Редуктор и мультипликатор

Необходимость в механических передачах возникла очень давно, и кто первый её придумал неизвестно. С тех пор появилось много разновидностей редукторов и будет нелишним узнать о них поподробнее.

Когда человечество узнало, что такое колесо и рычаг и как использовать их свойства, это стало большим шагом на пути научно-технического прогресса. Стало возможным использовать энергию ветра и воды. Поставив на реке дамбу или плотину, можно было направлять воду на колесо с лопастями и приводить его в движение. Но число оборотов колеса не всегда соответствовало потребностям, особенно это актуально было для ветряных приводов, так как скорость и направление ветра периодически менялись. Светлые головы догадались преобразовывать скорость вращения, уменьшая её или увеличивая, появились механизмы, которые позволяли передавать крутящий момент с одного вала на другой, преобразуя его по величине и направлению, эти устройства стали называть редукторами.

На сегодняшний день придумано большое количество редукторов, различных по принципу действия и возможностям передачи крутящего момента. Если механическая передача увеличивает крутящий момент и, соответственно, уменьшает обороты, такой механизм называют редуктором, если же устройство уменьшает крутящий момент и увеличивает обороты, его называют мультипликатором. Когда необходимо создать большое тяговое усилие, например в лебёдке, используют редуктор, а если надо получить максимальную скорость, используют мультипликатор. Примером мультипликатора является обычный велосипед, где один оборот звёздочки с педалями соответствует нескольким оборотам ведомого колеса. Если велосипед горный и имеет механизм переключения передач, возможен режим редуктора, это когда приходится, преодолевая крутой подъём, быстро крутить педали, при этом велосипед едет медленно, но с максимальной тягой. Механическая передача, используемая в велосипеде, называется цепной.

цилиндрическая зубчатая передача
Передачи: а — зубчатая цилиндрическая; б — зубчатая коническая; в — червячная.

Наиболее распространённой механической передачей является цилиндрическая зубчатая передача. Это, по сути, два колеса разного диаметра, насаженные на валы, и соприкасающиеся друг с другом внешними окружностями, для того, чтобы колёса не прокручивались, одно относительно другого при больших нагрузках, на них сделаны зубья. Именно такая передача, в виде шестерёнок, используется в механических часах. Такой тип передач прост в изготовлении и позволяет передавать большой крутящий момент. Если необходимо значительное увеличение крутящего момента, используют редуктор, состоящий из нескольких ступеней, то есть нескольких пар шестерён. В этом же случае можно использовать редуктор червячный, его передаточное число может достигать соотношения 100:1, а размер устройства, при этом, будет небольшим. Приложив усилие в 10 кг, мы сможем поднять груз весом 1 тонна, если быть точным надо учесть КПД червячного редуктора, которое из-за больших потерь на трение очень велико.

редуктор червячный

Редукторы окружают нас повсеместно, они используются в часах, в коробке передач автомобиля, в подъёмных кранах и лебёдках, в магнитофонах и CD-приводах. Несмотря на потери в редукторе и достаточно высокую стоимость изготовления некоторых из них, они незаменимы и позволяют повысить эффективность использования различных двигателей.

Раздел: