Редукторами називають пристрої, що дозволяють знижувати або підвищувати число обертів двигуна моделі корабля, а також повідомляти гвинтів потрібний напрямок обертання. Редуктори встановлюють в корпусі моделей кораблів між двигуном і гребним гвинтом. Більшість двигунів для моделей - високооборотні. Тому їм потрібні редуктори для зниження числа оборотів і для повідомлення обертання декільком гвинтів.
Передавальне число редуктора i показує, у скільки разів треба збільшити або зменшити число оборотів на виході редуктора. Якщо потрібно зменшити число оборотів в i разів, то число зубців ведучої шестерні Z1 (вал якої з'єднується з двигуном) має бути в i разів менше, ніж у відомої шестерні Z2 (вал якої з'єднується з валом
гребного гвинта), т. е.
Якщо потрібно збільшити число обертів, то надходять навпаки. Таким чином, число обертів відомої шестерні редуктора завжди буде більше або менше числа оборотів провідної шестерні в стільки разів, у скільки разів менше або більше буде зубів у провідної шестерні.
Мал. 108. Триступінчастий редуктор.
Іноді виникає необхідність виготовити редуктор з дуже великим уповільненням, наприклад на шкотового лебідку для перекладки вітрил на моделі керованої по радіо яхти. В даному випадку роблять багатоступінчастий редуктор, т. Е. З двох або трьох пар шестерень. Використовують для цього і червячную передачу.
Щоб визначити загальне передавальне число такого редуктора, надходять так. Спочатку визначають передавальне відношення кожної пари шестерень або черв'ячної передачі в окремо, а потім перемножують їх між собою і отримують загальне передавальне число i. На рис. 108 показаний загальний вигляд трехступенчатого редуктора, що складається з однієї черв'ячної передачі і двох пар циліндричних шестерень. Загальне передавальне число такого редуктора i дорівнюватиме: i1i2i3.
Однією з найбільш найважливіших величин в зубчастих передачах є їх модуль зачеплення m. Модулем зачеплення називається довжина в мм, яка припадає на один зуб шестерні по діаметру початкової окружності, чисельно дорівнює відношенню діаметра цієї окружності і числу зубів. Тільки шестерні з однаковим модулем забезпечують нормальне зачеплення і можуть бути використані в редукторі.
Таким чином, при підборі готових шестерень перш слід визначити їх модулі. Якщо вони однакові, то будуть працювати в парі. Для визначення модуля циліндричної шестерні можна користуватися наступною залежністю:
де d - зовнішній діаметр шестерні;
Z - число зубів шестерні.
При виготовленні редукторів треба прагнути використовувати дрібномодульні шестерні, т. Е. Шестерні, мають більшу кількість зубів при однаковому діаметрі. Застосування дрібномодульних шестерень зменшує втрати на тертя, шум у редукторі і покращує плавність роботи. Величини модуля зачеплення стандартизовані. Для виготовлення редукторів до моделей кораблів найбільше підходять шестерні з модулем зачеплення 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,25 і 1,5 мм. Чим більше потужність двигуна, тим з більшим модулем зачеплення беруться шестерні для редуктора. Так, шестерні з модулем зачеплення 1,25 і 1,5 можна рекомендувати для виготовлення редуктора тільки під двигуни внутрішнього згоряння (рис. 109).
Мал. 109. Двигун внутрішнього згоряння з редуктором.
Редуктори, виготовлені з такими шестернями, під електродвигун будуть дуже «грубими» і мати великі втрати. Для них краще застосовувати шестерні з модулями зачеплення: 0,6; 0,7 і 0,8. Зменшенню шуму редуктора і поліпшенню плавності його роботи сприяє також застосування шестерень з різних металів, наприклад сталевих і латунних. Ще менше будуть втрати в редукторі і зменшений шум його роботи, якщо його помістити в коробку, залиту машинним маслом, причому буде цілком достатньо, якщо одна з шестерень редуктора зануриться в нього всього на 3-4 мм.
Мал. 110. Схеми редукторів.
