Что такое редуктор?

Каждый автовладелец знает, для чего нужен такой механизм, как редуктор и насколько он важен для машины. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое редуктор, какие бывают редукторы и для чего они нужны. Также мы расскажем о составляющих редуктора.

Устройство редуктора

Механический редуктор представляет собой механизм, который преобразует крутящий момент и передает его с помощью одной или более механической передачи. Редуктор характеризуется коэффициентом полезного действия, передаточным отношением и передаваемой мощностью, а также максимальными углами валов, которые вращаются с заданной скоростью.

Редукторы могут состоять из разного количество ведущих и ведомых валов, а также из разных типов передач. Далее мы рассмотрим, какие бывают типы редукторов исходя из типов их передач.

Типы редукторов

В зависимости от того, какой передачей обладает редуктор, он будет принадлежать к тому или иному типу. Различают цилиндрические, конические, червячные, планетарные, волновые, комбинированные редукторы. Данная классификация является основной, однако, в механике также принято различать и дополнительную классификацию по корпусу изделия. Кроме того, часто редукторы различают по передаточному числу и распределяемой мощности.

Общий план редуктора

Итак, корпус каждого редуктора в настоящее время делают из литейного чугуна, иногда из стали. Если же требуется облегчить конструкцию, то применяются корпуса из легких сплавов. Корпус любого редуктора состоит из лап, ушей, которые перемещают или же крепят редуктор к основанию. На выходе валов располагаются специальные уплотнения, которые предотвращают утечку масла, также на корпусе редуктора расположены конструкционные элементы, они не позволяют повышаться давлению внутри корпуса.

В качестве примера теперь рассмотрим червячный редуктор. Как следует из названия в его основе - червячная передача. Внешне она напоминает вал с зубчато-винтовой поверхностью. Вращение вала обеспечивается за счет вращения шестерни, которая соединяется с червячной передачей посредством зубцов. В свою очередь "червяк" передает крутящий момент на выходном валу.

Что делает редуктор

Само по себе слово редуктор в буквальном смысле означает понижение. Соответственно, редакторы были придуманы для того, чтобы понижать частоту вращения. При этом редуктор повышает мощность крутящего момента. Как уже было сказано нами в начале статьи, редукторы используют в автомобилях. Там они нужны для того, чтобы осуществлять понижение передачи и возврат.

Этот принцип хорошо можно увидеть на примере работы передач велосипеда, где роль редуктора выполняют так называемые звездочки. Отметим, что сегодня редукторы используются не только в машинах, но и во многих двигателях, а также для снижения и поддержания давления рабочей среды, в том числе газа, пара и жидкости.

Редуктор является передаточным механизмом, который передает вращательную энергию двигателя на узлы машины. В зависимости от строения выделяют несколько типов редукторов. Они являются составными частями любого сложного механизма, в котором присутствует силовой агрегат. И независимо от сложности устройства все редукторы выполняют одинаковые функции. Всего существует три основных вида, которые дальше подразделяются на более конкретные типы.

Червячный редуктор имеет очень простое строение в виде одной шестерни и рабочего механизма - червяка. Но он используется только в небольших машинах, так как обладает небольшой прочностью. Цепной редуктор состоит из двух звезд и натянутой между ними цепи. Он более надежен и способен выдерживать серьезные нагрузки. Но самым прочным видом является шестеренчатый редуктор, который состоит из нескольких зазубренных круглых элементов, связанных непосредственно друг с другом. Он обладает максимальным запасом прочности и используется для любых нужд промышленности.

Одноступенчатые редукторы имеют в своем строении всего одну пару рабочих шестеренок. Они обладают максимальным коэффициентом полезного действия, так как небольшое количество составных элементов уменьшает потери энергии в пути. Но для нормальной работы зачастую требуются редукторы слишком больших размеров, поэтому одноступенчатая модель применяется не часто. Она может устанавливаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Двухступенчатый редуктор соответственно имеет три рабочих шестерни. Это позволяет значительно уменьшить габариты механизма, но и приводит к увеличению потерь энергии при транспортировке. Подобная модель на практике применяется гораздо чаще, так как ради уменьшения размеров в некоторых ситуациях можно пренебречь снижением КПД.

