Как сделать понижающий редуктор своими руками - Домашний уют - журнал
Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать понижающий редуктор своими руками

Как сделать понижающий редуктор своими руками

Домашние умельцы стараются оснастить свою мастерскую множеством самодельных приспособлений, способных облегчить физический труд и повысить качество работы. Таким полезным устройством можно считать понижающий редуктор для мотоблока или минитрактора. Это изделие применяется для уменьшения оборотов рабочего вала двигателя и увеличения его крутящего момента. Перед тем как сделать редуктор своими руками, стоит внимательно изучить инструкции.

Что такое редуктор?

Этот механизм представляет собой передаточное звено, которое располагается между вращательными устройствами электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания к конечному рабочему агрегату.

Основными характеризующими показателями редуктора являются:

  • передаваемая мощность;
  • КПД;
  • количество ведущих и ведомых вращательных валов.

К вращательным устройствам этого механизма неподвижно закрепляют зубчатые или червячные передачи, которые передают и регулируют движение от одного к другому. В корпусе имеются отверстия с подшипниками, на которых располагаются валы.

Типы редукторных узлов

Передача вращательного движения от вала двигателя к валу исполнительного механизма может производиться прямым соединением осей, если скорость и мощность вращения двигателя приемлема для работы, а оси ведущего и ведомого валов совпадают. Такие случаи крайне редки, а при нескольких навесных инструментах разного назначения прямая передача абсолютно не может быть применена. Для согласования скорости и мощности ведущего и ведомого вала используют 4 вида механизмов и их комбинации. Основные типы передач:

  • ременная;
  • цепная;
  • шестеренчатая;
  • червячная.

Червячная передача конструктивно ограничена понижающей скорость функцией, остальные могут применяться как в понижающих передачах, так и в повышающих. К тому же такой редуктор всегда имеет ведомую ось перпендикулярную валу ведущей. Такая схема называется угловым редуктором. Кроме червячной передачи, изменить направление оси можно пространственным планетарным механизмом. Ременная и цепная передачи оставляют ведомую ось параллельной оси двигателя. В простых устройствах реверс возможен только при изменении вращения двигателя.

В мотоблоках применяются двигатели с высоким количеством оборотов в минуту, о чем можно удостовериться в паспорте изделия. Значит, своими руками надо сделать редуктор для понижения скорости, а какого типа будет самодельный редуктор на мотоблок, лучше выбрать, зная характеристики каждого типа.

Ременная передача

Шкив или ремень, передающие вращение от вала к валу, знакомы каждому автомобилисту, заглядывавшему под капот моторного отсека. Коэффициент понижения скорости вращения определяется делением радиуса малого ведомого колеса на радиус большого ведущего.

Плюсы ременным редукторам — это простота изготовления и ремонта, большое разнообразие деталей. А минусы ремня:

  • растягивание ремня, снижение сцепления со шкивом от температуры и износа;
  • проскальзывание при резких увеличениях крутящего момента;
  • небольшой срок эксплуатации.

Компенсируют недостатки подпружиненным роликом, давящим на поверхность ремня между колесами, применением зубчатого ремня на шкивах с поперечными фасками. Ременные редукторы требуют нахождения ведущих и ведомых шкивов в одной плоскости, изгиб или скрутка ремня быстро приведет его к разрыву.

Цепной тип

Принцип действия цепной передачи аналогичен ременному, но вместо шкивов установлены звездочки, а ремень заменен цепью. Такой самодельный редуктор не допустит пробуксовки, а в аналогичных условиях проработает значительно дольше.

Так же, как ременной, цепной редуктор должен иметь ведущую и ведомую звездочки в одной плоскости, а его передаточное число считается по соотношению их зубьев. Вес такой конструкции больше, чем у ременной, но на мощные мотоблоки надежнее ставить ее.

В отличие от ременной передачи, цепная требует осторожности или дополнительных защитных мер. При столкновении вращающегося навесного инструмента с толстым корнем в почве сила его сопротивления будет передана на двигатель, что может его повредить. Пока двигатель не выйдет из строя или не отключится, он будет пытаться с максимальной мощностью провернуться вместе с рамой вокруг ведомой оси редуктора. Чем больше мощность двигателя, тем сильнее будет опрокидывающий момент.

Передаточное число цепного редуктора может быть выше, чем у ременного такого же размера, так как ведущая звездочка, даже имея маленький размер, не допустит проскальзывания цепи.

По стоимости, простоте сборки, распространенности деталей цепная передача не уступает ременной.

При помощи шестерней

Мотоблок с шестеренчатым редуктором надежнее, долговечнее чем с цепным или ременным. Конструкции шестернями ставят на заводские изделия, и не только на мотоблоки. Узлы получаются малогабаритными в результате совмещения на одной оси двух шестеренок с разными диаметрами. Для мотоблока, например, отлично подойдет редуктор от мотороллера Муравей. Но можно сделать свой, используя шестерни от коробок передач автомототранспорта.

Нужное передаточное число можно обеспечить планетарным механизмом, в котором между внешней и солнечной шестернями установлены шестерни-сателлиты, закрепленные на неподвижном кольце — водиле:

Для понижающего редуктора солнечная шестерня установлена на ведущий вал. Водило с планетарными шестернями закреплено на неподвижном корпусе, а наружная шестерня соединена с исполнительным устройством, вращаясь в направлении, противоположном солнечной шестерне.

Передаточное отношение такого редуктора можно рассчитать как отношение числа зубьев солнечной шестерни к количеству зубьев на внешней шестерне.

Для изменения направления оси вращения в редукторах применяют пространственный планетарный механизм, в котором шестерни для изменения направления на 90 градусов должны быть скошены на конус под 45 градусов каждая. Диаметр шестеренок может быть разным, что можно применить для изменения передаточного числа.

Для мотоблока такой угловой редуктор своими руками делают нечасто, так как планетарные шестерни нужного размера надо еще поискать. Изменение оси вращения чаще делают готовыми заводскими редукторами или червячной парой.

Червячная передача

Для перпендикулярного изменения направления оси вращения, создания большого передаточного отношения применяется контакт плоской шестерни с Архимедовым винтом.

Читать еще:  Как выбрать горелку для полуавтоматической сварки MIG?

Передача вращения от исполнительного устройства к двигателю невозможна. Это уникальная особенность червячного механизма, другие типы передач таким свойством не обладают. Скорость вращения на выходе можно уменьшить во столько раз, сколько зубьев будет у шестерни. Отличается такая передача простотой сборки большим трением, небольшим размером, большой популярностью.

Для того чтобы сделать червячный редуктор своими руками, нужно подобрать шестерню с количеством зубцов, равным снижению скорости вращения в разах, а также с шагом между зубцами, равным шагу гребня червяка.

Реверсивный механизм

Наличие реверсивного передаточного механизма упрощает работу в полях, но сделать реверс в домашних условиях любителю реально только для электродвигателя. Трудности состоят во включении в схему дополнительного передаточного элемента с возможностью его точного перемещения, надежной фиксации. Для этого потребуется разорвать существующую связь с двигателем, а в разрыв вставить новый элемент, будь то еще один шкив с ремнем, звездочка с цепью или шестерня. Такие преобразования с восстановлением требуют деталей, изготовленных с точностью профессиональных станков.

Практичней в этом случае установить заводской реверсивный редуктор. Например, от автомобиля с механической коробкой передач.

Процесс сборки не так сложен, как подбор или производство необходимых для такого редуктора запасных частей.

