Роль передаточного числа в современных редукторах. Какое передаточное число редуктора.

Основное назначение понижающей передачи — изменение крутящего момента и скорости, создаваемых двигателем. В производственных процессах редуктор предназначен для размещения привода:

Чем выше передаточное число редуктора тем ниже скорость

Каково передаточное отношение между коробкой передач и главной передачей?

Каково передаточное отношение между коробкой передач и главной передачей?

Сергей Крововяз, город. Кировоград

Передаточное отношение — это не что иное, как соотношение между числом зубьев ведущей шестерни и числом зубьев ведомой шестерни (коробки передач или понижающей передачи). На практике это выглядит следующим образом. Если одна (подвижная) шестерня имеет 60 зубьев, а другая (подвижная) — 30 зубьев, то передаточное число равно 2 (60:30).

Передаточное отношение — одна из основных характеристик зубчатых передач, обеспечивающих передачу крутящего момента от двигателя к приводу другого устройства (узла). Таким образом, этот механизм позволяет увеличивать или уменьшать передаваемый крутящий момент. Например, крутящий момент, передаваемый от двигателя к «потребителю», может быть увеличен или уменьшен путем изменения числа зубьев двух шестерен. В обычном автомобиле крутящий момент, передаваемый от двигателя внутреннего сгорания к ведущим колесам через коробку передач (за исключением 4-й, 5-й и 6-й передач) и редуктор ведущего моста, увеличивается. Во многих внедорожниках трансмиссия с уменьшенным диапазоном передач дополнительно изменяет величину передаваемого крутящего момента.

Передаточное число трансмиссии и понижающей передачи влияет на такие характеристики, как ускорение и максимальная скорость автомобиля. Чем выше передаточное число, тем «короче» и «жестче» передача, т.е. двигатель быстрее разгоняется до максимальных оборотов, а автомобиль быстрее ускоряется. Однако на этой скорости максимальная скорость снижается. Следовательно, требуется более частое переключение.

Передаточное число аналогичным образом влияет на поведение при разгоне. Чем выше передаточное число, тем динамичнее автомобиль, тем лучше тяга на всех скоростях, но тем выше максимальная скорость. Более низкое передаточное число увеличивает максимальную скорость (если двигатель имеет так называемый запас мощности), но приводит к потере динамики разгона автомобиля. Например, если вы установите главную пару 4.1 или 4.3 вместо главной пары 3.9, ВАЗ-2107 будет более динамичным, но менее быстрым.

Следует отметить, что передаточные числа выбираются в зависимости от мощности и крутящего момента двигателя, размера колес, возможностей тормозной системы и, если автомобиль тюнингованный, пожеланий владельца автомобиля.

Подготовили Юрий Дацык, Сергей Иванов Фото: Производитель

Передаточное число редуктора — определение, типы редукторов, вычисление

Червячная передача является одной из наиболее часто используемых понижающих передач. Благодаря выгодной цене они востребованы как для оснащения бытовой техники, так и для интеграции тяжелого промышленного оборудования (такие шестерни необходимы в механизмах транспортных систем).

Функции червячных редукторов сводятся к 2 основным моментам — преобразование крутящего момента (накопление крутящего момента) и одновременное управление (регулировка) угловой скоростью вращения элементов двигателя. Преимуществами являются цена, возможность сокращения и самодекларирование. Устройство работает в диапазоне от 20 к 1 до 300 к 1 или более.

Принцип действия

Главная особенность червячной системы — самоблокировка — делает ее особенно подходящей для интеграции производственного и промышленного (профессионального) оборудования. Самоторможение позволяет перемещать шестерню с помощью винта (червяка), но сам червяк не вращает винт.

Принцип основан на взаимодействии двух функциональных элементов:

• Ведущий червяк поглощает энергию вращения двигателя и преобразует ее. Червяк поглощает энергию вращающегося червяка и забирает ее у двигателя.
• Приводное колесо получает преобразованную энергию от червяка и «вращает» выходной вал.

На практике определение передаточного числа является более сложным и требует непосредственного вмешательства в механизм автомобиля. Далее следуют подробные пошаговые инструкции:

Способы определения передаточного числа

Существует несколько способов измерения передаточного числа, но хотя бы один из них гарантированно будет полезен в любой ситуации и поможет вам выбрать правильное оборудование.

