Из чего состоит коробка передач механическая: Nothing found for Articles Ustrojstvo Kpp %23Ustr

Содержание

принцип работы, плюсы и минусы

22.06.2017

Наряду со всеми современными типами двигателя и коробки передач, все еще выгодно выделяется простота механики. Она обладает определенным набором как преимуществ, так и недостатков, а также заслуживает особого внимания наряду как с давно привычным автоматом, так и более современными — бесступенчатой и роботизированной КПП.

Механическая коробка передач: простота и надежность

Устройство механической коробки передач весьма простое, поэтому авто с МКПП имеют цену ниже, чем другие. Она состоит из:

  • Картера, содержащего основные части КПП, и прикреплен к другому картеру — сцепления, который непосредственно крепится непосредственно к двигателю. Для правильной работы картер на половину заливают трансмиссионным маслом. Периодичность замены масла в МКПП зависит от частоты эксплуатации автомобиля, а также от его состояния.
  • Вращающихся валов КП.
  • Синхронизаторов, обеспечивающие плавное и комфортное переключение передач.
  • Механизма переключения передач, управляемый рычагом в салоне автомобиля.
Все части механической коробки передач должны быть исправными, и обеспечивать удобное, плавное и комфортное переключение скоростей.

Разница между АКПП и МКПП

Основным отличием АКПП и МКПП является управление, его принципы, достоинства и недостатки. Кроме того, у этих двух вариантов коробок есть и другие различия, касающиеся технических характеристик и удобства эксплуатации авто.

Основные отличия:

  • Механическая КПП имеет легкий вес, простую конструкцию, за счет чего обеспечивается простота в обслуживании и ремонте. АКПП напротив — отличается внушительным весом, а также сложностью сервиса.
  • Принцип работы механической коробки передач и собственно самого «автомата».
  • Механическая коробка передач заводится без аккумулятора. Данный способ непрост, но в экстренных ситуациях может выручить водителя. «Автомат» же полностью зависит от электричества.
  • Сложность управления машин с механическими коробками передач часто отпугивают начинающих водителей, поэтому они отдают предпочтение АКПП.
  • Авто с механической коробкой переключения передач экономнее «автоматов». Они в среднем расходуют на 10% меньше топлива.
Как показывает практика, принцип работы механической коробки передач, а также сложность управления заставляют отказываться от МКПП не только новичков, но и опытных водителей.

МКПП: преимущества и недостатки

Как и все устройства, механическая коробка передач отличается достоинствами и недостатками.

К достоинствам относятся:

  • простота устройства, обслуживания и ремонта как всей коробки, так и ее деталей;
  • длительный срок эксплуатации;
  • экономия топлива;
  • высокий кпд;
  • быстрое увеличение оборотов двигателя;
  • легкий вес;
  • возможность запуска двигателя без аккумулятора;
  • буксировка авто на любые расстояния.
Автомобили с «механикой» имеют ряд преимуществ, которые ценятся многими опытными водителями.

К недостаткам механической коробки передач относятся:

  • сам принцип работы и управления представляет особую сложность для новичков, а также является фактором риска повреждения сцепления;
  • угроза перегрузки мотора при неправильном использовании КПП и некорректном переключении передач;
  • большой промежуток времени, необходимый для переключения с одной передачи на другую;
  • дискомфорт и усталость от частого использования.

В большинстве случаев автомобили с «механикой» выбирают опытные водители, которые знают принципы управления данным вариантом коробки передач. Они отлично знают, на каком пробеге менять масло в МКПП, а также с легкостью справляются с регулярным переключением передач в режиме сложного городского движения.

Автомобили с МКПП

Для многих водителей, которые хотят привычную «механику» часто встает вопрос — можно ли поменять АКПП на МКПП? Ответ здесь неоднозначен, так как многие автоконцерны не выпускают модели с МКПП уже достаточно давно.

Поэтому заменить комплектацию вряд ли получится, так как найти нужные детали будет попросту невозможно из-за отсутствия их производства. Именно поэтому всем любителям привычной «механики» лучше заранее позаботиться о покупке авто с МКПП.

Автосалон ДОЛАВТО предлагает широкий выбор авто с механической КПП. У нас можно найти китайские автомобили с МКПП, причем это будут не только устаревшие модели. Многие современные «китайцы» в комплектации Basic и Comfort имеют именно МКПП. Мы предлагаем выгодную покупку современного авто, которое будет полностью соответствовать всем пожеланиям водителя.

Как работает механическая коробка передач

Без КПП (коробки переключения передач) немыслимо представить себе любой автомобиль, оснащенный двигателем внутреннего сгорания. Все дело в том, что стандартный двигатель имеет диапазон оборотов, максимальная мощность которого весьма невелика, данный агрегатный узел, позволяет передавать мощность двигателя на колеса на тех же оборотах двигателя, но с различной скоростью. Поэтому у типового двигателя имеется свой «предел» — крайний порог частоты оборотов, превышать который просто недопустимо, так как подобное явление может привести к выходу мотора из строя.

Сегодня мы с вами подробно коснемся устройства и принципов работы КПП, в особенности одной из ее разновидностей – механической КПП. Согласитесь, что и водителю со стажем и начинающему автолюбителю пригодятся знания, помогающие лучше разобраться в устройстве МКПП и основных нюансах ее работы.

Как устроена механическая КПП

Механическая коробка передач представляет собой агрегат, основной функцией которого является передача и преобразование момента силы от махового колеса двигателя. Механический способ устройства КПП предполагает, соответственно, такой же механический способ переключения передач – посредством рычага. Изначально вращающийся момент передается на вторичный вал, и только потом – на колесный привод.

На самом деле, разобраться с устройством МКПП и принципом работы не так и сложно, так как по своему устройству данный агрегат больше относится к устройствам с несложным строением, не изобилующим большим количеством деталей.

Для плавного включения передач, без вреда шестерням скоростей, в МКПП предусмотрены синхронизаторы, которые выполняют функцию передачи вращающегося момента вала, с подвижной шестерни включенной передачи, на не подвижную шестерню, ожидающей включения передачи. Основная функция механизма переключения передач состоит в последовательной смене передач – именно ее регулировку и выполняет водитель посредством рычага. МКПП обычно оснащена специальным блокировочным устройством, предотвращающим случаи нежелательного самовыключения. Также в устройстве МКПП имеется так называемое «запирающее устройство», блокирующее включение сразу двух передач.

Ступени и валы механической КПП

Существует такое понятие, как передаточное число — соотношением количества зубьев и шестерен, вступающих друг с другом во взаимодействие. К примеру, первая передача соотносится с самой малой ступенью и в то же время с самым большим значением передаточного числа.

В зависимости от количества ступеней МКПП могут делиться на несколько видов. Например, 4-х ступенчатые, 5-ти ступенчатые или же 6-ти ступенчатые. Наибольшее практическое применение находит все-таки 5-ти ступенчатая коробка передач, тогда как, 4-х ступенчатая — это достаточно редкое явление.

Выделяют также разделение МКПП на виды в зависимости от количества валов. В настоящее время существуют 3-х вальные и 2-х вальные коробки передач. При этом 2-х вальные коробки передач наиболее часто устанавливают на легковые авто с передним приводом, а 3-х вальные – на авто, с передним и задним приводом (в том числе большегрузный транспорт).

Что чаще всего ломается в МКПП и почему это происходит

  • 1. Утечка масла. Подобное явление может произойти в случае выхода из строя сальников или специальных изолирующих уплотнителей. Также причиной утечки может служить «расшатывание» крепежных элементов крышки внешнего корпуса. Устранить протечку масла можно просто, сменив сальники и уплотнители на новые, а также отрегулировав крепления на картере.
  • 2. МКПП шумит. Вероятнее всего имеет место выход из строя таких элементов, как шестерни, подшипники или же приходится иметь дело с поломкой синхронизатора. Заменив изношенные детали на новые, вы сможете полностью избавиться от данной неисправности.
  • 3. МКПП тяжело включается. Вероятнее всего в механизме переключения сломалась одна из деталей. Также частой причиной такой неисправности служит износ синхронизаторов или же шестерен. Устраняется поломка аналогично предыдущим – полная замена изношенных и вышедших из строя элементов.
  • 4. Самопроизвольное выключение передач. Частая причина подобной неисправности — это выход из строя механизма блокировки, а также приличный уровень износа синхронизаторов и шестерен. Определив, какой именно элемент вышел из строя и заменив его на новый, вы сможете полностью устранить данную неисправность.
Как правильно пользоваться МКПП – советы и рекомендации

Максимально продлить срок использования МКПП не составит труда, если принять в расчет все имеющиеся нюансы и правила пользования данным агрегатом. Особенно не следует забывать о необходимости умелого применения рычага переключения передач, ведь именно из-за некорректного с ним обращения и происходит большая часть поломок механической КПП. Слишком жесткая эксплуатация рычага (резкие и быстрые движения) с большой вероятностью приведет вас к такой ситуации, когда заменой одного вышедшего из строя элемента вам уже не удастся обойтись – потребуется капитальный ремонт всей коробки передач, а это, как вы понимаете, не совсем дешевое мероприятие.

Переводите рычаг управления без резких движений (плавно), делая при этом небольшие паузы, останавливаясь в нейтральной позиции – это позволит всей системе функционировать в оптимальном режиме. Синхронизаторы будут вовремя срабатывать, тем самым, защищая шестерни от нежелательных поломок.

Позаботьтесь также, о достаточном количестве масла в картере коробки – для этого регулярно контролируйте его уровень и доливайте масло, если того требует ситуация. Не забывайте, что производитель в инструкции всегда указывает рекомендованные сроки полной замены масла, и следовать таким рекомендациям в ваших же интересах.

Соблюдая такие простые правила, вы гарантированно обеспечите коробке передач такую же «долгую жизнь», как и у всего авто в целом, только понаслышке зная о каких-либо возможных неисправностях.

И еще немного о важном!

Безусловно, не будет новостью сказать вам, что свою машину нужно чувствовать! Хороший водитель никогда не пропустит малейшие признаки надвигающейся «угрозы» и уж, тем более, никогда не позволит обращаться со своим железным другом слишком «легкомысленно». Используйте данный подход и забудьте, что такое ремонт автомобиля!

Автор
Кирилл Раченков
Издание
MotorPage.Ru

Все о механической коробки передач: виды, конструкция, принцип работы

Название «механическая коробка передач» было дано агрегату из-за использования данного способа переключения. Новичкам часто достаточно сложно научиться быстро управлять автомобилем с МКПП в отличие от «автомата». Однако трансмиссии этого типа отличаются надежностью. «Механика» имеет довольно простую конструкцию, также можно выделить ее ремонтопригодность. При этом в автомобилестроении механическая коробка передач сегодня утратила лидирующие позиции.

Принцип работы

Используемый в работе МКПП принцип заключается в передаче на первичный вал крутящего момента. Передача осуществляется от двигателя через сцепление. В конструкции механической коробки передач есть пары шестерен, которые между собой взаимодействуют. С помощью этих пар (ступеней) крутящий момент преобразуется для последующей передачи на колеса. Ступени имеют свое передаточное число. Так происходит преобразование скорости вращения и крутящего момента коленчатого вала ДВС. Различают понижающие и повышающие передачи. Первые крутящий момент увеличивают, при этом происходит уменьшение скорости вращения. Включение повышающей передачи, наоборот, уменьшает крутящий момент.

Пары состоят из двух шестерен, входной и выходной. Передаточное число зависит от количества зубьев.

Понятно, что у шестерни большего диаметра и количество зубьев будет больше, здесь существует прямая зависимость. В качестве примера можно привести первую передачу с самым большим передаточным числом. У этой пары шестерен минимальный размер имеет входная, расположенная на первичном валу. Максимальный размер имеет выходная шестерня первой передачи. Поток мощности, который передается от мотора, при переключении скоростей МКПП нужно прервать. Для этого водитель нажимает педаль сцепления. Автомобиль с механической коробкой передач начинает движение с включения первой передачи.

Примечание: некоторые модели тяжелых грузовых автомобилей могут начинать движение со второй передачи.

Водитель рукой устанавливает селектор рычага переключения передач в нужное положение. Дальнейшее переключение на повышенные передачи выполняется водителем последовательно. Необходимо учитывать скорость автомобиля и показания тахометра. Это связано с тем, что каждому диапазону оборотов двигатель соответствует определенная передача.