Редуктори конструюють за різними схемами, залежно від призначення. Деякі схеми показані на рис. 110. На них цифрою 1 позначені провідні шестерні, цифрою 2 - ведені і цифрою 3 - шестірні, звані паразитними. Паразитні шестерні не впливають на число оборотів, а лише на напрямок обертання ведених шестерень. Потрібно пам'ятати, що при зачепленні однієї пари шестерень вони завжди будуть обертатися в протилежні сторони.
Ріс.111. Розмітка бічній пластини редуктора.
Виготовлення редуктора починають з виготовлення бічних пластин. Вирізають їх з листової латуні або стали 1,5-2 мм. Пластини треба добре випрямити на рівній металевій плиті дерев'яним молотком, потім скласти докупи, затиснути струбциною або в ручних лещатах і просвердлити в 4-х кутах отвори 3-4 мм, в залежності від того, якими болтами вони будуть з'єднуватися. Далі обидві пластини треба з'єднати двома болтами (по протилежних кутках) і обробити напилком по накресленому контуру.
Тепер зробити точну розмітку місць положення всіх шестерень на одній з бічних пластин редуктора. Припустимо, що буде виготовлятися редуктор на зменшення числа оборотів з роботою на два гвинти. Тоді треба провести металевої чертилкой дві взаємно перпендикулярні лінії - горизонтальну (А1 A2) на рівні, в залежності від діаметра шестірні, і вертикальну лінію (Б1 Б2) посередині пластини (рис. 111). З точки перетину цих ліній (О) треба відкласти в сторони по горизонтальній лінії центри ведених шестерень - 001 і 002. Відстань між цими точками О1О2 має дорівнювати відстані між центрами гребних валів даної моделі.
Мал. 112. Установка ковзають підшипників.
Заміривши діаметр (по колу западин зубів) ведених шестерень, треба провести окружності навколо точок В, Г, рівні заміряному діаметру. Заміривши діаметри по окружності виступів зубів паразитної і провідною шестерень, провести дві окружності, що відповідають зазначеним діаметрами на відстані, що розділяє всі кола один від одного на 0,2-0,3 мм, в залежності від величини модуля зачеплення. Чим більше модуль, тим більше береться зазор. Ця величина буде необхідним зазором між зубами шестерень редуктора.
Мал. 113. Втулки для шарикопідшипників.
Накерніть центри всіх кіл, просвердлити відразу в обох пластинах отвори під підшипники ковзання або під кулькові. Потім пластини необхідно роз'єднувати і в їх отвори упресовують підшипники ковзання, виточені з бронзи на токарному верстаті (рис. 112), або встановлюють кулькові підшипники в спеціальних втулках або вкладишах (рис. 113). Кращим матеріалом для втулок є алюміній або латунь.
Кріпляться вони до бічних пластин редуктора за допомогою трьох гвинтів (рис. 114). При виточування втулок (вкладишів) для кулькових підшипників необхідно, щоб діаметр «А» точно відповідав діаметру зовнішньої обойми шарикопідшипника, обойма повинна туго входити на своє місце. Розмір «Б» має дорівнювати висоті обоймишарікоподшіпніка, товщина стінок втулки 2,0-2,5 мм, а підстави - 3,0-3,5 мм.
Мал. 114. Кріплення шестерень на осі.
Осі для шестерень виточують зі сталі на токарному верстаті. Вони повинні туго входити в центральні отвори шестерень. Якщо шестерні мають циліндричні виступи, то кріплення їх до осей можна здійснити за допомогою шпильки (рис. 114, А). Якщо виступів на шестерні немає, осі виточують з заплечиком (фланцем) і шестерні кріпляться до нього за допомогою гвинтів або заклепок (рис. 114, Б). При виготовленні осей необхідно, щоб розмір «Н» був у всіх осей однаковим, а шестерні розташовувалися симетрично по відношенню до них.
На рис. 115 показаний редуктор в зібраному вигляді. Бічні стінки його можна скріпити шпильками з заплечиками і різьбленням на кінцях або простими болтами, але з розпірні трубками, натягнутими на болти.
Мал. 115. Редуктор в зібраному вигляді.
На моделях кораблів двигуни внутрішнього згоряння встановлюються на підстави (фундаменти) з дерева, металу або в поєднанні того і іншого (рис. 116).
Електродвигуни зазвичай кріплять на дерев'яних підставах (подушках) або прикручують до посиленої перебиранні корпусу моделі. Іноді прямо до редуктора, а останній до основи, вклеєною в корпус моделі (рис. 117).
Мал. 116. Фундаменти під двигуни внутрішнього згоряння.
Гребні вали виготовляють з пруткової стали діаметром 3-6 мм, в залежності від діаметра гребного гвинта і потужності двигуна. На одному кінці вала на різьбі встановлюється гребний гвинт з обтічником, а на іншому пристосування для з'єднання вала з двигуном або редуктором. Дуже часто для виготовлення гребних валів використовують велосипедні спиці або спиці коліс мотоцикла.
Мал. 117. Установка електродвигунів.
Гребний вал вставляється в дейдвудні трубу яка представляє собою металеву трубку з внутрішнім діаметром 4 8 мм, по кінцях якої впресовані латунні (бронзові, фторопластові) втулки (підшипники) з внутрішнім діаметром, відповідним діаметру гребного валу (рис. 118, А). З метою зменшення тертя дуже часто в дейдвуда вставляють і шарикопідшипники, які запресовуються в спеціальну втулку, туго насаджену на дейдвудні трубу і пропаяв оловом (рис. 118, Б).
Мал. 118. дейдвудних труби: А - з латунними второпластовимі втулками; Б - з підшипниками; В - з сальникової набиванням для моделей підводних човнів.
Для набивання дейдвуда тавотом на одному його кінці (розташованому в корпусі моделі) припаивается короткий (30-40 мм) шматочок трубки з гвинтом для стиснуті тавоту в міру його витрачання. Для моделей підводних човнів дейдвуда робляться абсолютно непроникними. З цією метою бронзову (латунну) втулку (підшипник) поглиблюють в дейдвудні трубу на 8-12 мм і припаюють через спеціально для цього просвердлений отвір в дейдвуда. Частина вільного простору між валом і дейдвудом заповнюють шпагатом або суворими нитками, просоченими тавотом. Заповнення це обжимають другий втулкою і пропаивают (рис. 118, В).
Мал. 119. З'єднання двигунів з гребними валами.
Дейдвуда встановлюють на моделі так, щоб вони по можливості розташовувалися паралельно діаметральній площині і конструктивної ватерлінії моделі і забезпечували зазор між гребним гвинтом і корпусом моделі не менше 0,12-0,28 діаметра гребного гвинта.
Якщо діаметр гребного гвинта не дозволяє виконати ці умови, то дейдвуда доводиться ставити під невеликим кутом по відношенню до ДП і з нахилом до площини ватерлінії, а на швидкісних керованих моделях це взагалі неминуче. Треба пам'ятати, що як розчин валів, так і нахил їх на величину більше 12 ° сильно зменшують к. П. Д. Гребного гвинта. Тому на швидкісних кордових і радіокерованих моделях застосовують кронштейни з карданом, що забезпечують горизонтальність гребного валу.
Мал. 120. Шарнірні з'єднання валів.
З'єднання двигунів з гребними валами і редукторами може бути різноманітним. Саме найпростіше з'єднання двигуна з гребним валом здійснюється за допомогою пружини, гумової трубки, загнутих гачків на самих валах, скоб і найпростіших муфт зчеплення (рис. 119). Таке з'єднання зазвичай роблять на маленьких моделях з малопотужними електродвигунами (близько 5-10 5т) і гумомотор.
Мал. 121. З'єднання редукторів з двигуном: А - шарнірне, валиком; Б - шарнірне, гнучким валом.
Найбільш поширеним і надійним з'єднанням двигунів будь-якої потужності з редукторами і з гребними валами є шарнірне з'єднання (рис. 120). Ця конструкція допускає великі навантаження на вал, а також не вимагає особливої центрування двигуна або редуктора з гребним валом.
Проміжні вали між редуктором і електродвигуном можна виготовити з сталевого прута діаметром 4-6 мм (рис. 121, А) або з гнучкого вала, наприклад від спідометра автомашини. Такий валик можна виготовити і самим. Для цього з дроту ОВС товщиною 1-1,5 мм намотують впритул виток до витка.
На токарному верстаті зі сталі виточують кульові наконечники, вставляють їх з двох сторін в пружину (рис. 121, Б) і пропаивают оловом.