Cylindryczna skrzynia biegów: konstrukcja, rodzaje i zastosowania

Przekładnia to osobny bieg z przekładnią zębatą. Zapewnia zmniejszenie prędkości z proporcjonalnym wzrostem momentu obrotowego. Cylindryczna skrzynia biegów charakteryzuje się równoległymi osiami wałów i koła zębate między kołami.

Klasyfikacja

Typy przekładni walcowej są podzielone według kilku cech.

1. Liczba biegów - od jednego do czterech.
2. Mechanizmy z równoległymi wałami i współosiową. W tym drugim przypadku odległość między osiami na wałkach wejściowym i wyjściowym jest mniejsza niż odległość środkowa kół zębatych.
3. Montaż na stopach, na kołnierzu lub zamontowany (wał wyjściowy - wydrążony).
4. Lokalizacja szybu w przestrzeni jest pozioma i pionowa.

Zalety przekładni czołowych

Grupa jest najczęstsza ze względu na kilka zalet.

1. Wysoka sprawność wynosi 95-98%. Wraz ze wzrostem liczby kroków jego wartość nieco spada. Niska utrata energii spowodowana niewielkimi siłami tarcia w procesie.
2. Wysoka obciążalność. Przy odpowiednich wymiarach cylindryczna skrzynia biegów może przejść przez siebie i przenosić znaczną moc na odległość. Cechy konstrukcyjne mechanizmów nie powodują zacięć w łączach. W większości urządzeń straty są pomijane, ale w dużych i szybkich jednostkach muszą być brane pod uwagę.
3. Niewielki luz wału pozwala uzyskać wysoką kinematyczną dokładność mechanizmu.
4. Brak dużych strat energii nie prowadzi do przegrzania urządzenia. Główna moc jest przekazywana z napędu do konsumenta. Podczas ogrzewania występuje niewielka część energii, która nie powoduje silnego nagrzewania części. Większość kół zębatych nie wymaga układu chłodzenia.
5. Niezawodne działanie przy efektach dynamicznych (częste uruchamianie, nierównomierne obciążenia). Pod tym względem cylindryczne koła zębate są szeroko stosowane w sprzęcie, w którym korpusy robocze podlegają znacznym obciążeniom impulsowym: kruszarki, rozdrabniacze, rozdrabniacze itp. Zaletą jest niewielka ilość tarcia ślizgowego, dzięki czemu części ulegają niewielkiemu zużyciu. Wysokie wały zasobów, koła zębate i łożyska.
6. Duży wybór urządzeń z różnymi przełożenia biegów.

Wady przekładni zębatych walcowych

Wraz z zaletami cylindryczny typ przekładni ma wady.

1. Jeden etap nie zapewnia dużego przełożenia. Minimalna liczba zębów koła jest równa 17. Wymaga to znacznego zwiększenia rozmiaru przy maksymalnym możliwym przełożeniu (do 1: 12,5).
2. Wysoki poziom hałasu generowany przez naprzemienny kontakt par zębów. Najprostsza konstrukcja, gdy są proste. Kontakt ma miejsce na całej długości zęba. Zapewnia to transmisję dużej mocy, ale także znaczne zużycie i zwiększony hałas podczas obracania. W przypadku przekładni śrubowych każde kolejne ogniwo jest chwytane stopniowo, co zmniejsza wibracje i wstrząsy. Wymaga mniejszego wysiłku, aby obrócić wał.
3. Bez hamowania. Obciążenie zewnętrzne może obracać wał wyjściowy, co nie zawsze jest wskazane. W jednym przypadku jest to wada, w drugim - korzyść.
4. Koła zębate posiadają wysoką sztywność i nie dają możliwości kompensowania obciążeń dynamicznych.

Zastosowanie przekładni zębatych walcowych

Ze względu na ich wysoką sprawność, najpowszechniejsze są przekładnie zębate. Są stosowane w napędach walców młyńskich, maszyny do obróbki metalu, miksery itp. Obciążenie może być jednolite, zmienne, odwracalne, jednokierunkowe. Inne rodzaje przekładni stosuje się wtedy, gdy konieczne jest zapewnienie specjalnych warunków: płynna praca, wysoki przełożenie przy małych wymiarach, kątowy układ napędu.

Skrzynie biegów są używane do następujących celów:

• ograniczenie prędkości obrotowej - skrzynia biegów;
• bezstopniowa zmiana prędkości kątowej - wariator;
• konwersja z małej prędkości do wysokiej - mnożnik;
• połączenie z silnikiem w jednym urządzeniu - reduktorem silnika.

Jednostopniowa skrzynia biegów

Bardziej typowy cylindryczny, jednostopniowy, poziome wykonanie w poziomie.

Obowiązują również modele pionowe. Ten lub inny projekt jest związany z wygodą układu napędu. Koła są wykonane z zębów prostych, ukośnych lub jodełkowych. Obudowa przekładni głównej jest wykonana z żeliwa lub jest spawana ze stali.

Są stosowane łożyska toczne i rzadziej poślizg (w przypadku mocno obciążonych kół zębatych).

Pozioma cylindryczna skrzynia biegów ma przełożenie nie większe niż 6,3. Dalszy wzrost przełożenia skrzyni biegów (może wzrosnąć do 12,5) nieefektywnie zwiększa wielkość jednostki. Jeśli jednostronny cylindryczny reduktor przekracza dopuszczalne wymiary, należy zastosować urządzenie o mniejszym rozmiarze z 2 krokami.

