Účelem převodovky je přenášet kroutící moment z pohonu na akční člen a měnit kroutící moment a úhlovou rychlost včetně směru otáčení hřídele. Ve strojírenství se používají převodovky šnekové, válcové, kuželové, planetové, vlnové a další typy převodovek. Používají se k pohonu bubnů navijáků pro nákladní a osobní výtahy nebo dopravníkové pásy, ve šnekových a ozubených kladkostrojích, pro rotující válce válcovacích stolic apod.
Hlavním pracovním prvkem převodovky je ozubené kolo, které je v záběru s protilehlým kolem a zajišťuje přenos točivého momentu. Čelní převodovka, sloužící k přenosu točivého momentu mezi rovnoběžnými hřídeli, využívá čelní ozubené kolo, jehož záběr může být čelní, spirálový nebo rybí.
K přenosu rotace mezi kolmo umístěnými hřídeli se používá šnekové nebo kuželové kolo. Šneková převodovka využívá tzv. šnekové kolo, skládající se ze šneku a šnekového kola. Červ může být válcový nebo kulovitý. Kuželová převodovka využívá kuželová kola s čelním nebo šikmým ozubením, jejichž osy otáčení jsou vůči sobě umístěny v úhlu 90°.
Nejsložitější, nejproduktivnější a nejdražší je planetová převodovka, která slouží k přenosu rotace mezi souosými hřídeli, kde jsou vyžadovány velké převodové poměry, vysoký výkon a kompaktnost.
Jak funguje převodovka
Uvažujme účel a konstrukci převodovky, princip činnosti na příkladu dvoustupňové spirálové převodovky.
Hlavními prvky převodovky jsou skříň, ve které jsou uloženy díly převodovky, pomaloběžný hřídel označený písmenem T a rychloběžný hřídel (B), mezihřídel a ozubená kola. Jelikož hlavním účelem převodovky je zvýšení točivého momentu díky redukci, tzn. snížení úhlové rychlosti otáčení výstupního hřídele, pak je pomaloběžný hřídel připojen k servomotoru a rychloběžný hřídel je připojen k pohonu (elektromotor, hydromotor nebo spalovací motor). Na rychloběžné hřídeli je nasazeno ozubené kolo, které se otáčí stejnými parametry jako rychloběžná hřídel. Toto ozubené kolo zabírá kolo většího průměru umístěné na jednom konci předlohového hřídele. Díky rozdílu průměrů se mezikolo otáčí pomaleji, ale s větším točivým momentem. Na druhém konci mezihřídele je namontováno ozubené kolo menšího průměru, ale otáčející se stejnou rychlostí a točivým momentem.
Malé kolo mezihřídele přenáší rotaci na ozubené kolo pomaloběžného hřídele, které má větší průměr, takže pokles otáček a nárůst točivého momentu se opakuje. V takové převodovce jsou tedy dvě ozubená kola, která snižují rychlost otáčení a zvyšují točivý moment. Každé ozubené kolo má svůj převodový poměr rovný poměru úhlových rychlostí nebo průměrů kol. Převodový poměr je součin převodových poměrů jednotlivých párů kol. Získáme tak dvoustupňovou převodovku sestávající ze dvou párů ozubených kol, které přenášejí točivý moment. V tomto příkladu jsme se naučili, jak funguje převodovka.
Konstrukce a provoz planetové převodovky
Šnekové, válcové a kuželové převodovky mají obecně podobnou konstrukci – ozubená kola jsou zapojena sériově a v záběru jsou vždy dvě kola, přičemž každý hřídel je poháněn vlastním kolem. To zajišťuje jednoduchost konstrukce a spolehlivost, ale vede ke zvýšení velikosti a hmotnosti.
Planetová převodovka využívá jiný princip konstrukce a činnosti. Jednoduché planetové soukolí se skládá ze satelitních ozubených kol 2, namontovaných na nosiči 4, otáčejících se kolem centrálního centrálního kola 1, přičemž nosičem pro satelitní ozubená kola je pevné ozubené kolo 3. Rotace je přenášena několika satelity, které se otáčejí kolem centrálního kola. . V důsledku toho se sníží zatížení centrálního kola. Převodový poměr je určen poměrem úhlové rychlosti centrálního kola k úhlové rychlosti unašeče.
Planetové soukolí může být také vícestupňové, kde je použito více řad satelitů a centrálních kol, čímž se převodový poměr zvýší na 1000 nebo více. Planetové převodovky se používají v pohonech vyžadujících vysoké otáčky, například pohony dopravních prostředků, převodovky, servopohony atd.
Převodovka je mechanismus nejčastěji používaný ve strojírenství. Přenáší točivý moment mezi šnekovými převody a ozubenými koly. V důsledku toho se hřídel pohonu otáčí požadovanou rychlostí a silou. V průmyslu se používají různé typy převodovek. Mechanismy se liší technickými vlastnostmi a designem.
Navigace v článku
Popis konstrukce převodovky
Typy převodovek
Šnekové převodovky
Klasifikace
Výhody a nevýhody šnekových převodovek
Šroubové převodovky
Výhody a nevýhody
Funkce provozu
Popis konstrukce převodovky
Bez ohledu na typ převodovky má každý výrobek skříň, ve které jsou umístěny prvky přenášející krouticí moment: hřídele, ozubená kola, ozubená kola, válce atd. Do zařízení lze umístit další prvky pro chlazení nebo mazání konstrukce. Mechanismy se používají v pohonech zařízení, kde je vyžadován přenos a výrazné zesílení momentu síly. Umožňují zvýšit přenášenou sílu a snížit úhlovou rychlost. Jednou z výhod použití převodovek je změna rychlosti otáčení a velikosti točivého momentu výstupního hřídele změnou převodových stupňů. Aby to bylo možné, je v těle produktu umístěn systém řazení a určitý počet převodových stupňů s různými převodovými poměry. Tento přístup snižuje opotřebení zařízení. Výrobky mají často rovné hřídele, které kopírují tvar rotujících těles. Jsou ovlivněny vnějšími a konzolovými zatíženími, silami z překonávání ozubení. Hrubý točivý moment je určen točivým momentem ozubeného kola nebo hnacím momentem. Konzolové zatížení závisí na způsobu připojení převodovky k motoru a druhu síly působící na hřídel.
