Как рассчитать редуктор на понижение оборотов

определить необходимые обороты n2 (об/мин) или передаточное отношение i редуктора (обороты на выходном валу редуктора)

Если этот параметр Вам не известен, то можно рассчитать его по формуле:

М2 = 9550 х Р1 х і х КПД / 100 х n1

Где: P1(кВт) входная мощность редуктора; i — передаточное отношение; КПД (%) — коэффициент полезного действия; n1(об/мин) — обороты на входном валу (вал электродвигателя).

КПД=98% (для одноступенчатых редукторов)
КПД=97% (для двухступенчатых редукторов)
КПД=96% (для трехступенчатых редукторов)
КПД=95% (для четырехступенчатых редукторов, а так же для червячных одноступенчатых редукторов)
КПД=94% (для редукторов с количеством ступеней 5 и более, а так же для червячных двухступенчатых редукторов).

Определить необходимую мощность Р1 (кВт) для редуктора (входная мощность редуктора)

Если этот параметр Вам не известен, то можно рассчитать его по формуле:

Р1= М2 х n1 х 100 / 9550 х КПД

Где: M2(Нм) крутящий момент редуктора; n 1(об/мин) — обороты на входном валу (вал электродвигателя); КПД (%) — коэффициентполезного действия.

КПД=98% (для одноступенчатых редукторов)
КПД=97% (для двухступенчатых редукторов)
КПД=96% (для трехступенчатых редукторов)
КПД=95% (для четырехступенчатых редукторов, а так же для червячных одноступенчатых редукторов)
КПД=94% (для редукторов с количеством ступеней 5 и более, а так же для червячных двухступенчатых редукторов).

Определить номинальную мощность Рe (кВт) для редуктора (номинальная мощность редуктора)

Если этот параметр Вам не известен, то можно рассчитать его по формуле:

Где: P1(кВт) — входная мощность редуктора; Sf — коэффициент эксплуатации (коэффициент надежности).

Определить необходимые обороты n2 (об/мин) для вашего оборудования или передаточное отношение i редуктора (обороты на выходном валу редуктора).

Если этот параметр Вам не известен, то можно рассчитать его по формуле:

n1(об/мин) — обороты на входном валу (вал электродвигателя); n1(об/мин) — обороты на выходном валу (вал редуктора).

Рассчитать необходимую радиальную нагрузку Fq (Н) на выходной вал редуктора (в зависимости от вида соединения редуктора с оборудованием).

Радиальную нагрузку на вал редуктора можно рассчитать его по формуле:

Fq = 2100 х М2 / D зубчатая передача (рабочий угол – 20 градусов)
Fq = 2100 х М2 / D цепная передача (на малых оборотах z > 17)
Fq = 2500 х М2 / D зубчатая ременная передача
Fq = 5000 х М2 / D клиноременная передача
Fq = 5000 х М2 / D ременная передача через ролик натяжителя

Где: Fq(Н) — радиальная нагрузка на вал редуктора; М2(Нм) — крутящий момент редуктора; D (мм) — диаметр шестерни или шкива; при выборе редуктора необходимо учитывать, что:

Как рассчитать редуктор на понижение оборотов

Как рассчитать передаточное отношение шестерен механической передачи.

В этой статье я приведу пример расчета передаточного отншения шестерен разного диаметра, с разным количеством зубьев. Данный расчет применяется в том случае, когда важно определить к примеру скорость вращения вала редуктора при известной скорости привода и характеристиках зубьев.

Естественно, можно произвести замеры частоты вращения выходного вала, однако в некоторых случаях требуется именно расчет. Помимо этого, в теоретической механике, при конструировании различных узлов и механизмов требуется рассчитать шестерни, чтобы получить заданную скорость вращения.

Термин передаточное число является весьма неоднозначным. Он перекликается с термином передаточное отношение, что не совсем верно. Говоря о передаточном числе, мы подразумеваем сколько оборотов совершит ведомое колесо (шестерня) относительно ведущего.

Для правильного понимания процессов и строения шестерни – следует предварительно ознакомится с ГОСТ 16530-83.

Итак, рассмотрим пример расчета с использованием двух шестерен.

Чтобы рассчитать передаточное отношение мы должны иметь как минимум две шестерни. Это называется зубчатая передача. Обычно первая шестерня является ведущей и находится на валу привода, вторая шестерня называется ведомой и вращается входя в зацепление с ведущей. Пи этом между ними может находится множество других шестерен, которые называются промежуточными. Для упрощения расчета рассмотрим зубчатую передачу с двумя шестернями.

В примере мы имеем две шестерни: ведущую (1) и ведомую (2). Самый простой способ заключается в подсчете количества зубьев на шестернях. Посчитаем количество зубьев на ведущей шестерне. Так же можно посмотреть маркировку на корпусе шестерни.

