В технике есть немало механизмов, история которых насчитывает не одно тысячелетие. К таким «долгожителям», вне всякого сомнения, относятся разного рода редукторы.

В технике есть немало механизмов, история которых насчитывает не одно тысячелетие. К таким «долгожителям», вне всякого сомнения, относятся разного рода редукторы. Их эволюция началась с простейших цевочных передач — парных колёс, снабжённых зацепляющимися друг за друга небольшими штырьками, и достигла вершин к началу ХХ века, когда появились сложные многоступенчатые редукторы, червячные и планетарные механизмы. Главная задача любого редуктора — изменение числа оборотов выходного вала по отношению к валу приводному. Отношение этих чисел называется передаточным отношением редуктора. Его принято обозначать латинской буквой i. Долгое время инженерам не удавалось создать редуктор с i > 0—40. Принципиальных ограничений для такого редуктора нет, однако габариты конструкций получаются весьма значительными. Происходит это по той причине, что передаточное отношение зубчатой передачи, состоящей из двух цилиндрических шестерён, равно отношению диаметров окружностей, по которым соприкасаются их зубья. Следовательно, чтобы увеличить i, нужно сделать одно колесо существенно больше другого. А если при этом передача рассчитана на значительные усилия, то и зубья её шестерён должны иметь соответствующие размеры. Можно, конечно, построить редуктор из нескольких пар зубчатых колёс (так и поступают на практике), но и этот приём не позволяет сделать механизм компактным. Есть и ещё одно важное соображение: КПД редуктора тем ниже, чем больше в нём ступеней. Тратить же энергию в механической передаче на внутренние потери совсем не интересно...

Колёса транспортёра, на котором ездили по Луне американские астронавты экспедиции «Аполлон-15», имеют привод с волновым редуктором. Фото: NASA/Dave Scott.

№2, 2015