Планетарные редукторы

Редуктором (планетарным) называют механизм, который преобразует высокую угловую скорость вращения входного вала в низкую на выходном валу. При этом крутящий момент на выходном валу возрастает пропорционально уменьшению скорости вращения.

Редуктор (планетарный) состоит из корпуса, в котором расположены зубчатые колеса, валы, подшипники валов, системы их смазки и др. Наличие корпуса обеспечивает безопасность, хорошую смазку и, следовательно, высокий КПД, в сравнении, например, с открытыми передачами.

Планетарные редукторы имеют ряд общих черт с цилиндрическими редукторами, так как передача усилия так же происходит посредством зубчатой передачи, а в конструкции используются зубчатые колеса. Однако конструкция планетарных редукторов, как и принцип работы, сложнее.

В общем случае в планетарном редукторе можно выделить следующие основные детали: коронная шестерня, планетарные шестерни (сателлиты), водило и солнечная шестерня. По аналогии с Солнцем, расположенным в центре солнечной системы, солнечная шестерня расположена в центре рабочей части редуктора. Она находится в зацеплении с идентичными планетарными шестернями, оси которых расположены на окружности, центр которой лежит на оси солнечной шестерни, и в то же время сателлиты сцеплены с коронной шестерней, представляющей собой зубчатое колесо с внутренним зацеплением. Водило жестко закрепляет все сателлиты относительно друг друга.

Для работы планетарного редуктора необходимо, чтобы одна из его деталей (солнечная шестерня, коронная шестерня или водило) была жестко закреплена относительно корпуса редуктора. В зависимости от выбора ведущего и ведомого элемента будет зависеть передаточное число планетарного редуктора. Также работа планетарного редуктора возможна и в случае, когда ни одна из его деталей не закреплена. В таком случае становится возможным разложение одного движения на два (к примеру, от солнечной шестерни к коронной шестерни и водилу), или слияние двух движений в одно.

Основные характеристики редукторов: КДП, частота вращения входного и выходного валов, передаточное отношение, передаваемая мощность, количество ступеней и тип передач.

Передаточное отношение – это отношение скоростей вращений входного к скорости вращения выходного вала.

i = w_вх/w_вых

КПД редуктора определяется отношением мощности на входном валу к мощности на выходном валу

n = P_вх/P_вых

По количеству ступеней планетарного редуктора выделяют:

• одноступенчатые
• многоступенчатые

Одноступенчатые редукторы наиболее компактны, в то время как многоступенчатые значительно сложнее по конструкции и занимают больше места, но позволяют достичь больших передаточных чисел.

По факту жесткого закрепления одного из элементов редуктора выделяют:

• простейшие
• дифференциальные

В простейших планетарных редукторах одно из звеньев жестко закреплено, и передача усилия происходит от одного из незакрепленных звеньев к другому с фиксированным передаточным числом. В дифференциальных редукторах ни один из элементов не закреплен, что позволяет использовать редуктор как дифференциальный механизм.

Поскольку планетарные редуктора являются соостными, а в их конструкции используются зубчатые колеса, то их целесообразно сравнивать с цилиндрическими редукторами.

К преимуществам относятся:

• Пониженная шумность
• Компактность
• Малая нагрузка на опоры редуктора
• Меньшая нагрузка на зубья колес
• Повышенное передаточное отношение

Поскольку в передаче усилия участвует большее число зубьев, нагрузка на каждый из них приходится меньше, что напрямую влияет на их срок службы. Также особенности конструкции планетарного редуктора, в частности расположение сателлитов, приводит к тому, что возникающие в нем силы взаимно компенсируются, из-за чего нагрузка на опоры падает. Плотная компоновка элементов редуктора приводит к уменьшению его габаритов, а условия зацепления зубьев шестерней – к снижению шумности.

К недостаткам относятся:

• Сложность в изготовлении
• Снижение КПД при передаче больших нагрузок

Наибольшим недостатком планетарных редукторов является сложность их изготовления и монтажа. Незначительные отклонения в деталях или ошибки при монтаже могут привести к серьезным проблемам при эксплуатации вплоть до поломки редуктора. Причина второго недостатка кроется в возросшей площади контакта зубьев по сравнению с аналогичными по передаваемой мощности цилиндрическими редукторами. Если при малых передаваемых мощностях разница в КПД почти не ощутима, то с их возрастанием также увеличиваются потери на трение, что и приводит к снижению КПД.

Несмотря на свою сложность, планетарные редукторы получили весьма широкое распространение. Они с успехом применяются в машиностроении, станкостроении, могут являться составной частью приводов лебедок и другого подъемного оборудования. Планетарные редукторы используются в автоматической коробке автомобилей, а также в иных случаях, где необходимо переменное передаточное отношение.

Волновая передача представляет собой разновидность планетарной передачи с гибким промежуточным колесом.

Передача состоит из:

1. генератор волн – кулачка или эксцентрика, который растягивает гибкое колесо до его контакта с неподвижным колесом

2. гибкое зубчатое колесо с наружными зубьями

3. неподвижное зубчатое колесо с внутренними зубьями

Вращение генератора волн передается на гибкое зубчатое колесо, которое прижимаясь к неподвижному входит в зацепление зуб за зубом с ним. За счет того, что число зубьев гибкого колеса всегда меньше чем у неподвижного каждый оборот оно смещается (проворачивается) относительно него, что и приводит к его вращению относительно генератора волн.

Преимущества волновых передач:

• высокое передаточное отношение
• высокая нагрузочная способность и плавность хода
• передача через сплошные и герметичные стенки

Недостатки:

• пониженная жесткость вращения
• высокая напряженность гибкого колеса и генератора волн

Планетарные редукторы бывают одно-, двух и более ступенчатыми.

В низкоскоростных редукторах применяются подшипники качения, в высокоскоростных – скольжения.

Альтернативное предложение с торсионной опорой вала

Объём поставки:

• Электродвигатель;
• Муфта в сборе;
• Планетарный редуктор.