Представим, что ведущая шестерня (красная) имеет 40 зубьев, а ведомая(синяя) имеет 60 зубьев.

Разделим количество зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни, чтобы вычислить передаточное отношение. В нашем примере: 60/40 = 1,5. Вы также можете записать ответ в виде 3/2 или 1,5:1.

Читать еще: Как выдержать угол при заточке ножа

Такое передаточное отношение означает, что красная, ведущая шестерня должна совершить полтора оборота, чтобы синяя, ведомая шестерня совершила один оборот.

Теперь усложним задачу, используя большее количество шестерен. Добавим в нашу зубчатую передачу еще одну шестерню с 14 зубьями. Сделаем ее ведущей.

Начнем с желтой, ведущей шестерни и будем двигаться в направлении ведомой шестерни. Для каждой пары шестерен рассчитываем свое передаточное отношение. У нас две пары: желтая-красная; красная-синяя. В каждой паре рассматриваем первую шестерню как ведущую, а вторую как ведомую.

В нашем примере передаточные числа для промежуточной шестерни: 40/14 = 2,9 и 60/40 = 1,5.

Умножаем значения передаточных отношений каждой пары и получаем общее передаточное отношение зубчатой передачи: (20/7) × (30/20) = 4,3. То есть для вычисления передаточного отношения всей зубчатой передачи необходимо перемножить значения передаточных отношений для промежуточных шестерен.

Определим теперь частоту вращения.

Используя передаточное отношение и зная частоту вращения желтой шестерни, можно запросто вычислить частоту вращения ведомой шестерни. Как правило, частота вращения измеряется в оборотах в минуту (об/мин) Рассмотрим пример зубчатой передачи с тремя шестернями. Предположим, что частота вращения желтой шестерни 340 оборотов в минуту. Вычислим частоту вращения красной шестерни.

Будем использовать формулу: S1 × T1 = S2 × T2,

S1 – частота вращения желтой (ведущей) шестерни,

Т1 – количество зубьев желтой (ведущей) шестерни;

S2- частота вращения красной шестерни,

Т2 – количество зубьев красной шестерни.

В нашем случае нужно найти S2, но по этой формуле вы можете найти любую переменную.

340 rpm × 7 = S2 × 40

Получается, если ведущая, желтая шестерня вращается с частотой 340 об/мин, тогда ведомая, красная шестерня будет вращаться со скоростью примерно 60 об/мин. Таким же образом рассчитываем частоту вращения пары красная-синяя. Полученный результат – частота вращения синей шестерни – будет являться искомой частотой вращения всей зубчатой передачи.

8.4: Передаточное отношение

Передачи используются не только для передачи мощности, но также для обеспечения возможности настройки механического преимущества для механизма. Как обсуждалось во введении к данному блоку, в некоторых случаях электромотор сам по себе обладает достаточной мощностью для выполнения конкретной задачи, но выходные характеристики электромотора не соответствуют требованиям. Электромотор, который вращается ОЧЕНЬ быстро, но при очень малом крутящем моменте , не подходит для подъема тяжелого груза. В таких случаях возникает необходимость использования передаточного отношения для изменения выходных характеристик и создания баланса крутящего момента и скорости.

Представьте себе велосипед: велосипедист обладает ограниченной мощностью, и хочет обеспечить максимальное использование этой мощности в любой момент времени.

Путем изменения механического преимущества изменяется скорость движения. Мощность представляет собой количество проделанной работы в единицу времени. Чем больше количество работы. тем ниже скорость ее выполнения.

В примере 8.1 показано, что если на стороне входа рычаг сместится на 1 метр, на стороне выхода рычаг сместится на 4 метра. Разница пропорциональна соотношению между длинами рычагов.

Длина на выходе / Длина на входе = 8 / 2 = 4

Интересно то, что оба расстояния преодолеваются за одно и то же время. Давайте представим, что смещение рычага на входе на 1 метр происходит за 1 секунду, так что скорость движения на входе составляет 1 метр в секунду. В то же время, на выходе смещение на 4 метра также происходит за 1 секунду, так что скорость движения здесь составляет 8 метров в секунду. Скорость на выходе БОЛЬШЕ скорости на входе за счет соотношения между длинами рычагов.

В примере 8.2 представлена та же система, что и в примере 8.1, но теперь на вход действует сила, равная 4 ньютонам. Какова равнодействующая сила на выходе?

