КПД цилиндрической передачи — от 0,97 до 0,98 на ступень, это один из самых высоких показателей среди зубчатых передач. Но реальное значение зависит от типа зубьев, числа ступеней и нагрузки. Разберём, из чего складываются потери и как их учитывать при подборе.
КПД — отношение мощности на выходном валу к мощности на входном. Разница уходит на трение в зацеплении и подшипниках, перемешивание масла и уплотнения. У цилиндрической передачи потери малы, потому что зубья работают на трении качения, а не скольжения, как у червячной пары.
| Исполнение | КПД на ступень |
|---|---|
| Одноступенчатый, косозубый | 0,97–0,98 |
| Одноступенчатый, прямозубый | 0,96–0,97 |
| Двухступенчатый | 0,94–0,96 |
| Трёхступенчатый | 0,91–0,94 |
Значения даны для номинальной нагрузки. При малой нагрузке КПД падает, так как растёт доля постоянных потерь.
Основные потери — трение в контакте зубьев. Косозубое зацепление входит в контакт плавно и по линии, поэтому потери на трение ниже, чем у прямозубого. На величину влияют вязкость масла, скорость скольжения и точность изготовления профиля. Чем выше точность нарезки и меньше деформация зубьев, тем выше КПД.
Каждая ступень добавляет свои потери, поэтому суммарный КПД перемножается. Двухступенчатый редуктор с КПД ступеней 0,97 даёт суммарно около 0,94, трёхступенчатый — около 0,91. Если важен максимальный КПД, выбирают одноступенчатое исполнение, а большое передаточное число набирают не одним редуктором, а комбинацией привода.
Прямозубые колёса проще в изготовлении, но работают жёстче: в контакте одновременно меньше зубьев, выше динамические нагрузки. Косозубые при тех же габаритах передают больший момент и работают плавнее, что при прочих равных снижает потери. Подробнее — в сравнении косозубых и прямозубых колёс.
При низкой нагрузке эти постоянные потери заметно снижают КПД, поэтому редуктор подбирают так, чтобы он работал вблизи номинального момента, а не с большим запасом.
Мощность потерь уходит в тепло. Так как КПД цилиндрической передачи высокий, нагрев у неё существенно ниже, чем у червячной: при той же нагрузке корпус греется слабее и реже требуется принудительное охлаждение. Это позволяет ставить цилиндрические редукторы на непрерывную работу без осевого вентилятора. Подробнее о сравнении — в статье «Червячный или цилиндрический».
При расчёте привода нужную мощность двигателя делят на КПД редуктора: если на выходе нужно 2,2 кВт, а КПД 0,95, двигатель берут около 2,3–2,4 кВт. Импортные серии с параллельными осями, например аналог SEW S 97 с i=96,8, пересчитываются на те же параметры. Методика подробнее — в статье о КПД цилиндрического редуктора.
КПД цилиндрической передачи 0,97–0,98 на ступень — лучший показатель среди редукторов. При подборе учитывайте число ступеней и режим нагрузки: постоянная работа вблизи номинального момента даёт максимальный КПД. Готовые исполнения — в каталоге цилиндрических редукторов, мотор-редукторы — в разделе мотор-редукторов 380 В. Подобрать типоразмер под момент и частоту можно в калькуляторе подбора.
От 0,97 до 0,98 на одну ступень при косозубом зацеплении; суммарный зависит от числа ступеней.
От типа зубьев, точности изготовления, числа ступеней, нагрузки, потерь в подшипниках и разбрызгивании масла.
Доля постоянных потерь на разбрызгивание масла и уплотнения растёт при низкой мощности.
Цилиндрического: до 0,97–0,98 против 0,5–0,85 у червячного.
КПД цилиндрической передачи — от 0,97 до 0,98 на ступень при косозубом зацеплении; суммарный падает с числом ступеней и низкой нагрузкой из-за постоянных потерь.
Потери складываются из трения в зацеплении, подшипников, разбрызгивания масла и уплотнений. При подборе мощность двигателя делят на КПД редуктора.
Исполнения — в каталоге цилиндрических редукторов, мотор-редукторы — в каталоге мотор-редукторов, расчёт через калькулятор.
Укажите момент на выходе и режим работы — подберём исполнение с минимальными потерями.
Подобрать редуктор