Краткие сведения о редукторах
Обширный класс машин составляют производственные машины, которые преобразуют механическую работу, получаемую от двигателя, в работу, связанную с выполнением определенных технологических процессов. К ним, в частности, относятся машины по обработке металлов, древесины, почвы и др.
В производственных машинах необходим большой вращающий момент при угловой скорости, меньшей, чем у двигателя. Для передачи движения от двигателя к производственной машине и изменения при этом угловой скорости и вращающего момента служат различные передаточные механизмы.
Зубчатый, или червячный, передаточный механизм, предназначенный для уменьшения угловых скоростей и представляющий систему зубчатых колес в отдельном закрытом корпусе, непроницаемом для масла и пыли и одновременно являющемся,масляной ванной для механизма, называется редуктором.
Размещение опор валов редуктора в одном общем жестком корпусе обеспечивает постоянство относительного расположения осей валов, а это позволяет применять широкие колеса с малым модулем. Применение малых модулей, в свою очередь, приводит к увеличению точности и уменьшению шума при работе передачи, к снижению стоимости ее изготовления. Обильная смазка способствует малому износу и повышает к. п. д. редукторной передачи. Наличие корпуса обеспечивает безопасность работы редукторов. Этими достоинствами редукторов объясняется их широкое применение в современном машиностроении и вытеснение ими открытых передач.
В современном машиностроении существует большое разнообразие кинематических схем редукторов, их форм и конструкций.
По виду звеньев передачи редукторы делятся на цилиндрические (оси ведущего и ведомого валов параллельны), конические (оси валов пересекаются), червячные (оси валов перекрещиваются в пространстве). Встречаются и комбинированные редукторы, представляющие сочетание зубчатых (цилиндрических и конических) и червячных передач.
По числу пар передач редукторы делятся на одноступенчатые и многоступенчатые.
Ниже рассматриваются некоторые из основных схем редукторов.
Одноступенчатый цилиндрический редуктор (рис. 250) обычно применяют при передаточном числе менее 7. Одноступенчатый редуктор наиболее прост и надежен в работе. Применяется для мощностей до 40 000 кВт.
Двухступенчатые цилиндрические редукторы (рис. 251) обычно применяются при передаточных числах менее 40. Первая (быстроходная) ступень редуктора во многих случаях имеет косозубые колеса; тихоходная ступень может быть выполнена с прямозубыми колесами. Не менее часто применяют редукторы, у которых обе ступени имеют колеса одинакового типа (прямозубые, косозубые и шевронные).
Трехступенчатый цилиндрический редуктор (рис. 252) обеспечивает передаточное число менее 150 и выше. Достоинство данной схемы — симметричное расположение зубчатых колес всех ступеней. На рис. 253 показан трехступенчатый цилиндрический редуктор с несимметричным расположением зубчатых колес и наклонным разъемом корпуса.
Коническо-цилиндрический двухступенчатый редуктор (рис. 254) применяют при пересекающихся осях ведущего и ведомого валов. Передаточное число такого редуктора обычно не выше 25.
Червячный редуктор применяют при перекрещивающихся в пространстве осях ведущего и ведомого валов и передаточном числе обычно в пределах 10—70.
По относительному расположению червяка и червячного колеса различают схемы с нижним червяком и с верхним червяком (рис. 256).
Червячные редукторы благодаря малым габаритам, бесшумности и плавности работы широко применяются в современном машиностроении. Недостаток их (при цилиндрическом червяке) — сравнительно низкий к. п. д.
Иногда необходимо получить различные угловые скорости выходного вала. Для этого в корпусе размещают несколько пар зубчатых колес с различными передаточными числами и специальный механизм переключения, который может включать по мере надобности ту или иную пару зубчатых колес. Такие передаточные механизмы называют коробками передач.
Отметим, что первые два закона справедливы лишь в инерциальных системах отсчета.
Третий закон. Две материальные точки действуют друг на друга с силами, равными по величине и направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, в противоположные стороны.
Рис. 3.1. Иллюстрация третьего закона Ньютона
Дифференциальные уравнения движения материальной точки.
Проектируя основное уравнение динамики 
на оси прямоугольной декартовой системы координат
и на оси естественного трехгранника, получаем две системы дифференциальных уравнений,
описывающих движение материальной точки под действием приложенных к ней сил:
(3.2) 
(3.3)
где 
, 
, 
- проекции 
на оси x, y, z, а dV/dt=W и V2 / =Wn
- проекции на оси 
‚ и 
(более подробно в лекции 8).