Typy převodovek
- Jednostupňové a vícestupňové válcové modely. Liší se paralelním uložením os vstupního a výstupního hřídele.
- Kuželové, kuželovitě válcové modely. Osy hřídelů takových mechanismů jsou zkřížené.
- Červovitý. Osy hřídelí se v prostoru kříží.
- Kombinované modely. Kombinují vlastnosti uvedených typů.
Podle počtu převodových stupňů se téměř všechny převodovky dělí na jednostupňové a vícestupňové.
Šnekové převodovky
Tato kategorie zahrnuje šnekové a šnekové válcové mechanismy. Hlavním typem převodu v zařízeních je šnekové kolo, které se dříve nazývalo ozubený šroub. Moment síly se přenáší při záběru ozubeného kola a trapézového šroubu (šneku). Výrobky jsou vyrobeny z materiálů odolných proti opotřebení. V průmyslu se často používají 3 typy šnekových převodovek:
- jeden průchod;
- obousměrný;
- čtyřcestný.
Počet kanálů vláken na mechanismu určuje počet spuštění. U zařízení šnekového typu šroub zabírá se stejnojmenným kolem, které má tvar ozubeného kola. Zuby na něm jsou nahrazeny závity, které jsou tvarovány tak, aby pasovaly na trapézový šroub. U šnekových zařízení určených k přenosu vysokého točivého momentu jsou kola vyrobena z různých materiálů. Pro náboje kol se používá litina nebo levná ocel a zuby jsou vyrobeny z kluzných materiálů.
Nejvýznamnější výhodou použití šnekových převodovek je vysoká účinnost. Jsou instalovány v zařízení, ve kterém je moment síly velký a úhlová rychlost je malá. Hlavním hnacím prvkem mechanismu je trapézový šroub. Začne se pohybovat, když se výstupní hřídel otáčí.
Klasifikace
Existuje mnoho typů šnekových převodů. Jsou rozděleny podle následujících kritérií:
- počet záznamů vláken;
- směr závitu – pravotočivý nebo levotočivý;
- tvar závitového profilu – konvolut, archimédovský, evolventní;
- šroubové konfigurace – válcové, globoidní.
- typy ozubených kol – zakřivené, přímé, spirálové, rotační válečky.
Výhody a nevýhody šnekových převodovek
Mezi výhody zařízení patří:
- bezproblémový chod;
- nízká hladina hluku během provozu;
- samobrzdný účinek (přítomný pouze u jednostupňových modelů);
- velký převodový poměr při použití jednoho převodového stupně.
Mechanismus má 3 nevýhody: silný vývin tepla, zvýšené opotřebení, nízká účinnost. Díky těmto vlastnostem se tyto typy převodovek používají k přenosu malých a středních výkonů. Šnekové válcové mechanismy, u kterých převodový stupeň překračuje přípustný výkon, jsou uzpůsobeny pro vysoce výkonnou práci.
Přesnou montáží a seřízením zabráníte příliš rychlému opotřebení výrobku. Pouzdro musí mít žebra nebo jiné prvky, které odvádějí teplo.
Šroubové převodovky
Účel a konstrukce převodovky jsou vždy úzce propojeny. Válcové výrobky se v průmyslu používají častěji než jiné. Instalují se do zvedacích mechanismů, obráběcích strojů a dalších vysoce výkonných zařízení. Válcová zařízení mohou být instalována svisle nebo vodorovně. Mezi výhody patří široký rozsah výkonů a převodových poměrů, díky čemuž jsou tyto produkty univerzální. Jsou klasifikovány podle:
- vzdálenosti mezi vstupní a výstupní hřídelí jsou paralelní, koaxiální;
- počet stupňů – jeden, dva, vícestupňové;
- způsob instalace – horizontální, vertikální.
Při výrobě na zakázku lze mechanismus vybavit dalšími přírubami, čelistmi a dalšími prvky.
Výhody a nevýhody
Inženýři považují vysokou účinnost za hlavní výhodu válcových mechanismů. Díky této vlastnosti spotřebují málo energie. Pokud nezohledníte převodový poměr, pak je minimální úroveň účinnosti pro válcová zařízení 98%. Mezi jejich výhody patří:
- vysoká nosnost;
- vysoká kinematická přesnost díky nízké vůli hřídele;
- nízká provozní teplota s vysokou účinností;
- nedostatek samobrzdného účinku;
- stabilní provoz s častým spouštěním a zastavováním zařízení.
Jednou z hlavních nevýhod válcových výrobků je hluk vydávaný během provozu. Pokud použijete jednostupňový model, převodový poměr bude nízký. V některých případech může nedostatek samočinného brzdění způsobit velké škody.
Funkce provozu
Každých pár směn je potřeba vyměnit olej v mechanismu. Zvláště důležité je to udělat na začátku používání zařízení, protože. Po několika startech se vytvoří malé kovové hobliny. Před spuštěním musí technik zkontrolovat všechna šroubová spojení skříně a poté protočit mechanismus na volnoběh. Válcovou jednotku můžete spustit poté, co se technik ujistí, že je upevnění bezpečné. Výměna oleje se provádí přes vypouštěcí a plnicí otvory.