Прежде всего, необходимо рассчитать приложенный момент в центре вращения, вызванный входной силой, с помощью формул из Блока 7:

Крутящий момент = Сила х Расстояние от центра гравитации = 4 Н х 2 м = 8 Н-м

Далее, необходимо рассчитать равнодействующую силу на выходе:

Сила = Крутящий момент / Расстояние = 8 Н-м / 8 м = 1 ньютон

Глядя на эти два примера, мы видим, что если система смещается на 1 метр под действием входной силы, равной 4 ньютона, то на выходе она сместится на 4 метра под действием силы, равной 1 ньютон. При меньшей силе рычаг смещается быстрее!

Мы можем видеть, как механическое преимущество (выраженное в форме рычагов) может быть использовано для управления входной силой в целях получения требуемого выхода. Передачи работают по тому же принципу.

Читать еще: Формула расчета параллельного соединения резисторов

Цилиндрическая прямозубая шестерня по сути представляет собой серию рычагов. Чем больше диаметр шестерни, тем длиннее рычаг.

Как видно из примера 8.3, результатом крутящего момента, приложенного к первой шестерне, является линейная сила, возникающая на кончиках ее зубьев. Эта же сила воздействует на кончики зубьев шестерни, с которой зацепляется первая шестерня, заставляя вторую вращаться по действием крутящего момента. Диаметры шестерен становятся длиной рычагов, при этом изменение крутящего момента равносильно соотношению диаметров. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, крутящий момент увеличивается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, крутящий момент уменьшается.

В примере 8.4, если входная 36-зубая шестерня поворачивается на расстояние одного зуба (d = ширина 1 зуба), это означает, что она поворачивается на 1/36-ю своего полного оборота (а1 = 360 / 36 = 10 градусов). Поворачиваясь, она приводит в движение 60-зубую шестерню, заставляя последнюю смещаться также на 1 зуб. Тем не менее, для 60-зубой шестерни это означает смещение всего лишь на 1/60-ю полного оборота (а2 = 360 / 60 = 6 градусов).

Когда малая шестерня проходит определенное расстояние в заданный интервал времени, большая шестерня при этом проходить меньшее расстояние. Это означает, что большая шестерня вращается медленнее малой. Этот принцип работает в обоих направлениях. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, скорость понижается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, скорость повышается.

Из примеров 8.1 — 8.4 видно, что отношение между размерами двух зацепляющихся между собой шестерен пропорционально изменению крутящего момента и скорости между ними. Это называется передаточным числом.

Как обсуждалось выше, количество зубьев шестерни прямо пропорционально ее диаметру, поэтому для расчета передаточного отношения вместо диаметра можно просто считать зубья.

Передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), поэтому представленная выше пара шестерен может быть описана как 12:60 (или 36 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = зубья ведомой шестерни / зубья ведущей шестерни = 60/36 = 1,67

Как обсуждалось выше, передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), так что пара шестерен, представленная выше, может быть выражена как 12:60 (или 12 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 60/12 = 5

Глядя на пример, представленный выше.

Предельный перегрузочный момент второго вала может быть рассчитан по формуле:

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число

Выходной момент = 1,5 Н-м х 5 = 7,5 Н-м

Свободная скорость второго вала может быть рассчитана по формуле:

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 5 = 20 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 20 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 7,5 Н-м. При понижении скорости крутящий момент увеличивается.

Для второго примера расчеты могут быть произведены тем же способом.

Передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 12/60 = 0,2

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число = 1,5 Н-м х 0,2 = 0,3 Н-м

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 0,2 = 500 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 500 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 0,3 Н-м. При повышении скорости крутящий момент уменьшается.

Доверьте подбор редуктора Группе Компаний «Элком»!

С недавних пор Группа Компаний «Элком» предоставляет на своём сайте уникальную возможность — самостоятельный подбор мотор-редуктора. В данном материале содержится подробная информация о том, как правильно и быстро подобрать необходимый Вам червячный мотор-редуктор. Надеемся, что предложенные сведения дадут детальное понимание процесса подбора мотор-редуктора, и окажутся Вам полезны.

Осуществляется подбор посредством стыковки редукторных частей ESQ NMRW и общепромышленных двигателей 5АИ производства ГК «Элком».

Таким образом, для того чтобы узнать соответствующую заданным параметрам модель, клиенту нужно только обозначить желаемые характеристики и выбрать один из двенадцати предустановленных диапазонов сервис-фактора — всё остальное рассчитает программа.

При выборе червячного мотор-редуктора учитываются основные технические характеристики:

Обороты на выходном валу мотор-редуктора
Крутящий момент мотор-редуктора «M2»
Сервис-фактор мотор-редуктора «f.s.»

Что такое передаточное отношение I и обороты на выходном валу мотор-редуктора.

Передаточное отношение — это разница между скоростью вращения входного вала и выходного вала. (По сути если i = 10, то входной вал редуктора сделает 10 оборотов в минуту а выходной 1 оборот в минуту).

Читать еще: Как проверить обмотки асинхронного двигателя

— это отношение числа зубьев ведомого зубчатого колеса к числу зубьев ведущего колеса. Передаточное число зубчатой передачи определяется по формуле:

В червячной редукторной части NMRW используются передаточные отношения:

5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 80; 100.

Рассмотрим расчёт оборотов на выходном валу мотор-редуктора на примере редукторной части NMRW с двигателем.

Возьмём редукторную часть червячного мотор-редуктора NMRW150-60/100 B5. В данном случае i=60, т. е. данная редукторная часть имеет передаточное отношение 60. Соединим данную редукторную часть с различными двигателями для расчета оборотов на выходном валу мотор-редуктора:

100 L2 5.5/3000 Китай (5АИ). При соединении данного двигателя с редуктором (редукторной частью) с передаточным отношением 60 мы получим мотор-редуктор с оборотами на выходе около 50 об/мин.

Что мы сделали, для расчета оборотов на выходе мотор-редуктора? Мы разделили 3000 на 60 и получили 50.

100 L4 4.0/1500 Китай (5АИ). При соединении данного двигателя с редуктором (редукторной частью) с передаточным отношением 60 мы получим мотор-редуктор с оборотами на выходе около 25 об/мин.

Что мы сделали, для расчета оборотов на выходе мотор-редуктора? Мы разделили 1500 на 60 и получили 25.

100 L6 2.2/1000 Китай (5АИ). При соединении данного двигателя с редуктором (редукторной частью) с передаточным отношением 60 мы получим мотор-редуктор с оборотами на выходе около 17 об/мин.

Что мы сделали, для расчета оборотов на выходе мотор-редуктора? Мы разделили 1000 на 60 и получили 16,6.

Крутящий момент мотор-редуктора M2

Крутящий момент (синонимы: момент силы; вращательный момент; вращающий момент) — физическая величина, характеризующая вращательное действие силы на твёрдое тело. Если по простому, то это усилие с которым мотор-редуктор вращает выходной вал.

Энергия, которую электродвигатель передает редуктору в основном передается на оборудование с понижением оборотов выходного вала и частично уходит на преодоление силы трения, которое сопровождается выделением тепла (происходит нагрев редуктора).

Если попробовать представить крутящий момент графически, то это будет выглядеть так:

Формула крутящего момента

Расчет крутящего момента для мотор-редуктора NMRW 150-48-5,5-B3.

Сервис-фактор f.s.

Сервис-фактор (коэффициент эксплуатации, коэффициент надежности) — является комплексным показателем, характеризующим работу мотор-редуктора, как единой системы.

Для определения числового значения f.s. необходимо знать:

характер нагрузки;

продолжительность работы привода в сутки;

число включений в час.

Формула сервис-фактора

Номинальный крутящий момент — это максимальный крутящий момент, на безопасную передачу которого рассчитан редуктор, исходя из следующих величин:

коэффициент безопасности (сервис-фактор) = 1
срок службы 10000 часов.

Рабочий крутящий момент — это крутящий момент, который выдает редуктор при определенном двигателе соединенным с данным редуктором.

Рассчитаем сервис-фактор для мотор-редуктора NMRW 150-48-5,5-B3.

Для мотор-редуктора NMRW 150-48-5,5-B3 (двигатель 5,5-3000) рабочий крутящий момент составляет 816Н*м. Как считали: РКМ=(5,5кВт*9550/48об/мин)*0,738=816Н*м

Номинальный крутящий момент для редукторной части NMRW150-60 — 990Н*м. Найти его можно на 26 стр. каталога NMRW. Смотрим таблицу NMRW150, находим передаточное отношение 60 и цифра в столбце М2 = 990 Н*м.

Рассчитываем сервис-фактор: f.s.=990/816=1,21

В результате произведенных расчетов у Вас появится информация, воспользовавшись которой Вы, не обладая техническим образованием, не имея на руках каталогов и специальной литературы, сможете подобрать нужный мотор-редуктор.

Например, Вам нужен мотор-редуктор со следующими характеристиками:

обороты на выходе — 24 об/мин
крутящий момент — 420 Н*м или мощность 1,5кВт
сервис-фактор — 1,0

Воспользуйтесь таблицей быстрого подбора и определите подходящий именно Вам мотор-редуктор менее чем за 5 секунд! Ждём Вас на нашем сайте.

Все мотор-редукторы находятся на нашем складе в наличии, всё что Вам нужно — оставить заказ или связаться с нами по телефону +7 (812) 320-88-81 доб. 21 97