Трехступенчатый редуктор имеет две пары шестеренок и используется еще чаще, чем два вышеуказанных типа. Он позволяет добиться практически идеального соотношения между размерами рабочего механизма и промежуточными потерями энергии. Многоступенчатые редукторы применяются в основном в поворотных механизмах различного назначения. Количество ступеней обычно составляет 2-7 позиций. Но встречаются и уникальные узлы, имеющие более 1000 шестеренок. К ним относится, например, поворотная башня артиллерийского комплекса военного крейсера.

Угловые редукторы предназначены для тех ситуаций, когда необходимо перенаправлять вращательную энергию между двумя валами, расположенными под прямым углом по отношению друг к другу. Область применения данного устройства невероятно широка и охватывает горнодобывающую, металлургическую, машиностроительную и пищевую промышленность.

Редукторы углового типа входят в состав самого разнообразного оборудования, которое задействовано в перечисленных отраслях народного хозяйства. Конические редукторы - это второе название углового типа механизмов. Стоит также отметить, что в редких случаях угол вращения валов может отличаться от 90 градусов. Но такие механизмы производят только по спецзаказам.

Колесные редукторы - это не конкретный тип механизма, а общее название группы, которая используется при производстве транспортных средств. Как не трудно догадаться, они служат для передачи энергии от двигателя не ведущие колеса. Чаще всего в автомобилестроении применяются соосные редукторы, так как при сравнительно небольших габаритах они отлично справляются с поставленной задачей и имеют высокий запас прочности благодаря цельнометаллическому корпусу.

При создании техники с повышенной проходимостью используются несоосные редукторы, так как они позволяют повысить дорожный просвет и увеличить передаточное число. В современных полноприводных машинах применяются самоблокирующиеся редукторы, которые автоматически отключают один из ведущих мостов при движении по ровной дороге. Когда автомобиль попадает на бездорожье, в автоматическом режиме происходит подключение всех приводов. Редукторы также входят в состав газораспределительной системы. Существует две модели. Электронный редуктор позволяет выбрасывать отработанные газы в атмосферу мгновенно, а вакуумный редуктор производит эту процедуру постепенно.

Редукторы вращения основное применение находят при производстве кранов с поворотным механизмом и разнообразной военной техники. Для подъемных машин скорость вращения не играет особой роли, поэтому там используются редукторы средней мощности. Но для армейской техники скорость является определяющим фактором. От быстроты реакции экипажа и возможности развернуть орудие в сторону врага, чтобы произвести выстрел зависит исход боя. Так что в военном деле применяются очень мощные поворотные редукторы, способные за считанные секунды развернуть массивную пушку в нужном направлении.

По способу установки различают вертикальный и горизонтальный редукторы. Их положение относительно оси координат не влияет на выполняемые функции. От него зависит лишь степень воздействия на механизм различных сил сопротивления. Чтобы уменьшить противодействие в сложных системах применяются дополнительные агрегаты.

Волновые редукторы передают энергию за счет создания колебательных волн при помощи деформации гибкого элемента внутри механизма. Такой тип агрегатов используется, когда важна высокая точность и плавность хода и при этом низкий уровень рабочего шума.

Косозубый редуктор отличается тем, сто его рабочие шестерни располагаются под углом к плоскости вращения. Такое строение помогает повышать упорную стойкость и применяется в подвесных механизмах.

Редуктор в автомобиле необходим для распределения передаваемого от двигателя крутящего момента между ведущими колесами. Конструктивно автомобильный редуктор представляет собой коническую зубчатую передачу , размещенную в отдельном корпусе.

В зависимости от типа автомобиля, редуктор располагается на переднем либо заднем мосту, а полный привод предполагает наличие двух редукторов, так как крутящий момент в этом случае распределяется между всеми колесами.

Передаточное отношение автомобильного редуктора

Основной характеристикой редуктора, как и любой другой механической передачи, является передаточное отношение, показывающее степень уменьшения угловой скорости и увеличения крутящего момента, передаваемого на колеса. Передаточное отношение напрямую зависит от количества зубьев ведущей и ведомой шестерни. В редукторах большее число зубьев всегда имеет ведомая шестерня. Благодаря хорошим эксплуатационным качествам, широкое распространение в автомобильных редукторах получили шестерни с круговым зубом.

Передаточное отношение, приближенное к единице, имеют редуктора скоростных автомобилей, у которых количество зубьев ведомой шестерни всего на несколько единиц больше, чем ведущей. Увеличение передаточного отношения повышает тяговые характеристики транспортного средства, что особенно важно для специальных автомобилей и тягачей.

Особенности установки редукторов на полноприводных автомобилях

На переднем и заднем мосту полноприводных автомобилей должны быть установлены редукторы с одинаковым передаточным отношением, так как в противном случае становится невозможной эксплуатация машины при включенной блокировке межосевого дифференциала.

Отказы и ремонт редуктора

Большое значение для обеспечения безотказности редуктора автомобиля имеет смазка вращающихся деталей в зоне зацепления. Утечка смазки может привести к масляному голоданию, в результате которого зубья шестерен будут перегреваться и интенсивно изнашиваться. Избежать поломки поможет периодический контроль состояния трансмиссии, осуществляемый профессиональными сотрудниками СТО.

Ремонт редуктора относится к работам особой сложности, так как предполагает большое количество регулировок и последующих тестов. Одна из шестерен редуктора не может быть заменена без подбора и приработки, так как в противном случае не будет обеспечена требуемая площадь пятна контакта. Регулировка редуктора осуществляется изменением зазора между торцом зубчатого колеса и корпусом агрегата.

Каждый автовладелец знает, для чего нужен такой механизм, как редуктор и насколько он важен для машины. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое редуктор, какие бывают редукторы и для чего они нужны. Также мы расскажем о составляющих редуктора.

История

Процесс промышленной революции был ознаменован переходом деревянных деталей к металлическим. Движители на ветряной и водяной тяге уже создавали такие усилия, которые деревянным деталям было выдержать сложно. Основным фактором промышленной революции явилось создание более совершенных механизмов, поиск новых энергетических ресурсов. Появление паровой машины потребовало наличие очень больших мощностей. Следовательно появилась нужда в конструировании металлических редукторов. К середине девятнадцатого века ручные ткацкие станки уже стали отходить далеко на задний план и заменяться механическими с втрое большей производительностью.

Энергия стала дешеветь, что привело к повышению быстродействия станков и укрепило их экономическое преимущество. Паровой двигатель обладал достаточной мощью, чтобы запускать несколько текстильных станков. Станки размещали вокруг парового двигателя для повышения КПД. Паровой двигатель развязал руки производственным возможностям, что позволило строить предприятия как у воды, так и в тех местах, где были уголь, транспорт, рабочие руки и рынки сбыта. Новое время селекционировало оптимальные конструкции зубчатых передач.

Большую популярность обрели именно те, которые выдавали наиболее высокий экономический эффект. Середина 19 века ознаменовалась появлением первых серийных редукторов. Ну а появление через несколько лет двигателей внутреннего сгорания и электрического привода, ознаменовало создание редукторов с заданными параметрами. Зубчатые механизмы передавали вращательные движения от двигателей с высокими оборотами и преобразовывали их параметры. Даже первейшие образцы электродвигателей и внутреннего сгорания были наделены слишком большой скоростью и моментом, что, априори, не подходило к использованию в промышленности. Сегодня, конечно же сложно найти любое транспортное средство или технологическое оборудование, которое лишено зубчатого механизма. Редукторы применяются практически во всех автомобилях и технологическом оборудовании. Как Вы уже поняли, зубчатые передачи прошли много лет развития.

Устройство редуктора

Механический редуктор представляет собой механизм, который преобразует крутящий момент и передает его с помощью одной или более механической передачи. Редуктор характеризуется коэффициентом полезного действия, передаточным отношением и передаваемой мощностью, а также максимальными углами валов, которые вращаются с заданной скоростью. Редукторы могут состоять из разного количество ведущих и ведомых валов, а также из разных типов передач. Далее мы рассмотрим, какие бывают типы редукторов исходя из типов их передач.

Типы редукторов

В зависимости от того, какой передачей обладает редуктор, он будет принадлежать к тому или иному типу. Различают цилиндрические, конические, червячные, планетарные, волновые, комбинированные редукторы. Данная классификация является основной, однако, в механике также принято различать и дополнительную классификацию по корпусу изделия. Кроме того, часто редукторы различают по передаточному числу и распределяемой мощности.

Виды редукторов

По виду передач:

1. цилиндрические (валы параллельные);
2. конические (валы пересекаются);
3. червячные (валы перекрещиваются);
4. комбинированные (коническо-цилиндрические), валы пересекаются и параллельны.

По числу ступеней:

1. одноступенчатые (два вала);
2. двухступенчатые (три вала);
3. трехступенчатые.

Ступень - одна пара зубчатых колес (передач), обеспечивающих преобразование частоты вращения и крутящего момента.

Число ступеней равно числу валов минус один!

Рассмотрим основные разновидности редукторов:

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор служит для одновременного уменьшения частоты вращения и увеличения крутящего момента.

Цилиндрические редукторы делят на горизонтальные одноступенчатые, и на горизонтальные двухступенчатые. Цилиндрические редукторы применяются при переменной, постоянной, одного направления и реверсивной нагрузке, как при непрерывной работе, так и при работе с периодическими остановками. У цилиндрического редуктора реализовано разностороннее вращение валов. Редукторы этого типа обладают высокой степенью надежности и КПД, но производят высокий уровень шума.

Червячный редуктор

Червячные редукторы, наверное, самый часто используемый тип данных механизмов. Он представляет собой винт с резьбой (червяк), зацепленный с зубчатым колесом со специальным профилем зубьев (червячное колесо). При вращении винта (червяка) его витки при перемещении толкают в том же направлении зубья червячного колеса. Таким образом габариты червячного редуктора ограничены размерами червяка и червячного колеса. Так же данные редукторы отличаются сниженной шумностью и отличной плавностью хода.

Но ему так же присущи и недостатки: нагрев, люфт, пониженный КПД, «самоторможение».

Применение их весьма широко – транспортеры, конвейерные ленты, бетономешалки, насосы. Редукторы используются в автомобилестроении, станкостроении, даже при производстве климатотехники и систем вентиляции применяются различные виды редукторов.

Мотор-редуктор это симбиоз самого редуктора и электродвигателя (иногда также его называют редукторным электродвигателем).

Различают следующие мотор-редукторы предназначенные для использования в промышленности:спироидные, цилиндрические, червячные, цилиндрически-червячные, планетарные, волновые и специального исполнения. Чаще всего в промышленности встречаются следующие мотор-редукторы с соосной схемой расположения редуктора и двигателя – планетарные и цилиндрические. В червячных мотор-редукторах электродвигатель часто расположен под углом 90 градусов к выходному валу.

Выходной вал мотор-редуктора может быть исполнен в различный вариациях: полый с шлицевым отверстием, односторонний или двухсторонний, конический, цилиндрический или муфтовый.

На выбор мотор-редуктора должны, в первую очередь, влиять следующие факторы: как часто будет проводится пуск мотор-редуктора; длительность суточной работы; внешняя нагрузка и частота вращения валов.

Неисправности редуктора

Чаще всего поломки редуктора, как составного элемента автомобильной трансмиссии зачастую связаны полной выработкой ресурса деталей, которые требуют последующей замены. Основными причинами способствующими последующим неисправностям редуктора заднего моста являются: — изношенные сальники хвостовика; — изношенные подшипники хвостовика и дифференциала; — вышедшие из строя элементы дифференциала; — изношенные или сломанные детали главной пары. Признаки сломанного редуктора заднего моста не заметить попросту невозможно. Это и течь масла из самого редуктора, и характерный завывающий звук, который исходит из этого узла при движении. Всё это сразу же выдаёт причину поломки. И если протечку трансмиссионного масла устранить достаточно просто, поставив новый сальник хвостовика, то шум, который издаёт поломанная трансмиссия, убрать не так то и просто.

В первую очередь следует проверить не исчезает ли шум при движении машины накатом. Если он пропадает, то причина шума, естественно в главной паре редуктора. Если же шум и гул никуда не пропали, тогда, скорее всего, причина это заключается в сломанных подшипниках

хвостовика или дифференциала. Почему так просто получается диагностировать такие серьёзные неисправности? Отвечаем. Во время движения автомобиля накатом, элементы главной пары не соприкасаются с усилием, следовательно они не в состоянии каким бы то ни было образом повлиять на появление странного шума в автомобиле.

Отметим то, что зачастую главная пара подвержена повышенному износу по причине низкого уровня масла. Когда детали редуктора недостаточно смазаны, это естественно подвергает их очень большим фрикционным и тепловым перегрузкам. А уровень масла, в свою очередь, резко снижается из-за неисправностей в сальнике, который становится непригодным для эксплуатации при плохо затянутой гайке хвостовика. Следующей причиной, приводящей к замене редуктора заднего моста, является повышенная нагрузка трансмиссии, которая возникает при длительном использовании машины с сильным перегрузом. Также не исключайте дефект деталей с конвейера, которые установлены на задний редуктор, стоимость которого непомерно завышена.

Регулировка редуктора заднего моста

Производить регулировку заднего моста необходимо лишь в тех случаях, когда он действительно начал Вас беспокоить странным гулом, который уже слышно на скоростях от 30 км/ч. Основной причиной появления характерного шума в редукторе заднего моста является постоянное подвергание автомобиля большим перегрузкам или слишком частая езда с прицепом или простые механические повреждения. Поэтому не медлите с визуальной диагностикой механизма. Сальники и фланцы, подшипники, сателлиты (звездообразный элемент в дифференциале) и их оси – всё это нужно будет снять и осмотреть, а в случае износа – незамедлительно поменять. Как должны выглядеть все эти детали в нормальном рабочем состоянии, Вы узнаете из мануала к Вашему транспортному средству. Замена редуктора в отечественном автомобиле будет не дорогостоящей.

А если же у Вас иномарка, тогда лучше изучите все прейскуранты и наведите справки в магазинах автомобильных запчастей. Теперь, когда все детали исправны (это было выявлено при визуальной диагностике), то можно собирать редуктор. Первым делом идёт ведущая шестерня, далее регулировочная шайба, фланец и распорная втулка с подшипниками. Далее затягиваем гайку с необходимым усилием. Для этого берём специальный ключ с встроенным динамометром, в отсутствие такового придётся постоянно пользоваться мерным рычагом. Каждый миллиметр хода рычага нужно будет сопровождать измерением давления безменом. А это очень хлопотно и долго, причём требует определённой точности и осторожности. Гайка должна затягиваться на 1 Ньютон, в это время фланец не должен двигаться.

Его нужно закрепить специальным ключом с распорками, которые по размеру точно подходят под пазы фланца. Затем монтируем ведомую шестерню на её место в корпус дифференциала и затягиваем болты. Теперь приступаем к непосредственной регулировке люфта. После установки всех деталей на своё место, затягиваем все гайки по минимуму и поворачиваем ведомую шестерню. Далее проверяем её на наличие небольшого люфта, покачивая шестерню из стороны в сторону. Запомните, люфт должен быть, но не значительный! Это, можно сказать, запасное место для нагрева редуктора. Чтобы ничего не лопнуло при движении. На заключительном этапе проверяем расстояние между болтами, удерживающими гайки, которые мы недавно закрутили. Гайки необходимо затянуть на одинаковое расстояние, для этого следует воспользоваться штангенциркулем. После снова проверяем шестерню на наличие люфта. Важно, чтобы он таким и оставался дальше. Всё, регулировка редуктора окончена.

Что делает редуктор

Само по себе слово редуктор в буквальном смысле означает понижение. Соответственно, редакторы были придуманы для того, чтобы понижать частоту вращения. При этом редуктор повышает мощность крутящего момента. Как уже было сказано нами в начале статьи, редукторы используют в автомобилях. Там они нужны для того, чтобы осуществлять понижение передачи и возврат. Этот принцип хорошо можно увидеть на примере работы передач велосипеда, где роль редуктора выполняют так называемые звездочки. Отметим, что сегодня редукторы используются не только в машинах, но и во многих двигателях, а также для снижения и поддержания давления рабочей среды, в том числе газа, пара и жидкости.

Чем отличается редуктор от дифференциала

Этот вопрос часто задают начинающие автомобилисты. Редуктор, как мы сказали выше, это узел, который повышает или понижает крутящий момент, приходящий на него от коленвала двигателя. А дифференциал – узел, который делит приходящий от редуктора крутящий момент между осями (межосевой дифференциал) или полуосями (межколесный дифференциал) в определенной пропорции, а также отвечает за подачу большего или меньшего крутящего момента на внешнее колесо при повороте автомобиля.

Как разобрать редуктор

Корпус редуктора имеет некоторые особенности, в результате чего такое устройство разбирается по определенной схеме. Этот процесс необходим, если по какой-то причине устройство редуктора перестал нормально функционировать. Некоторые поступают неправильно: когда редуктор ломается, его просто выбрасывают. Однако при правильном подходе к этому делу оборудование может быть отремонтировано, после чего техника будет функционировать так же, как и раньше.

Кроме того, как уже указывалось ранее, купить запчасти для автомобиля или мотороллера сложно, поэтому не стоит зря ими разбрасываться.

• Если корпус редуктора некоторое время находился в разобранном состоянии, то для начала его было бы неплохо очистить от пыли и грязи;
• Открутить все болты, которые стягивают редуктор. Взять строительный фен. С его помощью со всех сторон прогреть устройство, после чего деревянной киянкой постучать по корпусу. Делать это нужно до тех пор, пока он не разойдется на две половинки;
• Теперь можно выяснить, что повлекло за собой поломку. Естественно, есть разные типы редукторов, поэтому следует это учитывать, во время поисков причины неисправности. Редуктор мог выйти из строя по двум основным причинам: был сломан первичный вал или его подшипник, либо стерлись зубья шестерен. Обе запчасти придется заменить, если они сломаны;
• Шестерни и подшипники следует снять, чтобы их заменить новыми запчастями;
• Извлечь стопорный щит;
• Снять стопорное кольцо и вынуть полуось из чашки;
• Перед началом сборки всех деталей обратно, нужно проверить их целостность;
• Когда корпус редуктора полностью собран, его можно отправлять в отведенное место.

Что такое редуктор? Редуктор – это комплект шестеренок, заключенных в один общий корпус, который называется картер. Наличие картера позволяет компактно расположить детали передач, защищает детали от механических повреждений и загрязнений, обеспечивает необходимую смазку.Для чего нужен редуктор? А нужен он для изменения скорости вращения валов, в меньшую или в большую сторону.

Редукторы установлены на всех мотороллерах между вторичным валом автоматического центробежного сцепления и колесом.

На рисунке 1 показана вся трансмиссия мотороллера. Красным обведен картер редуктора 1 с блоком шестерен 2, 3 и 4. Данный редуктор относится к типу зубчатый цилиндрический двухступенчатый, имеет довольно высокое передаточное число и снижает обороты вала 4 с колесом 5 в несколько раз, при этом повышает почти во столько же раз тяговую силу.

А теперь об устройстве. На первичном валу 2 редуктора расположен ведомый шкив вариатора и центробежное сцепление, и на этот же вал передается крутящий момент от них. Далее крутящий момент передается на промежуточный вал с блоком шестерен 3 и затем на вторичный вал 4 на котором находится колесо 5. В картер 1 залито необходимое количество моторного масла для смазывания шестерен.

Существуют также редуктора, которые относится к типу зубчатый цилиндрический одноступенчатый. Принцип построения такого редуктора показан на рисунке 2. В нем, в картере 1 расположены только два вала вместо трех, описанных выше: первичный 2 и вторичный 3. На вторичном валу 3 находится колесо.

Также во всех картерах редуктора находится отверстие одновременно для залива и слива масла. В некоторых моделях есть отдельное отверстие для слива масла, расположенное снизу картера. Роль пробки заливного отверстия выполняет простой болт с шайбой. Количество (объем) заливаемого масла зачастую пишут на самом картере недалеко от пробки, и в основном для скутеров 49 см3 оно составляет 90-100 грамм.

Раз в сезон проверяйте наличие масла в картере. При отсутствии масла или его малом уровне со стороны редуктора начинает появляться неприятный гул, что приводит к быстрому износу подшипников и втулок.