  • Корпус устройства. В промышленности он изготавливается методом литья. Необходимые отверстия проделываются на высокоточном оборудовании, так как требуется добиться взаимно правильного расположения валов и соосности звезд. При его производстве необходимо сделать верхнюю крышку съемной. Это облегчит и упростит процесс его обслуживания во время эксплуатации;
  • Валы и оси редуктора. Они являются опорой для шестеренок и используются в том случае, если ими необходимо оснастить это устройство. Установка производится внатяг на шлицы или шпонку. Для их изготовления лучше использовать прочную сталь размером от 10 до 45 мм, которая хорошо поддается механической обработке;
  • Подшипники. Они используются как опоры для валов и противостоят нагрузкам, обеспечивают возможность вращательного движения. От правильности подбора этих элементов редуктора зависит его надежность, долговечность и работоспособность. Если производится установка прямозубчатых шестеренок, то достаточно будет установить обычные одно- или двухрядные шариковые подшипники. Если будет устанавливаться косозубый подшипник или червячная передача, то лучшим вариантом будет роликовый или упорно-радиальный шариковый подшипник. Лучше купить новые, чем использовать с разборки;
  • Шестеренки. Они обеспечивают изменение частоты вращения валов и естественно понижение передаточного числа. Для их производства используется специальное металлорежущее оборудование, которым не оснащаются домашние мастерские. От размера шестеренок зависят габариты и характеристики прочих входящий в этот агрегат деталей, расстояние между осями и валами. При установке важно правильно выставить зазор между ними. Для смазки шестеренок отлично подойдёт масло И-20. Его заливка производится по уровень нижней части шестеренок. Смазка прочих частей устройства производится путем разбрызгивания на них смазочной жидкости. Можно взять с разборки или купить новые;
  • Сальниковые уплотнители. Они не допускают просачивания масла из корпуса устройства. Устанавливаются в местах выхода валов на подшипниках под крышками. Покупаются;
  • Предохранительная муфта. Она предназначена для того, чтобы предотвратить разрушение устройства при возникновении чрезмерных нагрузок. Покупается;
  • Крышки подшипников. Они могут быть разными – глухими и сквозными. Предназначены для облегчения обслуживания и монтажа подшипников. Их можно выточить самостоятельно либо найти на разборке.

Сборка своими руками

Специалисты утверждают, что сделать червячный редуктор малогабаритный своими руками довольно хлопотно, но можно. Приспособление должно повышать крутящий момент рабочего вала мотоблока и уменьшать его количество оборотов. От изделия напрямую зависит максимальная производительность машины.

В мотоблоке применяется обратная механическая коробка передач, которая дает возможность переключать скорости. Заводского передаточного числа иногда бывает очень мало. Конструкторы оснастили агрегат небольшой звездочкой на рабочем валу коробки передач. Взаимодействуя с крупной звездой от колеса аппарата, она обеспечивает уменьшение оборотов мотора. На рабочий вал, устроенный в подиуме подшипника, необходимо надеть дополнительную звездочку. Она будет через вторую цепь передавать крутящий момент на колеса мотоблока.

Таким образом, можно собрать понижающий редуктор для электродвигателя своими руками, который будет обладать большим крутящим моментом и двухступенчатым понижением количества оборотов мотора. Используя коробку передач от любого мотоцикла, появляется возможность регулировки скорости движения без нажима на ручку газа. Мотор почти всегда будет работать на малых оборотах и меньше выходить из строя.

Можно изготовить угловой редуктор своими руками из старого мотороллера или трактора. В этом случае колесная платформа не используется.

Необходимо поставить на мост катки культиватора. Этот вариант дает оптимальную рабочую мощность и скорость передвижения.

Модификации с одним фиксатором

Сделать понижающий редуктор своими руками очень просто. Толкатели в данном случае надо устанавливать под упорами. Коробку для модификации можно подбирать однокамерного типа. Шестерни разрешается использовать с зажимом. Нажимные диски устанавливаются с роликовым механизмом. Прижимной диск фиксируется перед толкателем. Для установки пружины надо воспользоваться молотком. Муфта на сцепление крепится под диском. Шарикоподшипники разрешается использовать разного размера.

Где используется устройство

Понижающий редуктор имеет множество достоинств. Его конструкция позволяет увеличить производительность и прибыль больших промышленных предприятий. А также его можно считать незаменимым помощником в домашнем хозяйстве.

Специалисты выделяют такие области применения аппарата:

  • в промышленности;
  • в коробках передач автомобилей;
  • в различном электрическом оборудовании.

На крупных предприятиях это изделие применяется довольно широко. В разных станках для обработки металла редуктор используется как вращательный передаточный узел, который увеличивает число оборотов.

