En tant que composant essentiel des systèmes de transmission mécanique, les réducteurs industriels sont largement utilisés dans divers équipements de production industrielle en raison de leur haut rendement, de leur fiabilité et de leur forte adaptabilité. Ils répondent aux besoins de différentes conditions de travail en modifiant la vitesse de rotation, en transmettant la puissance et en ajustant le couple. Cet article se concentre sur les caractéristiques, la classification, les bases de la conception, la sélection et les applications des réducteurs industriels.

Caractéristiques des réducteurs industriels

1. Transmission efficace

   Les réducteurs industriels adoptent des engrenages à maillage de précision, avec un rendement de transmission élevé (généralement supérieur à 95 %), ce qui peut minimiser les pertes d'énergie et améliorer l'efficacité globale des équipements mécaniques.

2. Forte capacité de charge

   Ils sont généralement fabriqués en acier allié à haute résistance ou avec des engrenages trempés, ce qui leur permet de résister à des couples élevés et à de lourdes charges, adaptés aux applications avec des charges lourdes et des charges d'impact.

3. Structure compacte et forte adaptabilité

   Grâce à une conception flexible, les réducteurs peuvent être construits sous diverses formes telles que des arbres parallèles, des arbres à angle droit et des engrenages planétaires en fonction des différentes exigences de transmission, répondant aux conditions d'installation avec un espace limité.

4. Haute fiabilité

   Les réducteurs modernes utilisent des systèmes de lubrification avancés (par exemple, lubrification forcée, lubrification par barbotage) et des technologies d'étanchéité pour réduire l'usure, prolonger la durée de vie et assurer un fonctionnement stable à long terme.

5. Large plage de régulation de la vitesse

   Grâce à la transmission par engrenages multi-étages, une large gamme de réglages de rapport de vitesse peut être obtenue, s'adaptant aux équipements avec différentes exigences de vitesse, tels que les équipements de traitement à grande vitesse ou les machines lourdes à basse vitesse.

Classification des réducteurs industriels

1. Classés par mode de transmission

• Réducteur à arbres parallèles

  Caractéristiques : Les arbres d'entrée et de sortie sont disposés en parallèle, avec une structure compacte et un rendement de transmission élevé.

  Applications : Réducteurs de moteurs, équipements de convoyage, machines de pompage, etc.

• Réducteur à angle droit (Réducteur conique)

  Caractéristiques : Les arbres d'entrée et de sortie sont à un angle de 90°, utilisant généralement des engrenages coniques spiroïdaux ou des engrenages coniques droits.

  Applications : Machines de construction, équipements de mélange, machines de transformation des aliments, etc.

• Réducteur planétaire

  Caractéristiques : Adoptant un train d'engrenages planétaires (engrenage solaire, engrenages planétaires, couronne dentée), il se caractérise par une densité de couple élevée, une grande précision et un faible jeu.

  Applications : Robots, réducteurs d'éoliennes, machines-outils de précision, etc.

• Réducteur à vis sans fin

  Caractéristiques : Les arbres d'entrée et de sortie sont décalés verticalement, la vis sans fin entraînant la roue à vis sans fin. Il a une fonction d'auto-verrouillage mais un rendement de transmission relativement faible.

  Applications : Grues, ascenseurs, machines d'emballage, etc.

2. Classés par type d'engrenage

• Réducteur à engrenages droits

  Caractéristiques : Les dents d'engrenage sont parallèles à l'axe, avec une structure simple et un faible coût, mais un bruit relativement élevé.

  Applications : Équipements industriels généraux, occasions à faible charge.

• Réducteur à engrenages hélicoïdaux

  Caractéristiques : Les dents d'engrenage sont à un certain angle par rapport à l'axe, assurant un maillage en douceur, un faible bruit et une capacité de charge élevée.

  Applications : Équipements de transmission à grande vitesse, machines lourdes (par exemple, machines métallurgiques).

• Réducteur à chevrons

  Caractéristiques : Composé de deux engrenages hélicoïdaux symétriques, les forces axiales s'annulent, adapté à la transmission de forte puissance.

  Applications : Systèmes de propulsion marine, grands laminoirs, etc.

• Réducteur conique

  Caractéristiques : Utilisé pour changer la direction de la transmission (transmission à angle droit), comprenant des engrenages coniques droits et des engrenages coniques spiroïdaux.

  Applications : Différentiels automobiles, machines de construction, etc.

• Réducteur planétaire

  Caractéristiques : Plusieurs engrenages planétaires tournent autour de l'engrenage solaire, avec une structure compacte et une capacité de charge élevée.

  Applications : Réducteurs d'éoliennes, équipements d'automatisation, etc.

3. Classés par domaine d'application

• Réducteurs à usage général

  Convient aux équipements industriels standard, tels que les réducteurs de moteurs et les dispositifs d'entraînement de convoyeurs.

• Réducteurs pour charges lourdes

  Utilisés dans les scénarios de couple élevé et de charge à fort impact, tels que les laminoirs métallurgiques et les concasseurs miniers.

• Réducteurs à grande vitesse

  Applicables aux équipements de transmission à grande vitesse (par exemple, turbines à vapeur, compresseurs centrifuges), nécessitant une prise en compte de l'équilibre dynamique et de la stabilité thermique.

• Réducteurs de précision

  Utilisés dans les équipements nécessitant un positionnement de haute précision, tels que les robots et les machines-outils CNC, adoptant généralement des engrenages planétaires ou des entraînements harmoniques.

• Réducteurs d'éoliennes

  Appliqués dans les éoliennes, ils résistent aux charges variables et aux couples élevés, utilisant généralement une structure combinée d'engrenages planétaires multi-étages et d'arbres parallèles.

• Réducteurs marins

  Dotés d'une résistance à la corrosion et aux chocs, ils sont utilisés dans les systèmes de propulsion marine et ont souvent des fonctions d'inversion.

4. Classés par méthode de lubrification

• Réducteurs lubrifiés au bain d'huile

  Convient aux réducteurs de petite et moyenne taille, lubrifiés par barbotage pendant la rotation des engrenages.

• Réducteurs à lubrification forcée

  Utilisant des pompes à huile pour l'alimentation en huile en circulation, adaptés aux réducteurs à grande vitesse et pour charges lourdes (par exemple, réducteurs d'éoliennes).

• Réducteurs lubrifiés à la graisse

  Applicables aux applications à basse vitesse, à faible charge ou sans entretien (par exemple, petits moteurs réducteurs).

Connaissances de base de la conception des réducteurs industriels

1. Exigences de conception de base

Lors de la conception d'un réducteur, les facteurs suivants doivent être pris en compte de manière globale :

• Rendement de transmission : Réduire les pertes d'énergie et améliorer l'efficacité mécanique.

• Capacité de charge : Les composants clés tels que les engrenages et les roulements doivent répondre aux exigences de charge.

• Durée de vie et fiabilité : Optimiser les matériaux et les processus de traitement thermique pour prolonger la durée de vie.

• Structure compacte : Disposition rationnelle pour réduire le volume et le poids.

• Faible bruit et vibrations : Optimiser l'engrènement des engrenages pour réduire le bruit de fonctionnement.

• Entretien facile : Faciliter la lubrification, l'inspection et la réparation.

2. Processus de conception de base

1. Analyse des besoins

   Déterminer les paramètres tels que la vitesse d'entrée, la vitesse de sortie, la puissance et le couple ; clarifier l'environnement de travail (par exemple, température, humidité, poussière, corrosion) ; et confirmer la méthode d'installation (horizontale, verticale, raccordement à bride, etc.).

2. Conception du schéma de transmission

   Sélectionner les types d'engrenages (engrenages droits, hélicoïdaux, coniques, planétaires, etc.) ; déterminer le nombre d'étages de transmission (mono-étage, multi-étages) ; calculer le rapport de transmission (i = vitesse d'entrée / vitesse de sortie) ; et sélectionner les types de roulements (roulements à billes à gorge profonde, roulements à rouleaux coniques, roulements à rouleaux cylindriques, etc.).

3. Calcul des paramètres des engrenages

   Les paramètres clés incluent :

• Module (m) : Un paramètre critique déterminant la taille des engrenages, qui doit répondre aux exigences de résistance.

• Nombre de dents (Z) : Affectant le rapport de transmission, généralement un entier pour éviter les interférences.

• Angle de pression (α) : L'angle de pression standard est de 20°, tandis que 25° est facultatif pour les charges élevées.

• Angle d'hélice (β) : Un paramètre important pour les engrenages hélicoïdaux, généralement 8°~30°.

• Coefficient de largeur de face (ψ) : Affectant la résistance des engrenages, généralement 0,3~0,6.

Les contrôles de résistance comprennent le contrôle de la résistance à la flexion (ISO 6336 / AGMA 2001) et le contrôle de la résistance au contact (calcul de la contrainte de contact de Hertz).

4. Conception des arbres et des roulements

• Calcul du diamètre de l'arbre : Effectuer une analyse de résistance basée sur le couple et le moment fléchissant.

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