Теоретический метод основан на сборе и анализе информации о характеристиках и ценностях передач. Все необходимые данные находятся на внешней стороне оборудования. Производитель оборудования обычно пишет наиболее важные технические данные и специальные цифровые коды на металлических или пластиковых пластинах и наклейках. Если значения требуемых параметров не указаны на внешней стороне устройства, всегда можно обратиться к содержимому пакетов технической и конструкторской документации, т.е. к паспорту устройства и инструкции по эксплуатации.

Второй способ определения значения передаточного числа – практический или экспериментальный.

Этот подход включает в себя следующую последовательность шагов:

• Первым шагом является разборка основного узла тестируемой коробки передач на составные части для определения ее модели,
• Второй шаг — отделить коробку передач от корпуса, движущихся частей и посторонних деталей, сохраняя хороший угол обзора, чтобы все компоненты были видны,
• Третьим и последним шагом является расчет передаточного числа в зависимости от типа основного агрегата. Для коробки передач с шестернями значение рассчитывается как отношение двух величин: числа зубьев подвижной шестерни и числа зубьев подвижной передачи. Для ременных приводов необходимо определить меру разницы между диаметрами ведущего и ведомого шкивов.

Не менее точным и надежным методом расчета является формула:

I=n1/n2

1. n2 — определение числа оборотов выходного вала.
2. n1 — количество оборотов входного вала.
3. I — необходимый параметр.

Формула была разработана на основе опыта. Переводя символический язык формулы в текстовую форму, получается, что передаточное отношение — это отношение, числитель которого равен числу оборотов рабочего (ведущего) вала на входе, а знаменатель — числу оборотов подчиненного ведущего вала на выходе. При расчетах следует учитывать, что максимальная скорость не превышает полутора тысяч оборотов в минуту. Высокие скорости до трех тысяч оборотов в минуту характерны только для коаксиальных цилиндрических зубчатых передач. Рассчитанный результат необходимо округлить до ближайшего стандартизированного значения в диапазоне передаточных чисел соответствующего типа передачи, которое можно найти в технических руководствах или в Интернете. После того как процесс определения необходимых параметров завершен, можно приступать к поиску, покупке и замене механики блока. Для облегчения выбора коробок передач существуют две классификации передаточных чисел, основанные на стандартных обозначениях:

• Номинальное значение — значение, полученное после округления вычисленного числа,
• Фактическое значение — это значение, рассчитанное во время тестирования.

Величина — это точное значение, характеризующееся бесконечным числом знаков после запятой.

Трансмиссия автомобиля чаще всего страдает от преждевременной замены рабочей жидкости, поскольку она работает в сложных условиях. В частности, эксплуатация в зимних условиях с маслом неправильной вязкости наносит вред. Все это приводит к ускоренному износу главной передачи, замедлению и поломке подшипников в корпусе.

Передаточное число редуктора — определение, типы редукторов, вычисление

Червячная передача является одной из наиболее часто используемых понижающих передач. Благодаря выгодной цене они востребованы как для оснащения бытовой техники, так и для интеграции тяжелого промышленного оборудования (такие шестерни необходимы в механизмах транспортных систем).

Функции червячных редукторов сводятся к 2 основным моментам — преобразование крутящего момента (накопление крутящего момента) и одновременное управление (регулировка) угловой скоростью вращения элементов двигателя. Преимуществами являются цена, возможность сокращения и самодекларирование. Устройство работает в диапазоне от 20 к 1 до 300 к 1 или более.

Передаточное число

Передаточное отношение коробки передач рассчитывается по следующей формуле:

Где N1 — скорость вращения вала (число оборотов в минуту) на входе; N2 — скорость вращения вала (число оборотов в минуту) на выходе.

Рассчитанное значение должно быть округлено до значения, указанного в технической спецификации для соответствующего типа коробки передач.

Таблица 2. Диапазоны передаточных чисел для различных типов редукторов

ВАЖНО Скорость вращения двигателя и, соответственно, входного вала редуктора не должна превышать 1500 об/мин. Это относится ко всем типам редукторов, кроме цилиндрических соосных редукторов до 3000 об/мин. Этот технический параметр указывается производителями в кратком описании характеристик электродвигателей.

Порядок выбора червячного редуктора

Одним из преимуществ данного устройства является выгодная цена червячной передачи. Также с этой точки зрения выбор должен быть очень точным. Для того чтобы купить машину, оптимально соответствующую используемой программе технического оснащения, необходимо понимать основные параметры выбора червячного редуктора. В данной системе параметров расчета для определения цены используются следующие характеристики:

• Передаточное число,
• ЭФФЕКТИВНОСТЬ,
• количество этапов,
• предполагаемое время запуска,
• общий размер проекта.