Читать еще:  Все своими руками: изготовление самодельного пресса из домкрата

В коробках передач для автомобильного транспорта устанавливается аппарат, который уменьшает частоту вращения мотора. Мягкость и плавность хода машины напрямую зависит от качества регулировки шестеренок редуктора.

Такое изделие широко применяется в электрическом оборудовании и бытовой технике, например, в перфораторах, дрелях или миксерах. Редукторы можно считать главными деталями вентиляционных, планетарных, насосных и очистных систем, потому что они способны поддерживать оптимальное рабочее давление.

Элементы механизма

Вне зависимости от того, покупной или самодельный понижающий редуктор будет использоваться в мотоблоке, необходимо понимать, как расположены элементы механизма, как их обслуживать и ремонтировать. Понижающие редукторы мотоблоков могут быть нескольких типов, каждому из которых присущи свои преимущества и недостатки.

Схема присоединения ходоуменьшителя к редуктору

Шестеренчатый редуктор

Как правило, состоит из одной или двух ступеней; основными элементами выступают шестерни. Данный тип является одним из самых надежных механизмов, применяемых в ходоуменьшителях. Применяется в наиболее мощных мотоблоках. К своим достоинствам могут отнести:

  • долговечность;
  • надежность;
  • малые габариты;
  • возможность реверса.

Такие ходоуменьшители не лишены и недостатков, основные из которых – ремонтопригодность и цена. В случае поломки, как правило, заменяются целиком, что требует значительных денежных затрат. Кроме того, нужно контролировать наличие смазки, отсутствие которой может привести к быстрому износу.

Червячный редуктор

Основным элементом является червячная передача. Позволяет уменьшить габариты мотоблока и улучшить развесовку за счет перпендикулярного расположения валов привода и колес. Чаще всего их ставят на легкие и маломощные мотоблоки.

  • большое передаточное число;
  • малые габариты;
  • небольшой вес.

Основным недостатком червячного редуктора является отсутствие реверса. К тому же в случае поломки уменьшитель хода заменяют полностью.

Цепной редуктор

Один из самых популярных типов редукторов среди пользователей. Чаще всего изготавливаются разборными, что упрощает обслуживание и диагностику. Наиболее распространенной поломкой является разрыв или растяжение цепи, срезание зубьев звездочек или шпонки приводного вала. Все эти поломки, как правило, достаточно легко устранить самостоятельно, заменив вышедшую из строя деталь.

К преимуществам уменьшителей хода подобного типа относят:

  • простоту;
  • надежность;
  • возможность реверса;
  • ремонтопригодность.

Комбинированный редуктор

Редукторы подобного типа характеризуются наличием различных типов передач в одном механизме: шестеренной-цепной или червячной-цепной. Необходимость подобных уменьшителей хода продиктована тем, что в шестеренных и червячных редукторах межосевое расстояние между ведущим и ведомым валом регламентировано размерами передачи и напрямую зависит от модуля зацепления и количества зубьев. В цепной передаче расстояние между валами можно регулировать, убирая или добавляя звенья.

При компоновке конструкции мотоблока далеко не всегда удается расположить все агрегаты в идеальном положении, и возникает необходимость промежуточного передаточного звена. Эту функцию с успехом и выполняет цепная передача, которая компенсирует расстояние от шестеренного или червячного редуктора к валу колес или привода.

Из чего состоит уменьшитель хода

В зависимости от типа понижающего редуктора самодельный ходоуменьшитель состоит из следующих основных деталей: входящего (быстроходного) вала, выходного (тихоходного) вала, червяка и червячного колеса, ведущих и ведомых шестерен или звездочек.

При этом ведущие звездочки и шестерни всегда имеют большее количество зубьев, чем ведомые. Вспомогательными элементами могут выступать различные муфты, подшипники, шпонки. В шестеренных и червячных редукторах обязательно присутствует корпус, чего нельзя сказать о цепных. В них может либо полностью отсутствовать корпус, либо закрывать только часть механизма.

Как сделать редуктор своими руками?

Самой важной деталью понижающего редуктора считается его корпус. Он должен быть спроектирован и изготовлен правильно своими руками, так как от этого зависит взаимное положение валов и осей, соосность гнезд под опорные подшипники и зазоры между шестернями.

Корпусы промышленных редукторов изготавливают в основном методом литья из алюминиевых сплавов или чугуна, однако, в домашних условиях сделать это совершенно невозможно. Поэтому под свои нужды можно подобрать или доделать уже готовый корпус либо сварить из стального листа. Только в этом случае следует помнить, что в процессе сварки металл может «повести», и поэтому для сохранения соосности валов необходимо оставлять припуск.

Многие мастера делают по-другому. Чтобы не заморачиваться с расточными работами, они корпус начинают сваривать полностью, а вместо гнезд для опорных подшипников применяют отрезки трубы, которые выставляют в необходимом положении и только после этого окончательно закрепляют на месте при помощи сварки или болтами. Для облегчения обслуживания редуктора необходимо у корпуса сделать съемной верхнюю крышку, а снизу — сливное отверстие, которое будет использоваться для стока отработанного масла.

Опорой для шестеренок служат оси и валы редуктора. Обычно в одноступенчатом механизме используют только валы, имеющих жесткое крепление шестерен. Обе шестеренки в этом случае вращаются вместе со своими валами. Ось используют тогда, когда в редуктор необходимо вставить промежуточную шестеренку. Она начинает свободно вращаться на своей оси с минимальным зазором, а чтобы не смещалась вбок, ее фиксируют гайкой, упорным буртиком или стопорными разрезными шайбами. Валы следует изготавливать из стали, обладающей хорошей прочностью и замечательно поддающейся механической обработке.

Опорами для валов служат подшипники в редукторе. Они воспринимают нагрузки, возникающие в процессе работы механизма. Надежность и работоспособность редуктора целиком зависит от того, насколько правильно были подобраны подшипники.

Для механизма своими руками лучше всего подобрать подшипники закрытого типа, для которых требуется минимальное обслуживание. Они смазываются консистентной смазкой. Тип подшипников напрямую зависит от вида нагрузки. При использовании прямозубых шестерен будет достаточно обыкновенных одно- или двухрядных шариковых подшипников. Если в механизме присутствуют косозубые шестерни или червячные передачи, то на вал и подшипники начинает передаваться осевая нагрузка, что требует наличия шарикового или роликового радиально-упорного подшипника.

Читать еще:  Ленточный шлифовальный станок на базе точильного

Другой довольно важной деталью редуктора являются шестерни. Благодаря им можно изменять частоту вращения выходного вала. Чтобы изготовить шестерни, необходимо специальное металлорежущее оборудование, поэтому для экономии можно использовать готовые детали со списанных устройств.

Очень важно в процессе монтажа шестерен выставить правильно зазор между ними, потому что от этого зависит уровень шума, возникающего во время работы редуктора и нагрузочная способность. Смазывать шестерни лучше всего жидким индустриальным маслом, которое заливают таким образом, чтобы оно покрыло зубья нижней шестерни. Смазка остальных деталей осуществляется при помощи разбрызгивания масла по внутренней полости механизма.

Сальниковые уплотнители валов предотвращают просачивание масла наружу из редуктора. Устанавливают их на выходах валов и закрепляют в подшипниковых крышках. Чтобы предотвратить аварийное разрушение деталей механизма от больших нагрузок используют предохранительную муфту. Она бывает в виде сильфона, подпружиненных фрикционных дисков или срезаемого штифта. Процесс монтажа очень сильно облегчают крышки подшипников, которые бывают сквозными или глухими. Подбирают их из готовых деталей или вытачивают на токарном станке.

Процесс изготовления редуктора

Сначала рассчитываются параметры силовой установки. Число оборотов коленчатого вала можно найти в технических характеристиках.

Это первая величина, требующаяся для выполнения расчета. Значение — непостоянное, с добавлением «газа» число оборотов возрастает. Базовая величина: холостые обороты +10%.

Далее, производится расчёт оборотов осей подвески. Зная размеры колес, удастся вычислить величину выбега за оборот. Высчитывается число оборотов оси для обеспечения комфортной скорости — 3−5 км/ч, что является второй величиной для проектирования.

