Передачи мотор-редуктора

Мотор-редуктор — это комбинация электрического двигателя и механического редуктора, который призван изменить в ту или иную сторону угловую скорость вращения вала двигателя и крутящий момент. Редуктор может быть как понижающим, так и повышающим — в первом случае угловая скорость вращения выходного вала (того, который находится в редукторе) снижается, а крутящий момент, то есть усилие на выходном валу, увеличивается. Повышающий мотор-редуктор, наоборот, увеличивает угловую скорость вращения вала, но при этом уменьшает крутящий момент.

Выбор типа конкретного мотор-редуктора осуществляется исходя из условий текущей задачи. Различные виды этих устройств широко используются во всех отраслях промышленности.

Конструктивно между собой мотор-редукторы различаются по типу примененной механической передачи.

Механическая передача

Механическая передача — это механизм, используемый для перенаправления вырабатываемой мотором энергии либо для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное. Входной и выходной валы могут иметь любое расположение относительно друг друга. Они могут располагаться параллельно, соосно либо пересекаться под углом, в т.ч. скрещиваться. Взаимное расположение входного и выходного валов так же влияет на тип передачи, который рационально применять в этом случае.

Наиболее распространена зубчатая передача, различные виды которой используют в работе один и тот же принцип — передачу энергии за счет зацепления зубьев ведущего элемента (колеса, червяка и т. п.) с зубьями ведомого. Фактически это основная часть мотор-редуктора.

Основной параметр этого устройства — передаточное число. Это отношение скорости входного вала к скорости выходного. К примеру, если у понижающего мотор-редуктора передаточное число равно 5, то это значит, что выходной вал вращается в 5 раз медленнее, чем входной. А усилие на нем, наоборот, в 5 раз больше.

Конструктивно механические передачи классифицируются по следующим типам:

1. Червячные.
2. Планетарные.
3. Цилиндрические.
4. Глобоидные.
5. Конические.
6. Волновые.
7. Совмещенные (использующие механизм, имеющий элементы разных типов передач). Каждый тип передачи имеет свои особенности, достоинства и недостатки.

Конструкция наиболее распространенных передач

В мотор-редукторах наиболее часто применяются червячная, цилиндрическая, планетарная и коническая передачи, а также смешанный цилиндро-конический тип.

Цилиндрическая передача — наименее конструктивно сложная и одна из самых надежных. Она обеспечивает устройству высокий КПД и долгий срок службы. Взаимное расположение валов должно быть параллельное либо соосное. В последнем случае оба вала находятся по линии одной оси, что приводит к достаточно большим габаритным размерам мотор-редуктора. Число ступеней в редукторах цилиндрического типа, выпускаемых серийно для массового применения, может доходить до 3-х. В механизме, изготовленном по спецзаказу, их может быть больше.

Передаточное число зависит от количества ступеней. У одноступенчатого редуктора оно может достигать 10, у трехступенчатого — 400.

Червячная передача подразумевает максимум 2 ступени. Взаимное расположение валов при этом — либо скрещивающееся, либо параллельное.

Червячная передача состоит из червяка — цилиндра либо фигуры глобоидной формы, на которой нарезана трапециевидная резьба. Червяк соединяется с входным валом и вращается вместе с ним. Он передает вращательный момент на ведомую шестерню, с которой имеет зубчатое зацепление.

Такое устройство характеризуется высокими передаточными числами — до 100 при одной ступени. Оно имеет сравнительно небольшие габариты. Но у червячной передачи есть ряд недостатков — заниженный КПД, быстрый износ шестерни, невозможность заднего хода. Т.е. невозможно заставить прокручиваться червяк и ведущий вал, вращая ведомый вал.

Особенностью данной системы является также самоторможение. В некоторых случаях это плюс, в других — минус.

Планетарная передача использует принцип передачи вращения с ведущего вала, на котором располагается кольцевая шестерня, на т. н. солнечную шестерню, надетую на ведомый вал. Вращение передается посредством промежуточных вращающихся шестерен, которые называются сателлитами. Система в действии напоминает вращение планет Солнечной системы вокруг Солнца и одновременно вокруг собственной оси.

Достоинства планетарного редуктора — высокие передаточные числа при компактных размерах и высокая степень надежности. Недостатком является конструктивная сложность устройства — большое количество вращающихся и трущихся деталей вынуждает более тщательно продумывать систему смазки, и т.п.

Коническая передача используется в тех случаях, когда ведущий и ведомый валы пересекаются. Механизм реализуется как совмещение двух конусов, каждый из которых имеет зубья. Часто применяется цилиндро-конический вариант — движение передается с вращающегося цилиндра на вращаемый конус.

Расположение валов может быть любым. Количество ступеней достигает трех. Передаточное число — до 315.

Конический тип передач применяется в тех случаях, когда нужно передавать высокий крутящий момент под углом, в т.ч. прямым.