Определение передаточного числа

Выбор спирального редуктора начинается с расчета передаточного числа, т.е. числа зубьев подвижного червяка и числа зубьев подвижного червяка. Это определяет кратность увеличения крутящего момента при движении червяка.

Формула вида используется для расчета (требуемого) передаточного числа для правильного выбора червячной передачи:

• N в. — это фактическая частота вращения входного вала электродвигателя (согласно паспорту, число в минуту),
• N out — необходимое количество оборотов тихоходного выходного вала в минуту.

Результаты должны быть округлены. Затем модель можно приобрести, используя таблицу передаточных чисел для различных вариантов трансмиссии.

Расчет количества ступеней

Расчет передаточного отношения также имеет решающее значение для определения необходимого количества ступеней. Для решения последней задачи необходимо выбрать систему в соответствии с соотношением, приведенным в таблице ниже.

Выбор червячного редуктора по габаритам

Правильный выбор червячного редуктора по размерам требует соответствия мощности, скорости двигателя и типа ведущей шестерни. Чтобы определить размер, который вам нужно купить, используйте тип:

• P — мощность используемого электродвигателя, в кВт,
• U — расчетное передаточное отношение,
• N — КПД, согласно техническим данным и результатам расчетов,
• K — коэффициент нагрузки/использования, в соответствии с условиями эксплуатации цилиндрического редуктора, согласно следующей таблице,
• N в — количество скоростей двигателя на заводской табличке.

Червячное колесо имеет полукруглое углубление на внешнем диаметре. Это позволяет лучше совместить компоненты вдоль спирали и сместить вал, что увеличивает площадь контакта. Центр радиуса углубления должен совпадать с осью червяка.

Практический способ определения

Наиболее точным способом определения передаточного числа является подсчет зубьев на ведущей и инерционной шестернях. Затем большее число делится на меньшее, что дает желаемый результат. Например, в отечественной модели ВАЗ-2106 число зубьев ведущего вала — 41, а число зубьев ведущей шестерни дифференциала — 11. Деление одного числа на другое дает: 41 : 11 = 3,9.

Этот метод определения является самым точным, но и самым непрактичным. Это связано с тем, что для данного варианта необходимо разобрать редуктор и снять необходимые детали. Это не только неудобно, но и всегда дорого.

Расчётный способ

Можно ли определить передаточное число неизвестного автомобиля без разборки коробки передач? Оказывается, такой способ существует. Для этого вал, на котором установлен редуктор, подвешивается на кронштейнах. Положение приводного вала и колес должно быть сохранено. Это легко сделать с помощью простой разметки. Затем колеса поворачивают до тех пор, пока метки снова не совпадут, считая количество оборотов колеса и оси по отдельности. Этот процесс легче всего выполнить с помощником.

Получив данные испытаний, рассчитайте число, разделив количество оборотов вала на количество оборотов колеса. Точность этого метода является лишь приблизительной и будет улучшена только в том случае, если вы будете внимательны при расчете и выравнивании сигналов.

Ставим редуктор с другим передаточным числом

Что произойдет, если заменяемая шестерня имеет другие параметры? Рассмотрим, например, передаточные числа коробок передач ВАЗ. Ассортимент агрегатов представлен четырьмя редукторами. Их показатели варьируются от 3,9 до 4,44.

Редуктор с номером 3,9 будет самым быстрым в семействе, а с номером 4,44 — самым привлекательным. Это объясняется тем, что в первом случае мощность, передаваемая ведущим валом, уменьшается только в 3,9 раза по сравнению с 4,44. Получается, что автомобиль становится «быстрее», когда коробка передач быстрее передает крутящий момент. При замене коробки передач на вариант с меньшим передаточным числом автомобиль разгоняется медленнее, но становится ниже и легче в управлении.

Читайте также. Размеры питч-ножа Размеры питч-ножа: как сделать питч-нож своими руками, чертежи и размеры.

При установке коробки передач с номером, отличным от заводского, необходимо обязательно проверить показания тахометра. В большинстве случаев он начинает переоценивать. Проблема может быть устранена путем регулировки, а в некоторых случаях может потребоваться замена троса спидометра. Самая сложная часть замены коробки передач — это не снятие и установка, как может показаться на первый взгляд, а регулировка и настройка. Без надлежащей настройки даже хорошо отрегулированная коробка передач может прийти в негодность уже через несколько тысяч километров пробега.

По этой причине скорость автомобиля напрямую связана с частотой вращения коробки передач. Заменив эту коробку передач, вы можете сделать свой автомобиль быстрее, установив коробку передач с передаточным числом, например, 20.