К примеру, обороты холостого хода +10% — это 600 об./мин. Требуемые обороты оси колеса для 3 км/ч — это 200 об./мин. Так, передаточное отношение должно быть 3:1. Скорость вращения оси уменьшается втрое по отношению к скорости вала двигателя, и крутящий момент увеличивается, соответственно в три раза. Типы редукторов:

  • Шестерёнчатые — используют соотношение числа зубьев ведомой и ведущей шестерен. Работает устройство по принципу — пар в коробке передач. Неважно, какую форму имеют шестерни, — зубья могут быть прямыми или косыми. Коническая шестерня используется, когда для мотоблока нужен угловой редуктор. Зависит всё от расположения мотора. Если между валом мотора и колёсами обеспечена соосность, угол не требуется.
  • Червячный привод нужен для создания большого передаточного числа, когда есть большая разница между оборотами ведущей оси и двигателя. Эта конструкция сложнее в изготовлении и обслуживании. Решение оптимальное, если вал мотора перпендикулярен оси колёс.
  • Цепные редукторы работают по принципу велосипеда, но наоборот. Ведущей является звёздочка меньшего размера. Надёжность конструкции определяет качество металла шестерен и прочность цепи. Простой комплект от велосипеда нагрузки может не выдержать, поэтому используются более прочные — мотоциклетные.
  • Ременные устройства в изготовлении наиболее простые. Они же являются самыми ненадёжными и слабыми. Большой крутящий момент не передаётся, так как ремни будут проскальзывать. Но уменьшается шоковая нагрузка на двигатель — конструкция более щадящая к приводному валу, сглаживаются рывки. Проскальзывание устраняется путём установки зубчатого ремня. В этом случае, нужно найти пару зубчатых шкивов, к примеру, от автомобильной системы ГРМ.
  • Комбинированная система. Устройство с цепной и шестерёнчатой передачей, может быть изготовлено в одном корпусе, хотя расчёты в этом случае более сложные. Зато есть возможность передать громадный крутящий момент при малой мощности мотора.

При выборе какой угодно конструкции не забывайте о следующих правилах:

  • не допускайте перекосов между ведомой и ведущей частью;
  • втулки нельзя применять, лишь подшипники.

Любое устройство, кроме ременного, нужно постоянно смазывать, поэтому, оно должно находиться в коробке. Герметичный корпус защитит от грязи и пыли, попадание которых неизбежно во время полевых работ. На валах устанавливаются сальники.

В качестве примера можно взять фабричные изделия для советской сельскохозяйственной техники. Цепная передача к смазке не столь чувствительна, но цепь нужно регулярно очищать и смазывать.

Доработка готовой конструкции

Можно выбрать корпус подходящего размера на свалке старой техники, просверлить на подшипниках отверстия для валов и собрать устройство не хуже заводского! Практика показывает, что подбор готовых конструкций с мелкими доработками намного эффективней.

Примером нам послужит самодельный блок на базе двигателя мотоцикла «ИЖ». Используется «родная» коробка передач с возможностью переключения скоростей. Не хватает штатного передаточного числа, но маленькая звезда на выходном валу коробки передач с крупной звездой от ведущего колеса, обеспечивают уже хорошее снижение числа оборотов.

На вал, который установлен в подиум для подшипников, надета другая маленькая звёздочка, что при помощи второй цепи передаёт на колёса крутящий момент. На ведущую ось, в свою очередь, установлена звезда большого диаметра. В итоге получилась конструкция с 2-ступенчатым понижением оборотов и большим крутящим моментом.

Используя коробку передач от мотоцикла, можно подобрать необходимую скорость движения, почти не используя ручку газа. Практически всегда мотор работает на холостых оборотах, благодаря чему его ресурс продлевается.

Не менее популярен готовый редуктор от мотороллера «Муравей». Не требуется использовать колёсную платформу целиком, хватит установки на мост ваших катков. Применив коробку передач от выбранного двигателя, получите оптимальное соотношение скорости движения и мощности.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector