделий группы г) состоит из четырех цифр:

первая — конструктивное исполнение кор­пуса (1 — на лапах; 2 — с фланцем; 3 — навесное; 4 — насадное);

вторая — взаимное расположение поверх­ности крепления и осей валов (1 — параллельно осям валов, со стороны червяка; 2 — парал­лельно осям валов, со стороны колеса; 3, 4 -перпендикулярно оси колеса; 5, 6 -перпендикулярно оси червяка);

третья — расположение валов в пространст­ве (1 — валы горизонтальные; 2 — выходной вал вертикальный: 3 — входной вал вертикальный);

четвертая — взаимное расположение чер­вячной пары в пространстве (0 — червяк под колесом; 1 — червяк над колесом; 2 — червяк справа от колеса; 3 — червяк слева от колеса).

Изделия навесного исполнения устанавли­вают полым выходным валом, а корпус фикси­руют в одной точке от проворота реактивным моментом. Изделия насадного исполнения устанавливают полым выходным валом, а кор­пус крепят неподвижно в нескольких точках.

В мотор-редукторах на изображении конст­руктивного исполнения по способу монтажа должно быть дополнительное упрощенное изо­бражение контура двигателя по ГОСТ 20373-94.

Примеры условных обозначений и изображений:

121 — соосный редуктор, конструктивное исполнение корпуса на лапах, крепление к потолку, валы горизонтальные, выходной вал слева (рис. 1, а);

2231 — редуктор с параллельными осями, исполнение корпуса с фланцем, поверхность крепления перпендикулярна осям валов, креп­ление к левой стене, валы горизонтальные в вертикальной плоскости (рис. 1, б);

3120 — редуктор с пересекающимися ося­ми, исполнение корпуса навесное, поверхность крепления параллельна осям валов, крепление к потолку, валы горизонтальные (рис. 1, в);

4323 — редуктор со скрещивающимися осями, исполнение корпуса насадное, поверх­ность крепления перпендикулярна оси колеса, выходной вал вертикальный, червяк слева от колеса (рис. 1, г).

Символом ///// обозначена точка фиксации изделия от проворота реактивным моментом и крепление полого выходного вала на валу рабо­чей машины.

Варианты сборки

В соответствии с ГОСТ 20373-94 редукто­ры и мотор-редукторы выполняют по одному из стандартных вариантов сборки, которые отличаются по количеству, взаимному расположению, форме и размерам выходных концов валов.

Условные изображения и обозначения ва­риантов сборки по ГОСТ 20373 являются со­ставной частью условных обозначений редук­торов и мотор-редукторов общемашиностроительного применения, предназначенных для привода машин, механизмов и оборудования. Стандарт не распространяется на соосные зуб­чатые редукторы и мотор-редукторы и являет­ся рекомендуемым для специальных.

Условные изображения и цифровые обо­значения вариантов сборки редукторов и мо­тор-редукторов характеризуют взаимное рас­положение выходных концов валов и их число (табл. 4).

Условные изображения и цифровые обо­значения вариантов сборки первой ступени относительно второй червячных и цилиндрическо-червячных двухступенчатых редукторов и мотор-редукторов должны соответствовать приведенным в табл. 5.

4. Варианты сборки редукторов и мотор-редукторов

рисунок

Примечания:

1. Вариант сборки не определяет форму выходных концов валов и положе­ний опорной поверхности в пространстве при эксплуатации.

2. Вариант сборки редуктора и мотор-редуктора следует рассматривать в проекции на гори­зонтальную плоскость, являющуюся опорной поверхностью и которой параллельны оси выход­ных концов валов. При этом у редукторов и мотор-редукторов  со скрещивающимися осями в горизонтальной плоскости входной вал расположен под колесом.

3. Симметричность и несимметричность полого вала определяются расположением его при­соединительной части относительно оси симметрии редуктора или мотор-редуктора.

5. Варианты сборки первой ступени относительно второй червячных и цилиндрическо-червячных двухступенчатых редукторов и мотор-редукторов

рисунок

Примечания:

1. Вариант сборки ре­дуктора и мотор-редуктора следует рассмат­ривать в проекции на горизонтальную плос­кость, которой параллельны выходной вал второй ступени и входной вал первой ступе­ни двухступенчатого червячного редуктора, а входной вал первой ступени цилиндрическо-червячного редуктора перпендикулярен этой плоскости.

2. Буквами А и Б обозначены соответст­венно первая и вторая ступень редуктора.

В табл. 4 и 5 приняты следующие обозна­чения концов валов:

— конец входного вала;

— конец выходного вала;

рисунок

Рис. 2. Варианты сборки

? — конец входного вала, направленный вверх по отношению к наблюдателю:

+ — конец входного вала, направленный вниз по отношению к наблюдателю.

На изображении варианта сборки мотор-редукторов допускается дополнительное уп­рощенное изображение контура двигателя (рис. 2).

Типы редукторов и мотор-редукторов. Главный параметр

Чаще всего применяют цилиндрические ре­дукторы, имеющие высокие нагрузочную спо­собность и КПД: одноступенчатые, двухсту­пенчатые развернутой, раздвоенной и соосной схем, трехступенчатые развернутой и раздво­енной схем. Соосный редуктор может иметь тихоходную ступень с внутренним зацеплением.

Если компоновка машины требует ортого­нального расположения входного и выходного валов, применяют конические или коническо-цилиндрические двухступенчатые и трехсту­пенчатые редукторы.

При соосном расположении исполнитель­ного органа и двигателя рациональны плане­тарные и волновые редукторы, которые могут обеспечивать высокие ресурс и передаточное отношение при низком уровне шума.

Редукторы, в которых использованы чер­вячные передачи, — червячные цилиндрические, глобоидные, червячно-цилиндрические и цилиндрическо-червячные — могут обеспечивать вы­сокое передаточное число при низком уровне шума, но имеют низкие КПД и ресурс.

Оси валов могут занимать разное положе­ние в пространстве. Если, например, нужно обеспечить наименьшую площадь в плане, их располагают в вертикальной плоскости. Для некоторых механизмов нужны редукторы с вертикальным расположением оси выходного вала. В этом случае удобны редукторы с кони­ческими и червячными передачами, так как ось двигателя остается горизонтальной.

В редукторах общепромышленного приме­нения предусмотрена возможность варьиро­вать положение выходных валов; при этом в одном и том же корпусе подбором зубчатых пар в широком диапазоне можно получать раз­личные передаточные числа. Конструктивные варианты, осуществляемые без изменения кор­пуса, называют исполнениями редуктора.

Мотор-редукторы могут быть выполнены на базе всех приведенных схем, но чаще ис­пользуют редукторы соосных схем, конструк­тивно объединяя их с двигателями в виде однокорпусного или блочного исполнения. В пер­вом случае редуктор и статор двигателя встраиваемого исполнения размещают в одном корпусе. Во втором — двигатель с насаженной непосредственно на конец вала шестерней крепят на редукторе с помощью фланца; воз­можно фланцевое крепление двигателя на ре­дукторе и соединение концов валов муфтой.

Получили распространение навесные ре­дукторы и мотор-редукторы. Их выходной вал выполнен полым со шлицевым отверстием или с пазом под шпонку. Такой вал соединяют непосредственно с входным валом приводимо­го в движение механизма.

Исполнительные электромеханизмы пред­ставляют собой самостоятельные конструк­тивно независимые механизмы, состоящие из электродвигателя и редуктора, в конструкцию которых дополнительно включены элементы путевой автоматики (датчики положения, командоаппараты) и предохранительные муфты. В зависимости от конструкции редукторов выходной вал может иметь вращательное (по­воротное) или поступательное движение.

Исполнительные электромеханизмы при­меняют для приводов регуляторов систем ав­томатического управления. В робототехнике и машиностроительном оборудовании исполь­зуют электромеханизмы в виде модулей враще­ния, поворота или линейного перемещения.

Важнейший характеристический размер, в основном определяющий нагрузочную спо­собность, габариты, массу редуктора, называ­ют главным параметром редуктора. Главный параметр цилиндрических редукторов — межо­севое расстояние передачи aw тихоходной ступени, червячных и глобоидных редукторов — межосевое расстояние передачи aw, планетар­ных — радиус r водила, конических — номи­нальный внешний делительный диаметр de2 колеса, волновых — внутренний диаметр d2 гибкого колеса.

Главным параметром мотор-редуктора яв­ляется главный параметр тихоходной ступени его редукторной части.

Реальный диапазон передаточных отноше­ний (чисел) редукторов — от 1 до 1000. Значе­ния передаточных отношений должны соот­ветствовать ряду R20 предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84).

Зацепление передач

Зацепление цилиндрических передач эвольвентное, реже — зацепление Новикова, которое, в частности, рационально для шев­ронных передач, длительно работающих с маломеняющейся нагрузкой.

В зависимости от степени точности пере­дач редукторы исполняют двух категорий точности — 1 и 2. Степень точности передач должна быть не ниже указанной в табл. 6.

Нормы кинематической точности эвольвентныхнепланетарных передач, к которым не предъявляют повышенные требования по шу­му, могут быть на одну степень грубее норм плавности. В цилиндрических передачах с зубьями высокой твердости для уменьшения неравномерности распределения нагрузки по ширине венца используют продольную моди­фикацию шестерни (бочкообразность). В этом случае требования к пятну контакта устанав­ливают индивидуально.

Точность планетарных передач по нормам кинематической точности должна быть не грубее норм плавности.

Конические передачи изготовляют с ис­ходным контуром по ГОСТ 16202-81 и круго­вым зубом.

Червячные цилиндрические передачи в большинстве случаев изготовляют с эвольвентным червяком ZI или с вогнутым профи­лем червяка ZT, который шлифуют торообразным кругом.

Параметр Ra шероховатости рабочих по­верхностей должен быть не более:

0,63мкм — витков цилиндрических червяков;

1,25мкм — зубьев зубчатых колес внешнего зацепления с модулем ≤ 5мм и витков глобо­идных червяков;

2,5мкм — зубьев эвольвентных колес с мо­дулем более 5мм и шестерен с модулем менее 5мм, выполненных заодно с валом и имеющих диаметр впадины зубьев меньше диаметра рядом расположенных шеек; зубьев колес пе­редач Новикова с модулем ≤ 5мм; зубьев ко­лес волновых передач;

5мкм — зубьев шестерен передач Новикова с модулем до 5мм и эвольвентных с модулем более 5мм, выполненных заодно с валом и имеющих диаметр впадины зубьев меньше диаметра рядом расположенных шеек; зубьев колес передач Новикова с модулем до 8 ммвключительно;

10 мкм — зубьев колес передач Новикова с модулем более 8мм.

6. Степени точности передач редукторов

таблица

Допускается вместо параметра Ra шерохо­ватости, если он превышает 2,5мкм, приме­нять параметр Rzпо ГОСТ 2789-73.

Параметр Rzшероховатости переходных кривых и впадин зубьев зубчатых колес дол­жен быть не более 40мкм.