Взаимное расположение осей вращения тихоходного и быстроходного вала у редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами может быть параллельным или соосным. Однако металлообрабатывающие и деревообрабатывающие станки, подъемные системы, конвейеры или транспортерные ленты, трансмиссии транспортных средств и другое производственное оборудование нуждаются также в механизмах, у которых оси входного и выходного валов перпендикулярны друг к другу или скрещиваются под определенным углом.
Такое расположение осей достигается с помощью колес, имеющих форму усеченного конуса, на боковой поверхности которых нарезаны зубья. Проекция продольной линии зуба может совпадать с осью вращения вала (прямозубые колеса) или располагаться к ней под углом (косозубые или криволинейные). Зацепление конической пары зависит от профиля зубьев и бывает эвольвентным, гипоидным и по типу Новикова.
В зависимости от количества и типа зубчатых колес, из которых собран механизм, редукторы, имеющие такой тип передач, подразделяются на одноступенчатые и многоступенчатые.
Конструктивно редуктор конический одноступенчатый состоит из одной пары колес, напрессованных на валы и размещенных в чугунном корпусе. В некоторых сериях редукторов конический механизм устанавливается в корпус, изготовленный из алюминиевого сплава.
В зависимости от назначения и конкретных условий эксплуатации редукторов их входные и выходные валы могут быть коническими, цилиндрическими и полыми. Чтобы добиться максимальной соосности валов приводного двигателя и редуктора, некоторые модели изначально комплектуются электромоторами. Конический мотор редуктор позволяет значительно сократить время его установки на приводной механизм, особенно в условиях дефицита свободного пространства.
Недостатком механизмов этот типа передачи является небольшое передаточное число, которое для одноступенчатых моделей не превышает значения 6,3 и низкий номинальный крутящий момент на выходном валу. Кроме того, существенным недостатком одноступенчатых зубчатых конических передач является несколько сниженный коэффициент полезного действия редуктора по сравнению с цилиндрической передачей с аналогичным передаточным числом.
Чтобы передача усилия от двигателя к приводному механизму была более эффективной, используют многоступенчатые модели. Реализовать несколько ступеней в коническом исполнении технически невозможно. Поэтому в конструкцию многоступенчатых механизмов добавляют цилиндрические колеса.
Такое решение позволяет значительно увеличить передаточное отношение. Так, например, многоступенчатый коническо-цилиндрический редуктор позволяет снизить частоту вращения вала двигателя в 12,5 тысяч раз, при этом вращающий момент может достигать 500000 Н*м. Подбор необходимого типоразмера осуществляется в зависимости от возлагаемых на редуктор задач.
Коническо-цилиндрический редуктор в двух, трех и четырехступенчатом исполнении уже имеет высокий КПД, превышающий аналогичный показатель у моделей одноступенчатого исполнения. Такие механизмы рассчитаны на работу в условиях переменных или постоянных нагрузок, в том числе с периодическим реверсивным вращением, включаемым после полной остановки.
Следует помнить, что для безаварийной эксплуатации редукторов требуется обеспечить минимальное трение в зубчатых парах, цилиндрических колесах и подшипниках. Вращающиеся колеса разбрызгивают масло, находящееся в поддоне корпуса, обеспечивая тем самым постоянную смазку узлов механизма.