Dwustopniowa skrzynia biegów

Mechanizmy rozproszone typu poziomego. Dwustopniowa cylindryczna skrzynia biegów zawiera wiodące, pośrednie i napędzane wały. Pierwszy etap nazywa się szybką, a drugi - niską prędkością.

Racjonalna dwustopniowa konstrukcja cylindrycznej skrzyni biegów ma przełożenie nie większe niż 50. Wraz z dalszym wzrostem znacznie zwiększa ciężar i wymiary urządzenia. W przypadku dużych przełożeń zaleca się trzystopniowy typ.

Dwustopniowa cylindryczna skrzynia biegów może być wykonana w układzie rozwidlonym, sosnowym lub rozłożonym. Ta ostatnia jest najczęstsza ze względu na prostotę projektu. Asymetryczne rozmieszczenie kół prowadzi do nierównomiernego obciążenia łożysk i zębów.

Na rozwidlonym, szybkim etapie z przeciwnym nachyleniem zębów kół, siły osiowe są zrównoważone, a siły obwodowe są wyrównane z powodu samopoziomowania wału napędowego.

Układ skrzyni biegów

Etap szybkiej jazdy wykonywany jest częściej za pomocą koła zębatego z przekładnią śrubową, a stopień przy małej prędkości - z przekładnią czołową. W przypadku seryjnej produkcji śrubowych kół zębatych zwyczajowo wytwarza się koła zębate o lewym kierunku zęba, a koła z prawym. W produkcji małych serii przekładnie pierwszego etapu są wykonane jak zwykle, a drugie - we właściwym kierunku. W związku z tym zachodzi wyważanie sił osiowych na wale pośrednim.

Jeśli wymagane jest przenoszenie momentu obrotowego, który nie zależy od kąta prowadzenia, stosuje się koła zębate stożkowo-cylindryczne. Urządzenia pionowe wykonane są w formie ślimakowo-cylindrycznej. Mają niższą sprawność, więc przekładnie są używane głównie do krótkotrwałych trybów pracy.

Rozszerzony schemat jest bardziej powszechny, ponieważ komponenty mechanizmu (wały, koła, koła zębate) są używane do produkcji kilku rozmiarów skrzyń biegów. Wadą jest zwiększone stężenie naprężeń w obszarze roboczym zęba, co wymaga zastosowania sztywnych wałów.

Przekładnie z rozwidlonym obwodem mają masę o 20% mniejszą, ze względu na większą zwartość.

Smarowanie skrzyni biegów

Przekładnia włącza płynny olej. Stosuje się następujące metody smarowania.

1. Skrzynia korbowa - zanurzenie w kąpieli olejowej, jeżeli prędkość nie jest większa niż 10 m / s. Przy dalszym zwiększaniu znacznie zwiększa straty energii rozpryskującego się oleju. Koło zębate znajduje się w dolnej części na głębokości od dwóch do trzech wysokości zębów.
2. Przepływ korbowy: po jednej stronie olej jest pompowany do kąpieli kruszyw, az drugiej jest spuszczany. Spowoduje to ochłodzenie oleju.
3. Scentralizowane (jet). Metodę stosuje się przy maksymalnej prędkości transmisji obwodowej większej niż 10 m / s. Olej jest pompowany do przekładni i łożysk. W tym samym czasie jest czyszczony w filtrach siatkowych lub płytowych i chłodzony wodą przez ścianki rurowych lodówek.
4. W połączeniu: jeden stopień można smarować centralnie, a drugi - w trybie skrzyni korbowej.

Przekładnie pionowe

Obwody pionowe są wymagane w przypadku mechanizmów, które nie mogą działać przy użyciu konwencjonalnych biegów poziomych. Pionowa przekładnia zębata z jednym do trzech stopni jest najczęściej stosowana w mechanizmach pracujących w trybach dźwigowych. Można go również obsługiwać w pozycji pochylonej.

Kroki są zwykle wykonywane przy pomocy śrubowych kół zębatych. Koła i koła zębate wykonane są z kutej stali stopowej z obróbką cieplną. Łożyska stożkowe jednorzędowe są stosowane jako podpory.

Producenci

Produkcja krajowa pozostaje daleko w tyle za granicami. Modele importowe wkraczają na rynek rosyjski bez dostosowania do lokalnych warunków. Tradycyjne rosyjskie skrzynie biegów są niezwykle uproszczonymi konstrukcjami, co daje im możliwość obniżenia cen i wsparcia popytu. Konsument jest coraz bardziej przekonany o swojej niskiej niezawodności, preferując zakup importowanych produktów. Krajowa cylindryczna skrzynia ma następujące wady:

• brak operacji wykończeniowych i wykończeniowych na obróbce powierzchni zębów;
• niska moc i moment obrotowy, kruchość i brak niezawodności;
• znaczne ograniczenie różnorodności wzorów, co uniemożliwia zastosowanie ich w nowoczesnych maszynach i mechanizmach z napędem wielofunkcyjnym.

Bardzo niewiele przedsiębiorstw zajmuje się ulepszaniem produktów krajowych, poprawiając ich wyniki na poziomie zagranicznym. Wśród nich jest SEC "Reducer", którego głównym celem jest modernizacja typowych produktów poprzez wykorzystanie osiągnięć nauki skrzyni biegów i wprowadzenie zagranicznych innowacji.

Wniosek

Cylindryczna skrzynia biegów jest najczęstsza ze względu na swoje zalety, których głównymi cechami są małe wymiary, wysoka wydajność i trwałość. Przejawiają się w precyzyjnym wytwarzaniu mechanizmów za pomocą wysokiej jakości materiałów i nowoczesnych metod obróbki części.