Достоинства и недостатки

Червячный редуктор имеет преимущества и недостатки, обусловленные особенностями его конструкции.

Преимуществами являются плавная работа, самоблокировка, низкий уровень шума и высокое передаточное число при использовании всего двух компонентов.

Недостатками являются относительно низкий КПД, повышенный износ, заедание и высокая теплоотдача из-за сил трения. Низкий КПД позволяет использовать такие механизмы для передачи относительно небольших мощностей до 100 кВт. Чтобы избежать чрезмерного износа и заедания, необходимо обеспечить точность сборки и отрегулировать шестерни. Высокое тепловыделение требует специальных устройств для отвода тепла.

Различия в редукторах в основном связаны с различиями в червяках и шестернях, составляющих конкретную червячную передачу.

Черви делятся на следующие типы

• в зависимости от количества запусков потоков: один поток, несколько потоков
• Направление резьбы: правосторонняя, левосторонняя
• Форма резьбы: цилиндрическая, сферическая
• Профиль резьбы: спиральный профиль, дугообразный профиль, спиральный профиль
• Шестерни делятся на следующие типы
• В зависимости от типа передачи: цельная передача, зубчатый сектор, дегенерированный сектор
• По профилю зубьев: прямые, вогнутые, цилиндрические (вместо зубьев используется вращающийся цилиндр)

Червячные редукторы со встроенным двигателем называются червячными двигателями. В редукторах вал двигателя обычно устанавливается под прямым углом к приводному валу. Конструкция червячной передачи выбирается в соответствии с конкретными требованиями оборудования. Двигатель может быть установлен как над или под ведущим колесом, так и сбоку. Двигатель устанавливается вертикально, если он установлен сбоку. Такое расположение затрудняет как смазку подшипников вала, так и очистку внешних деталей.

Для увеличения передаточного числа можно использовать различные методы, но наиболее эффективным является использование большего числа ступеней.

Для гашения сил трения и повышения плотности прилегания используются специальные вязкие смазки или масла. При низких скоростях смазка обеспечивается специальными масляными ваннами или с помощью специальных устройств, распыляющих смазку в местах трения. Для червячных редукторов с высокими скоростями вращения не рекомендуется использовать маслосъемные шайбы и применяется принудительная смазка охлажденными смазочными материалами.

Ставим редуктор с другим передаточным числом

Что произойдет, если заменяемая шестерня имеет другие параметры? Рассмотрим, например, передаточные числа коробок передач ВАЗ. Ассортимент агрегатов представлен четырьмя редукторами. Их показатели варьируются от 3,9 до 4,44.

Редуктор с номером 3,9 будет самым быстрым в семействе, а с номером 4,44 — самым привлекательным. Это объясняется тем, что в первом случае мощность, передаваемая ведущим валом, уменьшается только в 3,9 раза по сравнению с 4,44. Получается, что автомобиль становится «быстрее», когда коробка передач быстрее передает крутящий момент. При замене коробки передач на вариант с меньшим передаточным числом автомобиль разгоняется медленнее, но становится ниже и легче в управлении.

Читайте также: Что такое сталь?

При установке коробки передач с номером, отличным от заводского, необходимо обязательно проверить показания тахометра. В большинстве случаев он начинает переоценивать. Проблема может быть устранена путем регулировки, а в некоторых случаях может потребоваться замена троса спидометра. Самая сложная часть замены коробки передач — это не снятие и установка, как может показаться на первый взгляд, а регулировка и настройка. Без надлежащей настройки даже хорошо отрегулированная коробка передач может прийти в негодность уже через несколько тысяч километров пробега.

3. Определение мощности и вращающих моментов на валах

Частота вращения входного вала коробки передач n 1 = n ea / u o.p.

Выходные частоты вращения основаны на стандартном передаточном числе u st Силовая передача

Передаточное отношение u st Мощность (кВт), передаваемая осями, определяется с учетом КПД компонентов кинематической цепи (см. рисунок 4):

1 = P ea ∙ op ∙ p

2 = P 1 ∙ w ∙ w ∙ p ∙ p ∙ m (2.8)

Крутящие моменты (Н∙м) на осях редуктора можно определить по следующим формулам:

для приводного вала -.

где T i — крутящий момент, передаваемый валом, Нм,

τ Кр — допустимое напряжение кручения; τ Кр = 15…20 МПа.

Полученные значения диаметров валов шестерен должны быть округлены до ближайшего большего значения диапазона нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69. Для облегчения дальнейших расчетов параметры найденного редуктора сведены в таблицу: