Крутящий момент на выходном валу — это главный силовой параметр, по которому подбирают типоразмер редуктора. Его считают по простой формуле через мощность, КПД и выходные обороты. Разберём формулу, покажем три примера расчёта и объясним, почему без учёта КПД и сервис-фактора подбор приводит к перегрузу.
Момент на выходном валу редуктора связывает мощность двигателя и обороты рабочего органа. Базовая инженерная формула:
Коэффициент 9550 возникает из перевода единиц: момент в Н·м равен 9550·кВт/об·мин−1 (точное значение 60000/2π ≈ 9549). Эта формула — рабочий инструмент при подборе по мощности, когда момент на машине напрямую не задан.
Двигатель P = 4 кВт, синхронные обороты n1 = 1500 об/мин, передаточное число i = 32, КПД цилиндрического редуктора η = 0,96.
Это рабочий момент. Для подбора его умножают на сервис-фактор и сравнивают с номинальным моментом типоразмера по каталогу.
Тот же двигатель 4 кВт и i = 40, но КПД червячного редуктора при таком передаточном числе ниже — η ≈ 0,75.
Обратите внимание: КПД 0,75 против 0,96 «съедает» около четверти потенциального момента. Игнорировать его нельзя — иначе расчётный момент окажется завышен, а реальная отдача меньше.
Если известен момент на входном валу T1, выходной момент считают напрямую:
Пусть T1 = 25 Н·м, i = 31,5, η = 0,97. Тогда T2 = 25 · 31,5 · 0,97 ≈ 764 Н·м. Передаточное число умножает момент во столько же раз, во сколько снижает обороты, за вычетом потерь на КПД.
КПД сильно зависит от типа передачи и передаточного числа. Ориентировочные значения для одной ступени:
| Цилиндрический (1 ступень) | 0,97–0,98 |
|---|---|
| Цилиндрический (2–3 ступени) | 0,94–0,97 |
| Коническо-цилиндрический | 0,92–0,96 |
| Планетарный | 0,95–0,98 |
| Червячный (i до 20) | 0,80–0,90 |
| Червячный (i 40–80) | 0,50–0,75 |
Расчётный момент — это не итог подбора, а только его начало. Номинальный момент типоразмера должен превышать рабочий с запасом:
Сервис-фактор Sf учитывает характер нагрузки, число пусков в час и продолжительность работы. Подробнее о его выборе — в статье «Сервис-фактор редуктора» и материале «Подбор редуктора по характеру нагрузки». Ниже — типовые значения для расчёта.
| Характер нагрузки | Сервис-фактор Sf |
|---|---|
| Равномерная, S1, редкие пуски | 1,0–1,25 |
| С умеренными толчками | 1,25–1,5 |
| Ударная, частые пуски/реверсы | 1,5–2,0 и выше |
Например, рабочий момент 780 Н·м при ударной нагрузке с Sf = 1,8 требует редуктора с T2ном ≥ 1404 Н·м — то есть на типоразмер крупнее, чем по «голому» расчёту.
Момент на выходном валу считается по формуле T2 = 9550·P·η/n2, обязательно с учётом КПД конкретного типа редуктора. Полученное значение умножают на сервис-фактор и сравнивают с каталожным T2ном. Чтобы не считать вручную, откройте калькулятор подбора редуктора — он рассчитает обороты, момент и предложит типоразмер. Для проверки под реальные условия пришлите инженеру режим работы и нагрузки на вал.
Чтобы выполнить расчёт крутящего момента на выходном валу редуктора, используют формулу T2 = 9550·P·η/n2: мощность двигателя в кВт, КПД по типу передачи и выходные обороты дают момент в ньютон-метрах. Полученное значение с сервис-фактором сравнивают с номинальным моментом типоразмера.
Расчёт момента на выходе — отправная точка подбора редуктора по силовому параметру. Сначала по входным и требуемым выходным оборотам находят передаточное число i = n1/n2, затем считают момент с учётом КПД конкретной передачи. Червячные редукторы при больших передаточных числах теряют до половины мощности, поэтому их момент всегда считают с реальным, а не идеальным КПД.
После расчёта рабочий момент умножают на сервис-фактор и подбирают типоразмер так, чтобы каталожный номинальный момент имел запас. Отдельно проверяют консольную нагрузку на вал: окружное усилие от звёздочки или шкива создаёт радиальную силу, которая может ограничить выбор раньше момента. Импортные приводы подбираем как габаритные аналоги, цены на импорт — по запросу.
| Величина | Обозначение и единицы |
|---|---|
| Мощность двигателя | P, кВт |
| Входные обороты | n1 об/мин |
| Выходные обороты | n2 = n1 / i, об/мин |
| КПД редуктора | η, доля единицы |
| Момент на выходе | T2 = 9550·P·η/n2 Н·м |
| n2 = 100 об/мин, η=0,96 | T2 ≈ 367 Н·м |
|---|---|
| n2 = 47 об/мин, η=0,96 | T2 ≈ 780 Н·м |
| n2 = 37,5 об/мин, η=0,75 | T2 ≈ 764 Н·м |
| n2 = 18 об/мин, η=0,95 | T2 ≈ 2017 Н·м |
| n2 = 9 об/мин, η=0,94 | T2 ≈ 3990 Н·м |
Рассчитать момент и подобрать редуктор онлайн можно в калькуляторе подбора или на странице подбора редуктора. Пришлите мощность, обороты и условия работы — инженер проверит момент, КПД и консольную нагрузку.
Пришлите мощность, обороты и условия работы — рассчитаем момент с запасом и пришлём КП в течение 15 минут.
Получить расчёт