Разновидности МКПП

Механические КПП различают по количеству передач. К числу основных относятся коробки с 4, 5 и 6 ступенями. Большинство автомобилей с механикой в мире выпускается с трансмиссией 5МТ, другими словами, с 5-ступенчатой МКПП.

Выпускаются механические коробки передач с двухвальной и трехвальной конструкцией. Первые предназначены для легковых автомобилей с передним приводом. Вторые устанавливают на грузовики и легковые автомобили с задним приводом.

Особенности конструкции

Конструктивно отличаются друг от друга двухвальная и трехвальная коробки передач. Есть различия и в принципе работы. Двухвальная трансмиссия состоит из первичного и вторичного валов. Эти валы также называют ведущим и ведомым. Отличием конструкции трехвальной МКПП является промежуточный вал. В агрегате также есть шестерни первичного и вторичного валов. Остальные детали конструкции коробки передач: картер, главная передача, синхронизаторы, механизм выбора передач, дифференциал.

Особенности конструкции двухвальной МКПП

В двухвальных коробках передач, которые относятся к самым распространенным, на первичный вал агрегата крутящий момент поступает от мотора через муфту сцепления. В разных конструкциях механических КПП некоторые из шестерней жестко закрепляются на двух валах. Остальные шестерни свободно вращаются.

Важно: по меньшей мере один синхронизатор устанавливается как на первичном, так и вторичном валах.

Постоянным является зацепление шестерен двух валов. Для понимания, находится ли шестерня в зафиксированном положении, надо просто посмотреть на них ― свободно вращаются шестерни, находящиеся около синхронизаторов.

Особенность конструкции ― жесткое закрепление шестерни главной передачи на вторичном валу. Задача главной передачи и дифференциала состоит в передаче крутящего момента к колесам автомобиля. При этом дифференциал придает колесам разную угловую скорость.

В корпусе МКПП находится механизм выбора передачи. Перемещение синхронизатора выполняется с помощью штоков и вилок. Предусмотрена защита от попытки включения двух передач одновременно.

При рычаге переключения передач в нейтральном положении не происходит передачи крутящего момента на ведущие колеса. Это означает, что шестерни на валах не зафиксированы.

Включая передачу, водитель переводит синхронизатор с помощью нужной вилки. Перемещение осуществляется через систему тяг или тросиков.

Функция муфты заключается в синхронизации угловых скоростей определенной шестерни и вала, на котором муфта установлена.

Передача крутящего момента с ведущего на ведомый вал происходит при зацеплении синхронизатора с шестерней.

Важно: крутящий момент передается от силового агрегата на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Автомобиль может двигаться задним ходом, для этого задействуется дополнительный вал, на котором установлена промежуточная шестерня заднего хода.

Особенности конструкции трехвальной МКПП

Отличительная особенность трехвальной трансмиссии ― наличие в конструкции дополнительного промежуточного вала. Передача крутящего момента происходит с первичного вала, который соединен со сцеплением, на третий вал. Для передачи задействована нужная шестерня.

Важно: зацепление валов не прерывается, оно постоянно. Это обеспечивается жесткой фиксацией шестерен на промежуточном валу, параллельном ведущему валу.

В установленный на первичном валу упорный подшипник входит ведомый вал. Получается, что оба вала, первичный и вторичный, находятся на одной оси. Особенность вторичного вала в том, что его шестерни имеют свободный ход, отсутствует жесткая фиксация с валом. Между шестернями промежуточного и ведомого валов есть постоянное зацепление. При нахождении селектора рычага переключения передач в нейтральном положении происходит передача крутящего момента от ведущего вала на промежуточный. Затем крутящий момент передается на шестерни ведомого вала. Однако свободное вращение этих шестерен не может заставить автомобиль начать движение.

Функция синхронизаторов, жестко закрепленных на валу между шестернями и имеющих возможность зубчатому соединению перемещаться в осевом направлении, состоит в том, чтобы выравнивать угловые скорости шестерен с угловой скоростью ведомого вала. Выравнивание угловых скоростей происходит за счет использования силы трения.

В трехвальной трансмиссии механизм переключения установлен в корпусе КПП. В состав механизма входят штоки с вилками, рычаг управления и устройство, позволяющее блокировать возможность включения сразу двух передач.

Выпускаются механизмы с дистанционным управлением с помощью кулисы или шарнирных тросов.

В двухвальной и трехвальной трансмиссиях используется аналогичный принцип включения передач.

Роль синхронизаторов

Задача синхронизатора заключается в обеспечении безударного включения передач. Это достигается путем выравнивания угловых скоростей вала и шестерни. Элементы синхронизатора: муфта, кольца блокировочные и проволочные (по два), три сухаря.

При включении передачи перемещение муфты к соответствующей шестерне выполняется с помощью вилки. Сначала туда передвигается блокировочное кольцо. Появляется сила трения, благодаря которой происходит поворот блокировочного кольца из-за разности угловых скоростей элементов. Кольцо поворачивается до упора. Затем должны выровняться угловые скорости, после этого муфта двигается дальше и происходит зацепление.

Достоинства и недостатки механической КПП

Среди достоинств МКПП надо назвать:

  • меньшую, по сравнению с другими видами трансмиссий, стоимость;
  • меньшую массу КПП;
  • высокий КПД;
  • высокую динамику разгона автомобиля;
  • топливную экономичность;
  • простоту и ценовую доступность обслуживания.

Важные достоинства механической КПП ― возможность буксировки автомобиля и достаточно эффективное движение в условиях бездорожья.

Однако у МКПП есть и ряд недостатков:

  • механические КПП не могут обеспечить такой же уровень комфорта, как другие трансмиссии;
  • более сложный и требующий внимания процесс переключения передач;
  • плавность хода автомобиля с МКПП хуже, чем у других трансмиссий;
  • сцепление требуется периодически менять.

Выводы

Механическая КПП надежна и экономична. Такая трансмиссия отлично подойдет любителям быстрой езды и поездок по бездорожью. Для водителей, готовых «обменять» эти достоинства на меньший в сравнении с другими КПП комфорт, покупка автомобиля с МКПП ― очевидное решение.


Механическая коробка передач (МКПП). Синхронизатор КПП

Механическая коробка передач (МКПП) – является устройством для передачи, преобразования и изменения направления крутящего момента от маховика двигателя. В данном виде коробки передач переключение ступеней производится направленными механическими движениями рычага переключения передач.

В МКПП осуществляется ступенчатая передача крутящего момента на вторичный вал и, далее на привод колес. Ступенчатая передача подразумевает под собой определенный коэффициент передачи (передаточное число) в паре взаимодействующих шестерен ведущего и ведомого валов, в отличие, например от вариатора, у которого плавающий коэффициент передачи. Определяется передаточное число соотношением количества зубьев взаимодействующих шестерен. Самое большое передаточное число у меньшей ступени, соответствующей «первой» передаче.

По количеству ступеней механические коробки переключения передач делятся на четырех ступенчатые, пяти и шести ступенчатые. 4-х ступенчатая коробка на данный момент большая редкость, а вот пяти ступка является наиболее распространённой.

По количеству валов, МКПП подразделяются на трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач может применяться в автомобилях с передним и задним приводом, в то время как двухвальная более подходит для  легковых авто с передним приводом. Для большегрузных автомобилей так же применяется коробка трехвальная.

 

Трехвальная МКПП

 

В коробках этого типа применяется три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.

Ведущий вал выходит из корпуса коробки, для соединения своими шлицами с диском сцепления и применяется для передачи крутящего момента на вал промежуточный.

Промежуточный вал располагается параллельно ведущему и соединен с ним при помощи шестерни, которая жестко установлена на ведущем валу. На промежуточном валу так же находится блок шестерен.

Ведомый вал располагается на одной оси с ведущим, но при этом вращается независимо от него. На ведомом валу располагается блок шестерен, которые не имеют жесткой сцепки с самим валом. Между шестернями располагаются муфты синхронизаторов, которые жестко сидят на валу, но могут двигаться вдоль вала. На конце муфты синхронизатора расположены зубчатые венцы, которые в процессе работы «входят» во «внутрь» шестерни ведомого вала, таким образом, получается жесткое соединение вала и ведомой шестерни заданной передачи. В нейтральном же положении все шестерни ведущего, промежуточного и ведомого вала вращаются в холостом ходу, ведомый вал стоит на месте, поскольку венец синхронизатора не соединен с внутренним венцом шестерни. Работа синхронизатора будет описана ниже.

Вилки переключения находятся в корпусе механической коробки передач, шарнирно связаны с рычагом переключения передач и предназначены для перемещения муфт синхронизаторов вдоль ведущего и ведомого вала.

Корпус МКПП выполнен из легкого металла, предназначен для крепления внутри всего механизма переключения и заливки смазывающего вещества, обычно это трансмиссионное масло. В старых советских версиях коробок передач применялся нигрол.

Рычаг переключения передачи может находиться непосредственно в коробке передач, или смонтированным на кузове автомобиля. В этом случае применяется дистанционное управление с помощью тросов или рычагов на шарнирах. Механизм дистанционного переключения передач в народе именуется «кулиса».

 

Рассмотрим принцип работы трехвальной МКПП. Крутящий момент от диска сцепления передается на первичный вал, который, как говорилось выше, передает вращение на промежуточный вал, шестерни промежуточного вращают шестерни ведомого, но сам ведомый вал не вращается. Водитель поворачивает рычаг включения передачи, например первой скорости, передвигая его влево. В этот момент выбирается нужная для включения вилка, далее происходит продольное движение рычага. Под его действием вилка начинает двигаться вдоль ведомого вала, приводя в действие синхронизатор. Синхронизатор совмещает угловую скорость вала и шестерни, после этого в действие приводится зубчатый венец, который входит в шестерню, жестко связывая ведомый вал и шестерню. Именно этот щелчок вхождения венца и фиксации ощущает на рычаге водитель. После этой процедуры крутящий момент передается на хвостовик коробки передач, далее через карданный вал на задний мост автомобиля (для заднеприводных моделей).

Варьировать передаточное число можно применяя меньшее количество зубьев на ведущей шестерни и большее на ведомой, со ступенчатым изменением количества зубьев в сторону уменьшения, для ведомой. Но наступит тот момент, когда число оборотов двигателя внутреннего сгорания автомобиля приблизится к числу оборотов ведомого вала, тогда передача крутящего момента посредством шестерен теряет смысл. Именно поэтому в трехвальных коробках применяется прямая передача, то есть ведущий вал напрямую, через синхронизатор коробки передач соединен с ведомым валом, коэффициент передачи равен единице. У двухвальных МКПП прямая передача отсутствует.

Для передачи «задний ход» вводится дополнительная шестерня, которая располагается на отдельном валу и включается между промежуточным валом и ведомым, тем самым обеспечивая реверсное вращение ведомого вала. В МКПП применяются косозубые шестерни, благодаря чему происходит «мягкое» включение передач.

 

Двухвальная МКПП

 

В двухвальной коробке есть только два вала – ведущий и ведомый.

Предназначение всех элементов такое же, как и у трехвальной. Различие состоит в параллельном расположении валов, и передача создается одной парой шестерен (у трехвальной работают две пары). У двухвальной механической коробки передач нет прямой передачи. Шестерня главной передачи жестко крепится на ведомом валу, между остальными шестернями находятся синхронизаторы.

Как правило, у двухвальных коробок передач совмещены в одном корпусе непосредственно узел переключения передач, валы, блоки шестерен, синхронизаторы и дифференциал. Для уменьшения продольного размера в двухвальных коробках могут применяться несколько ведомых валов. В этом случае все вторичные валы (попеременно) своей шестерней главной передачи, вращают ведомую шестерню, которая в свою очередь приводит в действие дифференциал.

Для передачи «задний ход», так же как и в трехвальной коробке применяется дополнительный вал с промежуточной шестерней. Принцип действия тот же.

Для удерживания включенной передачи в МКПП (для всех видов) применяются фиксаторы, а для исключения включения сразу двух передач устройство блокировки.

Существенно отличается и механизм включения передачи в двухвальной коробке. Если в трехвальной переключение происходит выбором вилки рычагом переключения, то в двухвальной применяется шток переключения и рычаги выбора передачи. Сам процесс выглядит следующим образом – при повороте рычага переключения передачи в салоне авто, в действие приводится рычаг выбора передачи, далее следует продольное движение и привод в действие штока, который и толкает нужную вилку для блокировки шестерни на ведомом валу при помощи зубчатого венца муфты синхронизатора.

 

Синхронизатор коробки передач

Схема устройства синхронизатора: 1 — ступица; 2 — муфта; 3 — блокировочные кольца; 4 — сухари; 5 — проволочные кольца.

Как говорилось выше, синхронизатор КПП предназначен для бесшумного включения передачи путем выравнивания угловой скорости вала и шестерни. В устройство синхронизатора входит:

  • муфта
  • два блокировочных кольца
  • сухари
  • проволочные кольца

Ступица жестко крепится на ведомом валу. На ступице имеются пазы для сухарей и наружные зубья. На зубьях ступицы крепится муфта при помощи сухарей, которые находятся в канавках. Сухари прижимаются кольцами или подпружиненными шариками. Блокировочные кольца находятся по краям муфты и имеют снаружи зубья. На конической поверхности блокировочных колец наносятся продольные канавки или резьба для увеличения силы трения.

Работает синхронизатор так: включая передачу вилка, перемещает муфту в направлении нужной шестерни. Вместе с муфтой в сторону шестерни движется и блокировочное кольцо, благодаря усилию сухарей. Из-за разности угловых скоростей шестерни и вала на конической поверхности возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора. Зубья муфты и блокировочного кольца станут друг против друга, значит дальнейшее движение муфты, прекратится. После наступает момент выравнивания скоростей, а затем муфта свободно проходит через блокировочное кольцо и входит в соединение с внутренними зубцами включаемой шестерни, блокируя ее вместе с ведомым валом. Все — передача включена! Синхронизатор может включить поочередно две шестерни ведомого вала.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

Механическая коробка переключения передач (МКПП)

Любая силовая установка состоит из источника энергии и трансмиссии, служащей для передачи энергии. В автомобилестроении трансмиссией называют либо все детали, служащие для передачи крутящего момента от мотора к колесам (то есть коробку передач, приводы, дифференциал и тп), либо одну только коробку передач.

Почему МКПП называют «ручной коробкой передач»?

Пользуясь механической коробкой, водитель, нажимая педаль, размыкает механизм сцепления и переставляет рычаг в положение, соответствующее нужной передаче, то есть делает все «вручную», без вспомогательных механизмов.

Какие бывают механические коробки?

Обычная механическая коробка передач позволяет водителю переключаться с первой передачи сразу на третью или с пятой на вторую. Особый случай представляют из себя так называемые секвентальные коробки передач, которые используются в автоспорте. Секвентальная коробка позволяет переключать передачи только последовательно – с первой на вторую, затем на третью, и так далее.

Достоинство МКПП в том, что она позволяет водителю выбирать передачу в произвольном порядке. За это их любят спортсмены, использующие все возможности автомобиля

В базовое оснащение современных автомобилей может входить механическая коробка передач с пятью или шестью передними передачами и одной задней. Четырехступенчатые коробки в настоящий момент практически не используются, так как не позволяют использовать все возможности современных двигателей. На «специализированных» автомобилях (например, на спорткарах) может быть восемь и более передних передач. Увеличение их числа обосновано необходимостью передавать крутящий момент в тех пределах, которые являются эффективными для данного автомобиля. Например, если двигатель выдает максимальный крутящий момент на низких оборотах (что характерно для многоцилиндровых двигателей, таких как V6, V8), «раскручивать» его до высоких оборотов бессмысленно – выдаваемая мощность будет только падать с повышением оборотов. Для того, чтобы избежать этого эффекта, увеличивают количество передач. В этом случае даже при достижении максимальной скорости на самой высокой передаче двигатель продолжает работать в своем эффективном диапазоне.

Популярная в послевоенные годы механическая трехступенчатая коробка передач с переключением на руле заслужила у американцев прозвище «Three on the Tree»

Кстати, этот алгоритм верен и при диаметрально противоположных условиях. Например, чтобы  преодолеть лежачего полицейского, необходимо снизить скорость и начинать разгон на той пониженной передаче, которая соответствует текущей скорости.

Механическая коробка переключения передач

История создания механической коробки передач

Механическая коробка передач – первое в истории приспособление для передачи крутящего момента, появившееся в тот момент, когда  максимальная скорость автомобиля начала превышать возможности прямой, то есть единственной передачи. Принято считать, что первый прототип МКПП был изобретен Луи Панаром и Эмилем Левассором в конце девятнадцатого века. В их механической трансмиссии, как и в современной, применялся набор зубчатых колес с разным передаточным числом для передних передач и одна шестерня для задней.

В автомобилях Subaru Impreza WRX, Subaru Impreza WRX STI короткоходный рычаг переключения МКПП входит в набор штатных деталей. Для современных Porsche 911 рычаг доступен в качестве опции

 Как и сейчас, шестерни передних передач, были укреплены на вторичном валу, который двигался вдоль своей оси, что позволяло разным по размеру зубчатым колесам входить в зацепление с неподвижной шестерней на первичном валу.

Несинхронизированные и синхронизированные МКПП

В коробках передач раннего периода, чтобы для переключения передач не было нужды останавливать автомобиль, все шестерни находились в постоянном вращении. Это решение на той стадии технического прогресса было единственным и, конечно же, у него были свои недостатки. Только постоянное вращение шестерен позволяло переключать передачи, иначе ввести их в зацепление друг с другом на ходу было бы невозможно. Естественно, манипулирование такой «несинхронизированной» коробкой передач требовало от водителя немалого мастерства – нужно было переключать передачи строго вовремя — в момент, когда автомобиль достигал определенной скорости. Однако даже при этом условии работа коробки в момент переключения сопровождалась душераздирающим скрежетом, который производили зубья шестерен, не сразу попадающие в зацепление.

Изначально спорт-купе Tesla Roadster планировалось оснащать «псевдо» ручной коробкой передач, но из-за сложности в производстве производитель отказался от этой идеи

В современных автомобилях, благодаря применению специальных приспособлений, именуемых синхронизаторами, эта проблема сведена практически к минимуму. Суть их действия в том, что шестерни по прежнему постоянно вращаются, но в нужный момент их вращение прекращается и они фиксируются на валу. Затем шестерни, повинуясь рычагу, входят в зацепление и снова начинают вращаться, уже вместе. Современная синхронизированная коробка была впервые применена на Porsche 356 1952 года. В коробке были установлены конические синхронизаторы. Это изобретение обеспечило механическим коробкам аналогичной конструкции, которыми вскоре начали оснащать все автомобили, название «Тип Порше». Оно же открыло путь к увеличению количества передач, и к 80-м годам пятиступенчатые коробки, построенные на той же, но усовершенствованной конструкции, стали нормой. В дальнейшем количество передач продолжило расти, и на Porsche 911 2012 года, к примеру, их семь.

Принцип работы МКПП

Если не углубляться в подробности, принцип работы МКПП заключается в соединении вращающихся входного и выходного валов. Для того, чтобы менять скорость вращения выходного вала, используются шестерни с разными передаточными числами.

Все детали коробки передач находятся в едином корпусе (картере), где они непрерывно смазываются трансмиссионным маслом. Между шестернями вторичного (ведомого) вала установлены муфты включения передач.

Шестерни свободно вращаются на валу, а муфты жестко закреплены на валу и вращаются только вместе с ним, зато могут двигаться вдоль его оси в ограниченном пространстве. Для сцепления с муфтами включения передач все шестерни, расположенные на вторичном валу, снабжены зубчатыми венцами. На муфтах имеются ответные зубчатые венцы.

Устройство под названием Overdrive первоначально использовалось с МКПП для экономии топлива на длинных перегонах с постоянной высокой скоростью. В дальнейшем механизм вошел в конструкцию АКПП

Синхронизаторы, которые также находятся на вторичном валу, не дают муфте заблокировать свободно вращающуюся шестерню, пока скорость ее не сравняется со скоростью шестерни ведущего вала. Когда это произошло, шестерня блокируется и начинается передача крутящего момента через нее.

Расположение рычага коробки передач

Расположение рычага может быть разным. Обычно в заднеприводных автомобилях нижний конец рычага вставлен непосредственно в крышку коробки передач – сверху или сбоку, в зависимости от конструкции.

Если возможности вставить рычаг нет (а это почти всегда так в переднеприводных автомобилях), используются удлинители. Все механизмы переключения находятся внутри коробки, и конструкция удлинителей зависит всецело от того, где расположен рычаг.

Как правило, рычаг либо находится на полу между сиденьями (и в этом случае он, чаще всего, применяется без удлинителей), либо на руле. В истории автомобилестроения встречались и другие решения, но все они были экзотикой и в дальнейшем не прижились.

Интересные факты об МКПП

По одной из версий, идеей установить на автомобиль механизм, позволяющий переключать передачи, мир обязан женщине. Дело в том, что Берта Бенц, взявшая без спроса автомобиль мужа 5 августа 1888 года, отправилась с детьми из Мангейма в Пфорцгейм, где жила ее матушка. Им предстояло преодолеть расстояние в 106 км. По пути несколько раз попадались подъемы, которые автомобиль Бенца без переключения передач преодолеть не мог — он попросту глох. Влезть в гору Берте Бенц удалось только при помощи людей, толкавших повозку сзади. Вернувшись, Берта описала мужу проблему и предложила снабдить автомобиль устройством, облегчающим работу двигателя на подъемах.

Коробка передач: назначение, виды коробок передач, их преимущества и недостатки

Коробка передач или КПП —  это сложный механизм в конструкции автомобиля, предназначенный для перевода крутящего движения от двигателя на колеса, а также для обеспечения направления и изменения (увеличения/уменьшения) скорости движения автомобиля.

Виды коробок передач

В современных моделях автомобилей может быть установлено 4 типа КПП – механические, автоматические, роботизированные и вариативные (бесступенчатые).

Тип КПП в целом определяет тип трансмиссии любого автомобиля. Рассмотрим более детально каждый из 4-х перечисленных типов.

Механическая коробка (МКПП)

Механическая КПП представляет собой многоступенчатое устройство цилиндрической формы, которое направляет крутящий момент от маховика двигателя на колеса автомобиля. В механической коробке переключение происходит при помощи ручного механического рычага-переключателя.

Современные механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней – четыре, пять, шесть, семь. В настоящее время среди всех типов механических КПП, пятиступенчатая является наиболее распространенной.

Коробки передач механического типа могут разделяться и по количеству валов на двухвальные и трехвальные. Двухвальная механическая коробка устанавливается в легковых автомобилях, оснащенных  только передним приводом.

В подобной конструкции один вал соединяется с автомобильным двигателем, а другой с трансмиссией. Трехвальная коробка передач подходит для легковых и грузовых автомобилей, в которых предусмотрен как передний, так и задний привод.

Основными достоинствами механической КПП являются простота, доступность и надежность конструкции, легкость ручного управления при использовании любых режимов движения автомобиля.

Автомобили с механической КПП обеспечивают динамичную и экономичную езду. Подобный тип коробки передач продолжает пользоваться повышенным спросом у автолюбителей.

Автоматическая коробка (АКПП)

Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.

Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.

Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости — трансмиссионного масла для КПП.

Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.

Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.

Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.

Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

  • сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
  • низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
  • сложность в проведении ремонтных работ

Роботизированная коробка (РКПП)

Роботизированная КПП предназначена для выполнения тех же функций, что и предыдущие типы КПП. Данный тип коробки передач представляет собой механическую КПП, в которой все выполняемые функции по включению и выключению сцепления, переключению передач полностью автоматизированы.

Современные роботизированные КПП оснащены двойным сцеплением, которое обеспечивает легкую и плавную передачу крутящего момента на одном потоке мощности.

Коробки-роботы работают исключительно под управлением современных электронных систем. Подобные коробки передач имеют более высокий КПД, компактные размеры, они надежны, эффективны, долговечны и при этом имеют конкурентную цену.

Роботизированные коробки устанавливаются как в бюджетные модели автомобилей, так и в автомобили экстра-класса.

Вариативная коробка (Вариатор)

Это тип бесступенчатых КПП, в которых передача крутящего движения на колеса осуществляется при помощи механики или гидравлики. В подобных КПП передачи, собственного говоря, и не предусмотрены.

Вариативные коробки способны обеспечить самые лучшие динамические характеристики любого автомобиля. Зачастую вариаторы устанавливаются в большинстве малолитражных моделей японских автомобилей.

Главные преимущества вариативных коробок заключаются в надежности, простоте, плавной передаче крутящего момента и высоком КПД. Большинство бесступенчатых коробок передач дополнительно оснащаются ручным режимом, который позволяет выбрать передачу, которая подражает работе механической КПП.

По мнению специалистов, наиболее радужные перспективы развития все же остаются у роботизированных и бесступенчатых коробок передач, поэтому неслучайно то, что сейчас многие задаются вопросом, а чем, собственно, вариатор отличается от АКПП?

Присадка в МКПП (DCS) для снижения шума и облегчения переключения «СУПРОТЕК МКПП» | SUPROTEC

Под воздействием триботехнического состава восстанавливаются изношенные поверхности трения зубцов шестерен и муфт синхронизаторов. Это позволяет решить следующие задачи:

Уменьшить или убрать гул, шумы и вибрации

Металлический защитный слой восстанавливает форму зубцов передаточных шестеренок, что обеспечивает их правильное вхождение в зацепление и выход из него. Кроме того, процесс зацепления смягчается более плотной масляной пленкой на поверхности зубцов.

Все это приводит к снижению микроударов, обеспечивает плавное взаимодействие шестеренок и таким образом снижает гул и шум при работе. Как правило, наиболее выраженный шум появляется при работе на одной из передач. Это означает, что произошел износ поверхностей зубцов именно этой пары шестеренок. Триботехнический состав оказывает воздействие на все пары, но более активно восстанавливает наиболее изношенные. Таким образом состав одинаково эффективен независимо от того — шумит ли первая передача, вторая или любая другая.

Состав так же облегчает обкатку и приработку деталей, что позволяет с его помощью убирать даже шумы при работе новой заводской коробки передач.

Убрать «хруст» и облегчить переключение передач

Если в механической коробке не переключается передача, если этот процесс затруднен, сопровождается шумом, скорее всего проблема в износе зубцов муфты синхронизатора, который можно восстановить с помощью состава «МКПП». 

Восстановленные поверхности обретают расчетную форму и удерживают более плотную пленку масла. Это облегчает вход муфты в зацепление с блокировочным кольцом и далее с шестерней передачи. Переключение происходит плавно, «мягко» и быстро.

Снизить расход топлива, увеличив свободный ход

Плотная масляная пленка на поверхностях зубцов обеспечивает их плавное вхождение в зацепление и выход из него, что сокращает потери энергии при работе коробки передач. Это увеличивает выбег – свободный ход автомобиля на нейтральной передаче, и ведет к снижению расхода топлива.

Продлить ресурс коробки передач

Более плотная масляная пленка на поверхностях деталей, обработанных трибосоставом существенно замедляет их дальнейший износ, защищает при работе с повышенными нагрузками. Это продлевает срок службы всего агрегата, позволяет отложить ремонт МКПП или ее замену даже в случае появления первых признаков износа.

 

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Под воздействием трибосостава на изношенных участках зубцов шестерен и муфт синхронизаторов образуется защитный металлический слой, который способен крепче удерживать пленку трансмиссионного масла.

Восстановленная форма и размеры и более плотная пленка масла на поверхности облегчают работу детали

Триботехнический состав содержит частицы активного минерала. При их попадании в зоны локальных контактов поверхностей, где возникает высокое локальное давление, а температура превышает 1000 °С – частицы минерала изменяют протекание процессов трения. Поверхность детали получает возможность «захватывать» микрочастицы металла, находящиеся в смазке. Постепенно на всей изношенной поверхности образуется сплошной металлический защитный слой, особенностью которого является пористая структура с большим количеством микроуглублений. Частицы самого минерала при этом остаются в масле и продолжают оказывать необходимые воздействия уже на других участках.

Микропоры защитного слоя наполняются маслом, которое за счет сил поверхностного натяжения образует на нем сплошную пленку. Эта масляная пленка полностью никогда не отделяется от поверхности детали, не стекает, даже при долгом простое. Сам защитный слой способен выдерживать большие нагрузки за счет повышенной микротвердости и микроупругости по сравнению с оригинальной заводской поверхностью.

Восстановление формы и более эффективная смазка, позволяют детали выполнять свои функции так, как это было заложено в конструкции агрегата, что приводит к восстановлению рабочих характеристик всех узлов трения.

 

ПОРЯДОК ПРИМЕНЕНИЯ

Состав «МКПП» должен быть добавлен один раз в трансмиссионное масло через штатное маслозаливное отверстие. Для непрерывного поддержания эффектов восстановления рекомендуется повторное добавление состава при каждой штатной замене масла в коробке передач.

Типы коробок передач — полное объяснение

Введение

«Переключить передачу» Есть острые ощущения? Конечно, у нас, автомобильных энтузиастов, всегда мурашки по коже, когда дело доходит до включения или выключения, но мы никогда не задумывались, как это было сделано? Что происходит, когда мы нажимаем на рычаг переключения передач? Почему есть автомобили без педалей сцепления? Что делает коробку передач автоматической? Давай просто узнаем.

Коробка передач — это передаточное устройство, которое используется между выходным валом двигателя и главной передачей для передачи необходимого крутящего момента и мощности на колеса транспортного средства. Коробка передач состоит из набора шестерен (т.е.е. прямозубые, косозубые, конические, червячные и эпициклические в зависимости от типа используемой коробки передач), которые расположены особым образом для обеспечения требуемых передаточных чисел или скоростей главной передачи транспортного средства, коробка передач обычно поставляется со спецификацией ie5 -скоростная трансмиссия с реверсом и автоматическая трансмиссия.

Зачем нам коробка передач?

Необходимость разного крутящего момента и разной скорости из-за постоянного изменения дорожных условий привела нас к разработке промежуточного устройства, которое может обеспечивать разную скорость или передаточное число для поддержания движения транспортного средства.

Давайте обсудим несколько моментов, объясняющих необходимость коробки передач:

  • Когда автомобиль заводится, крутящего момента, создаваемого выходным валом двигателя, недостаточно для преодоления веса транспортного средства, что затрудняет перемещение Автомобиль изначально, поэтому для решения этой проблемы требуется коробка передач, которая может изначально обеспечивать высокий крутящий момент для движения транспортного средства.
  • Когда мы едем на горную станцию, важно, чтобы транспортное средство было оборудовано устройством, которое может обеспечить широкий диапазон высокого крутящего момента, для удовлетворения этой потребности требуется коробка передач, чтобы транспортное средство могло двигаться в горку.
  • Когда транспортное средство движется на высокой скорости, крутящий момент совсем не эффективен, поэтому необходима коробка передач, которая также может обеспечить высокую скорость с низким передаточным моментом, чтобы транспортное средство могло поддерживать высокую скорость.
  • В гоночном автомобиле непрерывное переключение передач с высокого крутящего момента на высокую скорость происходит из-за извилистой трассы, поэтому гоночный автомобиль должен быть оборудован подходящей коробкой передач, чтобы переключение передач было плавным и легким.

В Индии всегда есть проблемы с дорожным движением, поэтому постоянное переключение передач вручную, требующее непрерывного нажатия на педаль сцепления, вызывает у водителя усталость, поэтому возникает необходимость в автоматической коробке передач.

Основные детали коробки передач
1. Главный вал

Это вал, используемый в качестве выходного вала в коробке передач, этот вал обычно устанавливается параллельно промежуточному валу и перед валом сцепления или выходным валом двигателя. переключение передач обычно происходит через этот вал, поскольку он обычно соединен с рычагом переключения передач.

2. Вал сцепления

Это вал, который передает мощность двигателя на коробку передач, включение и выключение выходной мощности двигателя происходит с помощью сцепления.

3. Промежуточный вал или контрвал

Это вал, через который выходная мощность двигателя передается на главный вал за счет постоянного зацепления шестерни промежуточного вала с шестерней на валу сцепления.

4. Шестерни

Это соединительные круги с зубьями, которые вращаются и входят в зацепление с другой шестерней на другом валу, чтобы передавать круговое движение между двумя разными валами, они могут быть — цилиндрической шестерней, косозубой шестерней, конической шестерней и червячный редуктор.

5. Synchromesh Devices

Это специальные устройства, используемые в современных коробках передач (синхронизированных коробках передач), которые делают переключение передач плавным путем совмещения скорости главного вала, промежуточного вала и вала сцепления, а не Не нужно надевать на вал для переключения передачи.

6. Зубчатые муфты

Они использовались в старых коробках передач, таких как коробка передач с постоянным зацеплением, чтобы избежать скольжения шестерни по валу для зацепления или переключения. Когда они скользят по валу, чтобы переключить передачу.

7. Рычаг переключения передач

Это рычаг, которым управляет водитель для переключения или переключения передач, движение рычага разработано особым образом.

Примечание — В автоматической коробке передач используется планетарная зубчатая передача, поэтому не используются кулачковые муфты или синхронизирующие устройства, а также в гидравлической муфте или гидротрансформаторе используются совершенно другие детали, как в этом статоре, крыльчатке, сильно сжатой используется жидкость и турбина, обеспечивающие разную скорость и крутящий момент, поэтому шестерни вообще не используются.

Также читайте:

Типы коробок передач

В наши дни в основном используются 2 типа трансмиссии:

1. Механическая коробка передач или механическая коробка передач
2. Автоматическая коробка передач или автоматическая коробка передач

Они являются далее разделенные на различные типы, давайте обсудим их —

1. Механическая коробка передач

Механическая коробка передач — это тип коробки передач, которая используется в большинстве транспортных средств на дороге из-за ее низкой стоимости.Это тип коробки передач, в которой есть ограниченные передаточные числа или передаточные числа, то есть максимум 6 скоростей и 1 задний ход, а переключение передач — это ручная задача, выполняемая водителем путем нажатия или вытягивания рычага переключения передач в предопределенная мода. Механическая коробка передач всегда требует использования сцепления.

Типы механических трансмиссий, используемых с момента появления коробки передач:

(i) Коробка передач с скользящей зацеплением

Это самый старый тип используемой коробки передач, в коробке передач со скользящей зацеплением шестерни главного и промежуточного вала не используются. в сетке i.е. Независимо, только одна шестерня находится в непрерывном зацеплении с шестерней на валу муфты, которая вращает промежуточный вал, а зацепление шестерен с соответствующей шестерней на промежуточном валу происходит из-за левого или правого бокового смещения шестерен главного вала .

Примечание — Скользящая сетка требует специальной техники переключения передач, известной как двойное выключение сцепления.

(ii) Коробка передач с постоянным зацеплением

Это модифицированная коробка передач, созданная для преодоления ограничений коробки передач со скользящим зацеплением.В коробках передач этого типа все шестерни промежуточного вала, главного вала и вала сцепления находятся в постоянном зацеплении друг с другом, а переключение передач достигается за счет скольжения кулачковых муфт по шлицевому главному валу для получения выход с высокой скоростью или крутящим моментом.

Примечание — Коробка передач с постоянным зацеплением решает проблему двойного выключения сцепления, но переключение передач является шумным и все же не плавным, поскольку скорость промежуточного вала, главного вала и вала сцепления не одинакова во время переключения. .

(iii) Синхронизирующая коробка передач

Это последняя из всех типов механической коробки передач, которая обеспечивает плавное и бесшумное переключение передач благодаря использованию специальных устройств, известных как синхронизирующие устройства, эти устройства помогают в достижении скорости все валы к одному и тому же (с использованием фрикционного контакта) до зацепления соответствующих шестерен, что приводит к меньшему износу шестерен.

2. Автоматическая коробка передач или коробка передач

Используется в автомобилях высокого класса из-за своей высокой стоимости, в этом типе коробки передач бесконечные передаточные числа могут быть получены простым нажатием на педаль акселератора, водителю просто нужно выбрать режим привода i.е. вперед или назад, парковка, нейтраль, движение и спорт, а необходимые передаточные числа вместе с синхронизацией зацепления получаются автоматически. Для автоматической коробки передач педаль сцепления не требуется, поэтому все автомобили с автоматической коробкой передач имеют только 2 педали.

Типы используемых автоматических коробок передач:

(i) Эпициклическая коробка передач

В этих типах коробок передач используются солнечные и планетарные шестерни, а также кольцевое кольцо и водило. Вал сцепления соединен с солнечной шестерней, которые находятся в постоянном зацеплении с рядом планетарных шестерен, которые свободно вращаются вокруг своей оси и находятся в постоянном зацеплении с коронной шестерней, зубья которой находятся на его внутренней стороне, вращение планетарных шестерен удерживается водилом, который соединен с главным валом,

В этом типе переключение шестерни или различных передаточных чисел достигается за счет того, что любая из шестерен, которая является солнечной шестерней, планетарной шестерней и кольцевой шестерней, является постоянной. посредством тормозной ленты, которая приводится в действие педалью акселератора.

(ii) Гидравлический преобразователь крутящего момента

Это специальный тип автоматической коробки передач, основанный на гидравлической муфте, в этом типе крыльчатка, турбина, жидкость с высокой степенью сжатия и статор используются для получения различные скорости или передаточные числа, которые контролируются педалью акселератора. Крыльчатка гидротрансформатора соединена с валом двигателя, турбина соединена с выходным валом, а статор помещен между этими двумя, чтобы направлять поток жидкости.

Приложение

5-ступенчатая 1-реверсивная механическая коробка передач используется в Maruti Suzuki Swift с синхронизированной коробкой передач, Honda city i-VTech поставляется с планетарной автоматической коробкой передач, а Audi A6 оснащается автоматической коробкой передач гидравлического типа.

Здесь мы обсудили все типы коробок передач, которые используются в трансмиссии транспортного средства. Если вам понравилась эта информация, не забудьте поставить лайк и поделиться ею.

Механическая передача энергии | Инженерное проектирование продуктов

Что такое механическая передача энергии?

Механическая передача энергии — это передача энергии от места, где она генерируется, к месту, где она используется для выполнения работы с использованием простых машин, соединений и элементов механической передачи энергии.

Механическая передача энергии

Почти все машины имеют какую-либо передачу мощности и движения от входного источника. Обычно это электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания, который обычно обеспечивает вращающий момент через комбинацию входного вала и муфты.

Зачем нужна механическая передача энергии?

Есть много способов выработки энергии, но иногда невозможно произвести энергию там, где она необходима, в правильной форме, направлении или величине.Следовательно, передача электрической и механической энергии жизненно важна для проектирования любой инженерной продукции. Эта статья посвящена исключительно механической передаче энергии и ее элементам, за исключением передачи электроэнергии. Механическая силовая передача и ее элементы используются по следующим причинам:

  1. Выработанная мощность или энергия могут быть преобразованы в полезную форму
  2. Физические ограничения ограничивают выработку электроэнергии в месте ее использования, следовательно, ее можно передавать от источника к месту, где она необходима
  3. Может использоваться для изменения направления и величины, например скорости или крутящего момента.
  4. Может использоваться для изменения типа энергии i.е. вращательное в линейное и наоборот

Элементы передачи механической энергии

В конструкциях технических изделий, таких как автоматические приводы, механизмы и т. Д., Передача энергии и ее элементы позволяют согласовать источник энергии с его рабочей средой и состоянием рабочих элементов.

Преимущества элементов передачи энергии

  • Эффективная передача мощности
  • Элементы помогают разделить и распределить источник энергии для запуска нескольких механизмов, таких как один двигатель, управляющий несколькими конвейерными лентами.
  • Изменить скорость вращения
  • Обратное направление вращения двигателя
  • Преобразует вращательное движение в поступательное возвратно-поступательное движение

Типы элементов механической передачи энергии

  • Валы и муфты
  • Винты силовые
  • Шестерни и зубчатые передачи
  • Тормоза и сцепления
  • Ремни, канаты и шкивы
  • Цепи и звездочки

Валы и муфты

Как обсуждалось ранее, валы и муфты являются неотъемлемой частью передачи энергии для современных инженерных конструкций, таких как машины.Поскольку валы трансмиссии широко используются практически во всех типах конструкции механического оборудования, конструкция имеет решающее значение для безопасности и длительного срока службы машин.

Валы

Компоненты, такие как муфты, шестерни, шкивы, звездочки и т. Д., Устанавливаются на вал для передачи мощности или вращения через центральную часть компонента, называемую ступицей, вместе с удерживающими устройствами, такими как шпонки и шлицы. Соединение должно гарантировать, что соединение передает нагрузку, мощность и вращение без проскальзывания и в пределах требований к точности конструкции.

вал-конструкция

Типы соединений и компонентов, которые должны использоваться вдоль оси вала, продиктованы функциональными требованиями продукта и зависят от следующих факторов

— Величина крутящего момента
— Размер вала
— Скорость вращения
— Направление вращения

Муфты

Муфты, также известные как муфты валов, используются для соединения двух концов валов вместе для передачи углового вращения и крутящего момента. Основное требование к конструкции муфты и ее удерживающих устройств заключается в том, что номинальный крутящий момент должен передаваться без проскальзывания, преждевременного выхода из строя или, в некоторых случаях, он должен выдерживать перекос.

Жесткие и гибкие муфты

Механические муфты для передачи энергии обычно делятся на две большие категории

  • Муфта жесткая
  • Эластичная муфта

Жесткие муфты просты, удобны в конструкции и сравнительно дешевы, хотя требуют точной центровки валов, тогда как гибкие муфты могут компенсировать перекос валов.

Силовые винты

Силовой винт, также известный как ходовой винт (или ходовой винт) и винт для перемещения, представляет собой винт, используемый в качестве элемента связи для передачи энергии в инженерном изделии, таком как машина, для преобразования вращательного движения в поступательное.Большая площадь скользящего контакта между охватываемой и охватывающей частью резьбы винта обеспечивает большое механическое преимущество за счет малого угла клина.

Силовой винт

Силовые винты имеют множество применений, таких как линейные ходовые винты, машинные суппорты, тиски, винтовые домкраты, механические механизмы управления прессом и т. Д. Наиболее распространенные устройства устроены так, что силовой винт вращается, а гайка переводится в линейное движение вдоль винтов. Но он также используется в противоположной ориентации, такой как винтовой домкрат, где гайка вращается, а винт движется линейно, чтобы поднять домкрат.

Они не используются для передачи большой мощности из-за больших потерь энергии на трение на резьбе винта, но используются в прерывистой передаче малой мощности, например, в позиционерах с низкой точностью.


Шестерни и зубчатые передачи

Зубчатые передачи — это несколько комплектов шестерен, передающих мощность. Зубчатая передача — это система механической передачи энергии, в которой шестерни установлены на валах, так что зубья сопряженных шестерен входят в зацепление и каждое перекатывается друг на друга по диаметру делительной окружности.

Зубчатые передачи и зубчатые передачи

Передаточное число и механическое преимущество сопряженных шестерен определяются соотношением диаметров делительной окружности.

Тормоза и сцепления

Теоретически тормоза и муфты почти неразличимы, хотя функционально муфты представляют собой муфты, которые используются для включения и отключения передаваемой мощности между двумя соединительными валами, вращающимися с разными скоростями на общей оси. Основная функция муфты — привести оба элемента к общей угловой скорости.

тормоза и сцепления

Тормоз работает аналогичным образом, за исключением того, что один из элементов является фиксированным, поэтому при срабатывании общая угловая скорость равна нулю.

Хотя тормоза и сцепления известны своим автомобильным применением, они также широко используются в лебедках, косилках, подъемниках, стиральных машинах, тракторах, мельницах, лифтах и ​​экскаваторах.

Сцепления

Механические муфты можно классифицировать и различать различными способами в зависимости от типа включения, принципа действия, типа срабатывания и метода работы

Вид участия Принцип действия Тип срабатывания Метод работы
Муфты принудительного привода Муфты замыкающие Гидравлическое управление Сухое сцепление
Муфты фрикционные Муфты размыкания Пневматический Мокрое сцепление
Механический
Муфты электромагнитные

Важные моменты, которые необходимо учитывать
  • Передаваемый крутящий момент
  • Управляющая сила
  • Энергетические потери
  • Повышение температуры
Тормоза

Как и сцепления, бывают механические, гидравлические, пневматические и электрические тормоза.

Его можно классифицировать по назначению:

  • Блокировка тормозов, стопорные тормоза
  • Тормоза регулирующие
  • Динамометрические тормоза

Некоторые из распространенных типов тормозов:

  • Тормоза колодочные
  • Ленточная выпечка
  • Тормоза дисковые
  • Тормоза барабанные

Ремни, тросы и шкивы

Ремни и шкивы используются, когда расстояние между валами слишком велико для использования шестерен.

ремни, тросы и шкивы

Цепи и звездочки

Цепи

используются для низкоскоростных приложений, где расстояние между валами слишком велико для использования зубчатых передач, а ремни будут поддерживать крутящий момент, который необходимо передавать. Они также являются хорошим способом передачи энергии, когда требуются точные соотношения скоростей

цепи и звездочки

Совет по дизайну: звездочки с нечетным числом зубьев изнашиваются медленнее, чем звездочки с четным числом зубцов.

Руководство по выбору редукторов и редукторов

: типы, характеристики, применение

Редукторы и редукторы, также называемые редукторами или редукторами скорости, представляют собой устройства передачи энергии, в которых используется зубчатая передача в закрытом корпусе для передачи энергии, увеличения крутящего момента и снижения скорости от одного устройства к другому.

Редукторы и редукторы состоят из шестерен, расположенных в корпусе, с возможностью присоединения к входному приводу (двигателю или ведущему валу) и выходному компоненту (обычно валу). Конфигурации входных и выходных соединений для редукторов и редукторов включают сплошной вал, полый вал и встроенную муфту.

Шестерни установлены на валах, которые поддерживаются подшипниками качения и вращаются через них. Коробка передач — это механический метод передачи энергии от одного устройства к другому, который используется для увеличения крутящего момента при снижении скорости.Крутящий момент — это сила, возникающая при изгибе или скручивании твердого материала. Этот термин используется как синоним трансмиссии.

Коробка передач, расположенная в точке соединения приводного вала, часто используется для изменения направления под прямым углом, как это наблюдается в роторной косилке или вертолете. Каждый блок изготавливается с определенной целью, а используемое передаточное число рассчитано на обеспечение требуемого уровня силы. Это соотношение является фиксированным и не может быть изменено после создания коробки.Единственная возможная модификация постфактум — это регулировка, которая позволяет увеличить скорость вала вместе с соответствующим уменьшением крутящего момента.

В ситуации, когда требуется несколько скоростей передачи, можно использовать коробку передач с несколькими передачами для увеличения крутящего момента при снижении выходной скорости. Эта конструкция обычно используется в автомобильных трансмиссиях. Тот же принцип можно использовать для создания повышающей передачи, которая увеличивает выходную скорость при уменьшении крутящего момента.

Анимация дизайна коробки передач Видео предоставлено: Фарис Аль-Галиб через YouTube

Компоненты

  • Шестерни
  • Подшипники качения (роликоподшипники и / или шариковые подшипники)
  • Валы для соединения шестерен с корпусом, а также для соединения коробки передач или редуктора с приводным устройством и ведомым элементом
  • Корпус или кожух для шестерен, подшипников и валов.
    • Корпус может иметь фланцы для крепления двигателя, машины или другого узла. Корпус может иметь монтажные отверстия для крепления редуктора к машине или другому узлу.
    • Он обеспечивает структурную опору для подшипников вала. Это, в свою очередь, помогает при загрузке шестерен.
    • Он передает реакцию механического вращения (крутящий момент) на другую опорную конструкцию коробки передач или элементы привода.
    • Предотвращает растекание смазки, а также предотвращает попадание нежелательных частиц в редуктор.
    • Это средство безопасности и снижает интенсивность шума.
    • Уменьшает количество тепла, выделяемого из-за внутреннего трения.
    • Повышает визуальные качества коробки передач.

Материалы

  • Материал зубчатых колес обычно — чугун или сталь.
  • Материал вала — обычно сталь.
  • Корпус коробки передач обычно изготавливается из чугуна, стали или алюминия. Корпус может быть отлитым или обработанным.

Покупка коробки передач

Прежде чем покупать коробку передач, самое главное — убедиться в ее требованиях.Лучший выбор коробки передач соответствует требованиям покупателя. Такой успешный выбор может быть достигнут путем согласования требований системы передачи мощности с конкретным диапазоном коробок передач, предлагаемых производителями. Покупателям рекомендуется иметь представление о системе и доступном на рынке оборудовании.

Покупатель может рассмотреть:

Кредит стола: Gears Hub

Типы

Доступны несколько различных типов и комбинаций редукторов и редукторов.

Зубчатые передачи

Коническая шестерня — это шестерня, которая находится в зацеплении с другой конической шестерней таким образом, что валы могут образовывать угол менее 180 °.

Цилиндрические шестерни соединяются с параллельными валами. Эвольвентные зубья косозубых шестерен нарезаны под углом к ​​оси вращения. Если в зубчатом зацеплении редуктора есть две ответные косозубые шестерни, то они должны иметь одинаковый угол наклона винтовой линии, но противоположные стрелки.

Прямозубые шестерни — это прямозубые шестерни с радиальными зубьями, которые передают мощность и движение между параллельными осями.

Планетарные передачи имеют две или более малых шестерен, которые установлены либо снаружи, либо внутри большой и большой шестерни. Большого передаточного числа можно достичь с помощью планетарной передачи. Выходное вращение происходит в том же направлении, что и входное вращение.

Циклоидальные шестерни используются в парном исполнении и расположены таким образом, чтобы образованный ими угол был равен 180 °. Причина образования 180 ° заключается в обеспечении баланса нагрузки, и эти шестерни приводятся в движение множеством коленчатых валов.Имеется несколько валов для распределения нагрузки и повышения прочности при скручивании.

Червячные передачи — это цилиндрические шестерни со спиральной резьбой, которые приводят в движение сопряженные червячные колеса в системах с высокими редукторами. Они действуют на непересекающихся перпендикулярных осях.

Дополнительные договоренности

Гармоническая передача использует вложенную шестерню в круговой шлицевой шлице, причем внутренняя шестерня является гибкой и содержит на два зубца меньше. Каждый поворот внутренней части перемещает гибкую шестерню против часовой стрелки на круглом шлице

.

Гипоидная передача — это прямоугольный непересекающийся привод, использующий ведущую шестерню (напоминающую червяк), смещенную от центра ведомой шестерни.

Центровка вала

При параллельном рядном соединении (просто рядном) входной (ведущий) вал и выходной (ведомый) валы могут быть соединены воображаемой осевой линией, проходящей через центр каждого вала под углом 0 °.

При выравнивании с параллельным смещением входной (ведущий) вал и выходной (ведомый) валы параллельны. Однако они находятся в коробке передач на разной высоте над горизонтом.

При центрировании под прямым углом входной (ведущий) вал и выходной (ведомый) валы перпендикулярны друг другу.Чаще всего это встречается с редукторами с червячной передачей.

Валы с неперпендикулярным углом встречаются редко. При таком выравнивании входной (ведущий) вал и выходной (ведомый) валы не перпендикулярны друг другу, а расположены под углом.

Технические характеристики

Особенно важно учитывать передаточное число и крутящий момент, необходимые для каждого применения.

Передаточное число обычно задается как X: 1, где X — целое число. Чтобы облегчить нагрузку на нашу поисковую систему, это соотношение вводится как X / 1 или X.Поэтому передаточное число 5: 1 вводится как 5. Передаточное число 5: 1 означает, что входная мощность двигателя 1750 об / мин преобразуется в 350 об / мин.

Выходной крутящий момент — это мера угловой силы, которая вызывает вращательное движение. Крутящий момент — это реальное значение для выходной спецификации. Выходная мощность в лошадиных силах не имеет большого значения для приложения.

Входная мощность — это номинальная входная мощность редуктора, которая представляет собой максимальный размер первичного двигателя, для работы с которым редуктор предназначен.

Превышение максимальной входной скорости может привести к «взбиванию» масла, что отрицательно скажется на сроке службы редуктора.

Характеристики

Несколько выходных валов могут приводиться в движение одним входным валом. Выходные валы обычно параллельные и рядные. Однако существуют некоторые уникальные конфигурации, которые позволяют приводить смещенные валы с разной скоростью.

Опорный рычаг предотвращает вращение корпуса редуктора при отсутствии базовых опор или фланцев.

Приложения

Редукторы

используются для многих приложений, включая станки, обрабатывающее и другое промышленное оборудование, конвейеры, смесители, экструдеры, ветряные турбины, лебедки, краны, трубопроводы, сельскохозяйственное оборудование и многие другие приложения для передачи мощности вращательного движения, которые требуют изменения требований к крутящему моменту и скорости. .

Ресурсы

Wisegeek

Агроинженеры

Изображение предоставлено:

Бранхам, W.C. Inc. | ATLANTA Drive Systems, Inc. | США Tsubaki Power Transmission, LLC


Читайте отзывы пользователей о коробках передач и редукторах

типов шестерен | KHK Шестерни

Типы шестерен


Шестерни разные

Существует много типов шестерен, например прямозубые, косозубые, конические, червячные, зубчатые рейки и т. Д.Их можно в целом классифицировать, глядя на положения осей, таких как параллельные валы, пересекающиеся валы и непересекающиеся валы.

Необходимо точно понимать различия между типами шестерен, чтобы обеспечить передачу необходимой силы в механических конструкциях. Даже после выбора общего типа важно учитывать такие факторы, как: размеры (модуль, количество зубьев, угол наклона спирали, ширина торца и т. Д.), Стандарт класса точности (ISO, AGMA, DIN), необходимость шлифования зубьев. и / или термообработка, допустимый крутящий момент, КПД и т. д.

Помимо этой страницы, мы представляем более подробную техническую информацию о редукторе в разделе «Знание передач» (отдельная страница в формате PDF). В дополнение к списку, приведенному ниже, каждый раздел, например червячная передача, реечная шестерня, коническая шестерня и т. Д., Имеет собственное дополнительное объяснение, касающееся соответствующего типа шестерни. Если PDF-файл просматривать затруднительно, обратитесь к этим разделам.

Лучше всего начать с общих знаний о типах шестерен, как показано ниже. Но помимо них есть и другие типы, такие как торцовая шестерня, елочка (двойная косозубая шестерня), коронная шестерня, гипоидная шестерня и т. Д.

  • Цилиндрические зубчатые колеса

    Зубчатые колеса с цилиндрическими делительными поверхностями называются цилиндрическими зубчатыми колесами. Цилиндрические зубчатые колеса относятся к группе зубчатых колес с параллельными валами и представляют собой цилиндрические зубчатые колеса с прямой линией зубьев, параллельной валу. Цилиндрические зубчатые колеса являются наиболее широко используемыми зубчатыми колесами, которые могут обеспечить высокую точность при относительно простых производственных процессах. Они обладают отсутствием нагрузки в осевом направлении (осевая нагрузка). Большая из пары зацеплений называется шестерней, а меньшая — шестерней.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать цилиндрические зубчатые колеса

    Эскиз прямозубой шестерни
  • Helical Gear

    Цилиндрические зубчатые колеса используются с параллельными валами, аналогично цилиндрическим зубчатым колесам, и представляют собой цилиндрические зубчатые колеса с кривыми зубьями. У них лучшее зацепление зубьев, чем у прямозубых шестерен, они обладают превосходной бесшумностью и могут передавать более высокие нагрузки, что делает их пригодными для применения на высоких скоростях. При использовании косозубых шестерен они создают осевую силу в осевом направлении, что требует использования упорных подшипников.Цилиндрические шестерни бывают с правым и левым скручиванием, требуя встречных шестерен для зацепляющейся пары.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать косозубые шестерни

    Эскиз косозубой шестерни
  • Зубчатая рейка

    Зубья одинакового размера и формы, нарезанные на равные расстояния вдоль плоской поверхности или прямого стержня, называются зубчатой ​​рейкой. Зубчатая рейка представляет собой цилиндрическую шестерню с бесконечным радиусом шагового цилиндра. Зацепившись с цилиндрической шестерней, он преобразует вращательное движение в поступательное.Зубчатые рейки можно разделить на прямые зубчатые рейки и косозубые зубчатые рейки, но обе зубчатые рейки имеют прямые линии. Обрабатывая концы зубчатых реек, можно стыковать зубчатые рейки встык.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать зубчатую стойку

    Эскиз зубчатой ​​рейки
  • Коническая шестерня

    Коническая шестерня имеет коническую форму и используется для передачи усилия между двумя валами, которые пересекаются в одной точке (пересекающиеся валы).Коническая шестерня имеет конус в качестве передней поверхности, а ее зубья нарезаны по конусу. Типы конических зубчатых колес включают прямые конические зубчатые колеса, косозубые конические зубчатые колеса, спирально-конические зубчатые колеса, косозубые зубчатые колеса, угловые конические зубчатые колеса, коронные зубчатые колеса, конические зубчатые колеса с нулевым диаметром и гипоидные зубчатые колеса.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать конические шестерни

    Эскиз конической шестерни
  • Спирально-коническая шестерня

    Спирально-коническая шестерня — это коническая шестерня с изогнутыми зубьями. Благодаря более высокому коэффициенту контакта зубьев они превосходят прямые конические шестерни по эффективности, прочности, вибрации и шуму.С другой стороны, их труднее производить. Кроме того, поскольку зубья изогнуты, они создают осевые силы в осевом направлении. В спирально-конических зубчатых колесах зубчатая передача с нулевым углом закручивания называется конической шестерней с нулевым углом поворота.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать спиральные конические шестерни

    Эскиз спирально-конической шестерни
  • Винтовая шестерня

    Винтовая шестерня — это пара одинаковых ручных косозубых шестерен с углом поворота 45 ° на непараллельных, непересекающихся валах.Поскольку контакт зубьев является точечным, их грузоподъемность мала, и они не подходят для передачи большой мощности. Поскольку мощность передается за счет скольжения поверхностей зубьев, необходимо обращать внимание на смазку при использовании винтовых передач. Нет никаких ограничений по сочетанию количества зубов.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать винтовые шестерни

    Эскиз винтовой шестерни
  • Miter Gear

    Miter Gear — конические шестерни с передаточным числом 1.Они используются для изменения направления передачи мощности без изменения скорости. Есть прямая и спирально-угловая шестерни. При использовании спирально-угловых шестерен необходимо рассмотреть возможность использования упорных подшипников, поскольку они создают осевое усилие в осевом направлении. Помимо обычных косозубых шестерен с углами вала 90 °, косые шестерни с любыми другими углами вала называются угловыми косозубыми шестернями.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать Miter Gears

    Эскиз митры шестерен
  • Червячная передача

    Винт, вырезанный на валу, — это червяк, сопряженная шестерня — это червячное колесо, а вместе на непересекающихся валах называется червячной передачей.Червяки и червячные колеса не ограничиваются цилиндрическими формами. Есть песочные часы, которые могут увеличить коэффициент контакта, но производство становится более трудным. Из-за скользящего контакта поверхностей шестерен необходимо уменьшить трение. По этой причине для червяка обычно используется твердый материал, а для червячного колеса — мягкий материал. Несмотря на низкую эффективность из-за скользящего контакта, вращение происходит плавно и тихо. Когда угол подъема червяка мал, он создает функцию самоблокировки.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать червячные передачи

    Эскиз червячной передачи
  • Внутренняя шестерня

    Внутренняя шестерня имеет зубья, нарезанные внутри цилиндров или конусов, и соединена с внешними шестернями. В основном внутренние шестерни используются для планетарных зубчатых передач и зубчатых муфт валов. Существуют ограничения в количестве различий между зубьями между внутренними и внешними зубчатыми колесами из-за эвольвентного натяга, трохоидного натяга и проблем триммирования.Направления вращения внутреннего и внешнего зубчатых колес в зацеплении одинаковы, тогда как они противоположны, когда два внешних зубчатых колеса находятся в зацеплении.
    Нажмите здесь, чтобы выбрать внутренние шестерни

    Эскиз внутренней шестерни

Что такое шестерня?

Зубчатая передача — это элемент механизма, в котором зубья нарезаны вокруг цилиндрических или конусообразных поверхностей с равным интервалом. Соединяя пару этих элементов, они используются для передачи вращений и сил от ведущего вала к ведомому валу.Шестерни можно разделить по форме на эвольвентные, циклоидальные и трохоидальные. Кроме того, они могут быть классифицированы по положению вала как шестерни с параллельными валами, шестерни с пересекающимися валами и шестерни с непараллельными и непересекающимися валами. История шестеренок давняя, и использование шестерен уже появилось в Древней Греции до нашей эры. в сочинении Архимеда.


Ящик для образцов различных типов шестерен


Обзор шестерен

(Важная терминология и номенклатура передач на этом рисунке)

  • Червь
  • Колесо червячное
  • Внутренняя шестерня
  • Зубчатая муфта
  • Шестерня винтовая
  • Эвольвентные шлицевые валы и втулки
  • Торцовочная шестерня
  • Цилиндрическая шестерня
  • Цилиндрическая шестерня
  • Трещотка
  • Собачка
  • Стеллаж
  • Шестерня
  • Шестерня прямая коническая
  • Спирально-коническая шестерня

Есть три основных категории шестерен в соответствии с ориентацией их осей

Конфигурация:

  1. Параллельные оси / прямозубая шестерня, косозубая шестерня, зубчатая рейка, внутренняя шестерня
  2. Пересекающиеся оси / угловая шестерня, прямая коническая шестерня, спирально-коническая шестерня
  3. Непараллельные, непересекающиеся оси / винтовая передача, червячная передача, червячная передача (червячное колесо)
  4. Другое / Эвольвентный шлицевой вал и втулка, зубчатая муфта, собачка и трещотка

Разница между шестерней и звездочкой

Проще говоря, шестерня зацепляется с другой шестерней, в то время как звездочка зацепляется с цепью и не является шестерней.Помимо звездочки, предмет, который чем-то похож на шестеренку, представляет собой храповик, но его движение ограничено одним направлением.

Классификация типов шестерен с точки зрения позиционных соотношений присоединяемых валов

  1. Когда два вала шестерен параллельны (параллельные валы)
    Цилиндрическая шестерня, рейка, внутренняя шестерня, косозубая шестерня и т. Д.
    Обычно они имеют высокий КПД трансмиссии.
  2. Когда два вала шестерен пересекаются друг с другом (пересекающиеся валы)
    Коническая шестерня относится к этой категории.
    Обычно они обладают высокой эффективностью передачи.
  3. Когда два вала шестерен не параллельны или не пересекаются (смещенные валы)
    Червячная передача и винтовая передача относятся к этой группе.
    Из-за скользящего контакта эффективность передачи относительно низкая.

Класс точности шестерен

Когда типы шестерен группируются по точности, используется класс точности. Класс точности определяется стандартами ISO, DIN, JIS, AGMA и т. Д.Например, JIS определяет погрешность шага каждого класса точности, погрешность профиля зуба, отклонение спирали, погрешность биения и т. Д.

Наличие зубошлифовальной

Наличие шлифовки зубьев сильно влияет на работоспособность шестерен. Следовательно, при рассмотрении типов шестерен шлифование зубьев является важным элементом, который следует учитывать. Шлифовка поверхности зубьев делает шестерни более тихими, увеличивает передаточную способность и влияет на класс точности. С другой стороны, добавление процесса шлифования зубьев увеличивает стоимость и подходит не для всех шестерен.Чтобы добиться высокой точности, кроме шлифовки, существует процесс, называемый бритьем с использованием бритвенных ножей.

Виды формы зуба

Чтобы широко классифицировать типы зубчатых колес по их форме зуба, различают эвольвентную форму зуба, циклоидную форму зуба и трохоидную форму зуба. Среди них чаще всего используется эвольвентная форма зуба. Их легко производить, и они обладают способностью правильно соединяться, даже когда расстояние между центрами немного отклоняется. Циклоидная форма зуба в основном используется в часах, а трохоидная форма зуба — в насосах.

Создание шестерен

Эта статья воспроизводится с разрешения автора.
Масао Кубота, Хагурума Ньюмон, Токио: Ohmsha, Ltd., 1963.

Зубчатые колеса — это колеса с зубьями, которые иногда называют зубчатыми колесами.

Шестерни — это механические компоненты, которые передают вращение и мощность от одного вала к другому, если каждый вал имеет выступы (зубья) соответствующей формы, равномерно распределенные по его окружности, так что при вращении следующий зуб входит в пространство между зубьями другого. вал.Таким образом, это компонент машины, в котором вращательная сила передается поверхностью зуба первичного двигателя, толкающей поверхность зуба ведомого вала. В крайнем случае, когда одна сторона представляет собой линейное движение (это можно рассматривать как вращательное движение вокруг бесконечной точки), это называется стойкой.

Существует множество способов передачи вращения и мощности от одного вала к другому, например, посредством трения качения, передачи намотки и т. Д. Однако, несмотря на простую конструкцию и относительно небольшой размер, шестерни имеют много преимуществ, таких как надежность передачи, точное угловое соотношение скорости, длительный срок службы и минимальные потери мощности.

От небольших часов и прецизионных измерительных приборов (приложения для передачи движения) до больших шестерен, используемых в морских системах передачи (приложения для передачи энергии), шестерни широко используются и считаются одним из важных механических компонентов наряду с винтами и подшипниками.

Есть много типов шестерен. Однако самые простые и часто используемые шестерни — это те, которые используются для передачи определенного передаточного числа между двумя параллельными валами на определенном расстоянии.В частности, наиболее популярными являются зубчатые колеса, зубья которых параллельны валам, как показано на рис. 1.1, так называемые цилиндрические зубчатые колеса.


[Рисунок 1.1 Цилиндрические зубчатые колеса]

Самым простым способом передачи определенного отношения угловой скорости между двумя параллельными валами является привод трения качения. Это достигается, как показано на рисунке 1.2, за счет наличия двух цилиндров с диаметрами, обратными передаточному отношению, находящихся в контакте и вращающихся без проскальзывания (если два вала вращаются в противоположных направлениях, контакт находится снаружи; направление, контакт внутри).То есть вращение достигается за счет силы трения в контакте качения. Однако избежать некоторого пробуксовки невозможно и, как следствие, нельзя надеяться на надежную передачу. Для получения большей передачи мощности требуются более высокие контактные силы, что, в свою очередь, приводит к высоким нагрузкам на подшипники. По этим причинам такая конструкция не подходит для передачи большого количества энергии. В результате была изобретена идея создания подходящей формы зубьев, равномерно расположенных на поверхностях качения цилиндров таким образом, чтобы по меньшей мере одна пара или более зубцов всегда находились в контакте.Сдвигая зубья ведомого вала зубьями ведущего вала, обеспечивается надежная передача. Это называется цилиндрической шестерней, а контрольный цилиндр, на котором вырезаны зубья, — это цилиндр шага. Прямозубые цилиндрические шестерни — это один из видов цилиндрических шестерен.


[Рисунок 1.2 Шаговые цилиндры]

При пересечении двух валов ориентирами для нарезания зубьев служат конусы, контактирующие при качении. Это конические шестерни, как показано на рисунке 1.3, где основной конус, на котором вырезаны зубья, называется продольным конусом. (Рисунок 1.4).


[Рисунок 1.3 Конические шестерни]


[Рисунок 1.4 Шаговые конусы]

Когда два вала не параллельны и не пересекаются, искривленных поверхностей, контактирующих с качением, не существует. В зависимости от типа шестерен зубья создаются на паре опорных контактирующих вращающихся поверхностей. Во всех случаях необходимо настроить профиль зуба таким образом, чтобы относительное движение контактирующих поверхностей шага соответствовало относительному движению зацепления зубьев на контрольных криволинейных поверхностях.

Когда шестерни рассматриваются как твердые тела, для того, чтобы два тела могли поддерживать заданное передаточное отношение угловой скорости, находясь в контакте на поверхностях зубьев, не сталкиваясь друг с другом и не разделяясь, необходимо, чтобы общие нормальные составляющие скорости передачи две шестерни в точке контакта должны быть равны. Другими словами, в этот момент нет относительного движения поверхностей шестерни в направлении общей нормали, а относительное движение существует только вдоль контактной поверхности в точке контакта.Это относительное движение есть не что иное, как скольжение поверхностей шестерен. Поверхности зубьев, за исключением особых точек, всегда связаны с так называемой передачей скользящего контакта.

Для того, чтобы формы зуба удовлетворяли условиям, как объяснено выше, использование огибающей поверхности может привести к желаемой форме зуба в качестве общего метода.

Теперь укажите одну сторону поверхности шестерни A как криволинейную поверхность FA и задайте обеим шестерням заданное относительное вращение.Затем в системе координат, прикрепленной к зубчатому колесу В, рисуется группа последовательных положений поверхности зубчатого колеса FA. Теперь подумайте об огибающей этой группы кривых и используйте ее как поверхность FB зубьев шестерни B. Тогда из теории огибающих поверхностей ясно, что две поверхности зубчатых колес находятся в постоянном линейном контакте, и эти две шестерни будут иметь желаемое относительное движение.

Также возможно привести к форме зубов следующим методом. Рассмотрим, помимо пары шестерен A и B с заданным относительным движением, третью воображаемую шестерню C в зацеплении, где A и B находятся в зацеплении, и придайте ей поверхность FC произвольной формы (изогнутая поверхность только без тела зуба) и соответствующее относительное движение.

Теперь, используя тот же метод, что и раньше, из воображаемого зацепления шестерни A с воображаемой шестерней C, получим форму зуба FA как огибающую формы зуба FC. Обозначим линию соприкосновения поверхностей зубьев FA и FC как IAC. Аналогичным образом получают контактную линию IBC и поверхность FB зуба из воображаемого зацепления шестерни B и воображаемой шестерни C. Таким образом, поверхности FA и FB зубьев получаются посредством FC. В этом случае, если линии контакта IAC и IBC совпадают, шестерни A и B находятся в прямом контакте, а если IAC и IBC пересекаются, шестерни A и B будут иметь точечный контакт на этом пересечении.

Это означает, что с помощью этого метода можно получить формы зубьев с точечным контактом, а также формы зубьев с линейным контактом.

Однако существуют ограничения для геометрически полученных форм зубьев, как объяснено выше, особенно когда тела зубьев поверхностей FA и FB вторгаются друг в друга или когда эти области не могут использоваться в качестве зубных форм. Это вторжение одного тела зуба в другой называется интерференцией профилей зубов.

Как видно из приведенного выше объяснения, теоретически существует множество способов изготовления зубных форм, которые создают заданное относительное движение.Однако в действительности учет зубчатого зацепления, прочности формы зуба и сложности нарезания зуба ограничит использование таких форм зубьев до нескольких.

Технические данные Free Gear доступны в формате PDF

KHK предлагает бесплатно книгу «Технические данные редуктора» в формате PDF. Эта книга очень полезна для изучения шестерен и передач. В дополнение к типам зубчатых колес и терминологии зубчатых колес в книгу также включены разделы, касающиеся профиля зуба, расчетов размеров, расчетов прочности, материалов и термической обработки, идей о смазке, шума и т.Из этой книги вы узнаете много нового о снаряжении.

Способы использования шестерен в ситуациях механического проектирования

Шестерни в основном используются для передачи энергии, но, согласно идеям, их можно использовать в качестве элементов машин по-разному. Ниже представлены некоторые способы.

  1. Захватывающий механизм
    Используйте две прямозубые шестерни одинакового диаметра в зацеплении, чтобы при реверсировании ведущей шестерни ведомая шестерня также реверсировалась. Используя это движение, вы можете получить механизм захвата обрабатываемой детали.За счет регулировки угла раскрытия захватного кулачка можно разместить заготовки различных размеров, что обеспечивает универсальную конструкцию захватного механизма.
  2. Механизм прерывистого движения
    Существует Женевский механизм как механизм прерывистого движения. Однако из-за необходимости в специализированных механических компонентах цена на него высока. Используя шестерни с отсутствующими зубьями, можно получить недорогой и простой прерывистый механизм.
    Под отсутствующими зубьями шестерни мы понимаем шестерню, у которой любое количество зубьев шестерни удалено от корней.Шестерня, которая сопряжена с шестерней с отсутствующими зубьями, будет вращаться до тех пор, пока она находится в зацеплении, но остановится, как только встретит часть с отсутствующими зубьями ведущей шестерни. Однако у него есть недостаток, заключающийся в том, что он переключается при приложении внешней силы, когда шестерни выключены. В этих случаях необходимо поддерживать его положение, например, с помощью фрикционного тормоза.
  3. Специальный механизм передачи мощности
    Установив одностороннюю муфту (механизм, который позволяет вращательное движение только в одном направлении) на одной ступени зубчатой ​​передачи редуктора скорости, вы можете создать механизм, который передает движение в одном направлении, но на холостом ходу. наоборот.
    Используя этот механизм, вы можете создать систему, которая управляет двигателем, когда электроэнергия включена, но когда мощность отключается, он перемещает выходной вал за счет силы пружины.
    За счет внутренней установки пружины (спиральной пружины кручения или спиральной пружины), которая наматывается в направлении вращения в зубчатой ​​передаче, редуктор скорости приводится в действие по мере наматывания пружины. Когда пружина полностью заведена, двигатель останавливается, и встроенный в двигатель электромагнитный тормоз удерживает это положение.
    Когда электричество отключается, тормоз отпускается, и сила пружины приводит в движение шестерню в направлении, противоположном тому, когда двигатель работал.Этот механизм используется для закрытия клапанов при потере питания (аварийный) и называется «аварийным запорным клапаном с пружинным возвратом».

Почему сложно получить необходимые шестерни?

Нет стандарта на саму шестерню

Зубчатые передачи используются во всем мире с древних времен во многих сферах применения и являются типичными компонентами элементов машин. Однако, что касается класса точности шестерен, в различных странах существуют промышленные стандарты, такие как AGMA (США), JIS (Япония), DIN (Германия) и т. Д.С другой стороны, нет стандартов в отношении факторов, которые в конечном итоге определяют [саму зубчатую передачу], таких как ее форма, размер, диаметр отверстия, материал, твердость и т. Д. В результате нет единого подхода, но это сбор фактических спецификаций зубчатых колес, выбранных отдельными дизайнерами, которые подходят для дизайна их машин или тех, которые определены отдельными производителями зубчатых передач.

Существует множество спецификаций передач

Как упоминалось выше, существует множество спецификаций передач.За исключением очень простых шестерен, не будет преувеличением сказать, что существует столько же видов, сколько и мест, где используются шестерни. Например, среди многих шестерен, когда угол давления, шаг зуба и количество зубьев совпадают, есть много других спецификаций, которые определяют шестерни, такие как размер отверстия, ширина торца, термообработка, окончательная твердость, шероховатость поверхности после шлифования, наличие вала и т. д. Можно сказать, что вероятность того, что две шестерни будут совместимы, мала.Это одна из причин, почему (например, при поломке шестерни) трудно получить замену.

Невозможно получить желаемые передачи

Иногда случается, что вы не можете получить замену изношенной или сломанной шестерни в том месте, где используется машина. В этом случае в большинстве случаев нет проблем, если есть руководство или список деталей для машины, который содержит чертеж, необходимый для изготовления шестерни. Также нет проблем, если есть возможность связаться с производителем машины и что производитель может поставить необходимое снаряжение.К сожалению, во многих случаях:
— В руководстве станка не показан чертеж шестерни как таковой
— Невозможно получить только шестерню от производителя станка и т. Д.
По этим причинам трудно получить необходимую механизм. В этих случаях возникает необходимость составить производственный чертеж сломанной шестерни. Это часто бывает сложно без специальных знаний в области техники. Ситуация часто бывает такой же сложной для производителей зубчатых колес из-за недостатка данных о них.Кроме того, для создания чертежа из сломанного механизма требуется много инженерных кадров, и это поднимает вопрос о том, кто будет нести эти затраты.

Когда требуется только одна шестерня, стоимость производства высока

Когда машина, использующая шестерню, производится серийно, то также и шестерня, которая изготавливается для определенного размера партии, что позволяет распределять удельную стоимость шестерни за счет экономии на масштабе. С другой стороны, пользователи, использующие станок после того, как он был изготовлен, и когда одна или две шестерни нуждаются в замене, они часто сталкиваются с высокими производственными затратами, из-за чего стоимость окончательного ремонта иногда бывает очень высокой.Короче говоря, разница в двух методах производства (массовое или мелкосерийное) сильно влияет на стоимость снаряжения. Например, покупка 300 зубчатых колес за один выстрел для проекта по производству нового оборудования (изготовление 300 зубчатых колес в одной партии) по сравнению с покупкой одного запасного зубчатого колеса позже (с производственной партией в 1 штуку) имеет огромную разницу в стоимости единицы продукции. Такая же ситуация на этапе проектирования новой машины, когда для прототипа требуется одна шестерня с такой же высокой стоимостью.

Возможность использования стандартных передач

При разработке новой машины, если характеристики используемых шестерен могут быть согласованы со спецификациями стандартных шестерен изготовителя шестерен, упомянутые выше проблемы могут быть решены. Таким способом:

  • Вы можете избежать этапа конструирования новых шестерен при конструировании станка
  • Вы можете использовать 2D / 3D модели САПР, чертежи деталей для печати, расчеты прочности и т. Д., Предоставленные производителем зубчатых колес.
  • Даже если вам нужна только одна шестерня в качестве пробной, стандартные шестерни обычно производятся производителем серийно и по разумной цене
Вот некоторые из удобств, которыми вы можете воспользоваться.

Кроме того, если зубчатая передача в используемом механизме нуждается в замене, если ее технические характеристики аналогичны характеристикам редуктора, ее можно заменить на стандартную передачу отдельно или на стандартную передачу с дополнительной работой. В этой ситуации также можно избежать неудобств, связанных с выполнением следующих задач:

  • Посмотреть чертежи
  • Создание новых чертежей
  • Ищите подрядчика для изготовления шестерни
  • Примите высокую стоимость штучного производства

Ссылки по теме:
齿轮 的 种类 — 中文 页
Знать о типах шестерен и соотношениях между двумя валами
Номенклатура шестерен
Вычислитель шестерен
Типы и характеристики шестерен
Типы шестерен и терминология
Зубчатая рейка и шестерня

Что такое трансмиссия CVT?

CVT, или бесступенчатая трансмиссия, плавно переключается в бесконечном диапазоне эффективных передаточных чисел во время движения, в то время как другие виды механических трансмиссий предлагают фиксированное количество передаточных чисел и жесткие переключения между ними, как объясняется в Certified Transmission Repair.Системы трансмиссии CVT также известны как односкоростные, бесступенчатые и бесступенчатые трансмиссии.

Бесступенчатый вариатор обеспечивает беспрецедентную гибкость, позволяющую поддерживать постоянную угловую скорость независимо от выходной скорости. Кроме того, бесступенчатая трансмиссия обеспечивает плавное ускорение и повышенную экономию топлива.

История вариатора

Хотя вариатор только недавно приобрел популярность, с новыми инновациями, предлагающими большую эффективность, конструкция существовала веками — Леонардо Да Винчи разработал первый вариатор в 1490 году, хотя официально он не был запатентован до 1886 Даймлер и Бенц.

Впервые CVT получил известность в 1910 году, когда мотоциклы Zenit построили модель CVT, которая была настолько эффективной, что ее запретили участвовать в соревнованиях по восхождению на холмы. К концу 1980-х годов CVT вошел в массовое производство благодаря Subaru. В наши дни почти каждый производитель имеет хотя бы одну модель с бесступенчатой ​​коробкой передач.

Как работает вариатор?

В то время как традиционная трансмиссия использует широкий спектр сложных деталей для переключения между диапазоном предустановленных передач, большинство систем CVT работают через систему шкивов.Короче говоря, эта система состоит из конусов на каждом шкиве, соединенных цепным ремнем. Конусы могут перемещаться для увеличения или уменьшения диаметра ремня для изменения передаточных чисел, позволяя быстро переключаться на необходимое передаточное число для увеличения мощности и повышать экономию топлива.

Один шкив вариатора соединен с двигателем, а другой передает мощность на колеса. Ширина этих шкивов изменяется в зависимости от необходимой мощности; по мере того, как один становится больше, другой становится меньше. Это позволяет вариатору обеспечивать сильное и плавное ускорение, как объясняет CarFax .

Существует второй, менее распространенный тип вариатора, в котором используется серия дисков и роликов, но он работает по схожим принципам.

Хотя в вариаторе нет шестерен, некоторые имитируют более традиционное переключение передач. В этих трансмиссиях система ремня и шкива предназначена для перемещения в заданные точки с помощью традиционного рычага переключения передач или подрулевых переключателей на рулевом колесе.

Почему автопроизводители используют вариаторы?

Если трансмиссии CVT существовали так долго, почему они популярны только сейчас? Производители теперь понимают, что они, как правило, хорошо работают для своей основной клиентской базы.CVT получает как можно больше мощности от меньшего двигателя. Это делает ускорение более быстрым и отзывчивым, поэтому средний водитель получает больше удовольствия от движения.

Плюсы трансмиссии CVT

CVT предлагает ряд преимуществ среднему водителю.

  • Значительно улучшена экономия топлива. Современные гибриды используют вариатор для экономии топлива, и многие газовые модели с вариатором предлагают около 38 миль на галлон среднего седана.
  • В соответствии с сертификатом Сертифицированный ремонт трансмиссии с бесступенчатой ​​трансмиссией легче двигаться в гору.Типичная трансмиссия должна усерднее работать, чтобы найти правильное передаточное число для привода, тогда как CVT находит точное необходимое передаточное число почти сразу, позволяя двигателю беспрепятственно обеспечивать мощность без резкого переключения.
  • Поскольку здесь нет жесткого переключения передач, вариатор также позволяет вам наслаждаться плавным вождением и ускорением на любой скорости, как объясняет CarFax . Это также исключает резкое переключение на пониженную передачу, когда вы пытаетесь получить дополнительную мощность для проезда по шоссе.

    Трансмиссия CVT Минусы

    Хотя вариатор, безусловно, может многое предложить, у него есть некоторые недостатки по сравнению с традиционной трансмиссией, согласно Samarins .

    • CVT-системы, как правило, дороже традиционных аналогов.
    • Затраты на ремонт и замену также могут быть более дорогими, в размере нескольких тысяч долларов, вероятно, потому, что системы вариатора, как правило, не работают так долго, как традиционные системы. Они могут выйти из строя примерно на 100 000 миль, в то время как традиционная трансмиссия может прослужить вдвое больше.
    • Хотя вариатор отлично подходит для среднего водителя, он не предназначен для ситуаций с высокими эксплуатационными характеристиками, как объясняет Certified Transmission Repair .Бесступенчатые трансмиссии не справляются с возросшей мощностью, поэтому они не используются в спортивных купе и мощных автомобилях.
    • Как поясняет автомобильный инженер, восприятие шума водителем также сильно отличается от ступенчатой ​​автоматической или механической трансмиссии, что привело к относительно низкому восприятию.

      На что следует обращать внимание при покупке подержанного автомобиля с вариатором

      Перед покупкой подержанного автомобиля с вариатором вам необходимо провести дополнительное исследование, как рекомендовано Самаринс .Из-за расходов на замену вариатора обязательно пройдите тест-драйв, проведите осмотр и проверьте гарантию на него.

      Во время пробной езды обратите внимание на следующее:

      • Медленное переключение: хотя вам не нужно переключать вариатор с первой на вторую передачу, вам нужно переключаться между парковкой, движением и задним ходом. Если переключение трансмиссии занимает больше секунды или около того, это может указывать на неисправный вариатор, который может скоро выйти из строя.
      • Странные звуки: вариаторы естественно громче, чем их традиционные аналоги, но они не должны быть настолько громкими, чтобы жужжание и нытье были нормальным явлением.Если вы слышите чрезмерный шум при ускорении, это красный флаг.
      • Скольжение: при ускорении вы должны испытывать непрерывное плавное ускорение. Если он проскальзывает или на мгновение теряет мощность, вариатор неисправен.
      • Рывковое переключение: переключение никогда не должно вызывать рывков или сотрясений автомобиля.
      • Непостоянные обороты: вариатор должен оставаться постоянным, поэтому, если вы заметите колебания оборотов при движении с постоянной скоростью, это может указывать на проблему.
      • Грязная трансмиссионная жидкость: если трансмиссионная жидкость загрязнена, это может указывать на проблему с вариатором, среди других проблем.

        Трансмиссия CVT: итоги

        Трансмиссия CVT может улучшить впечатления среднего водителя в соответствии со стандартом Certified Transmission Repair . Это может повысить эффективность и помочь на крутых подъемах. Это особенно полезно в горных районах. Просто помните, что эти трансмиссии могут иметь высокую цену как при первоначальной покупке, так и при затратах на ремонт. Вот почему так важно убедиться, что на него распространяется гарантия.

        Как объясняет Edmunds , преимущество вариатора заключается в его простоте. По сравнению со сложным набором из сотен компонентов традиционной трансмиссии, вариатор состоит только из ремня, ведущего шкива, шкива измерения крутящего момента и нескольких микропроцессоров и датчиков. Это делает вариатор более адаптируемым, чем его традиционные аналоги, обеспечивая плавную езду и плавное ускорение, несмотря на меняющиеся дорожные условия.

        Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE техническим специалистом Дуэйн Саялун из YourMechanic.ком . Для получения отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .

        Источники:

        https://www.edmunds.com/car-technology/cvt-enters-the-mainstream.html

        https://certifiedtransmissionrepair.com/cvt-transmissions-pros-cons /

        https://www.caranddriver.com/features/a28200003/transmission-fluid-check/

        https: // www.samarins.com/check/cvt.html

        The continuously variable transmission (CVT)

        https://www.carfax.com/blog/CVT -pros-and-cons

        https://www.caranddriver.com/features/a15113275/how-cvt-transmissions-are-getting-their-groove-back-feature/

        Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io

        Основные зубчатые механизмы: 21 ступень (с изображениями)

        Как я упоминал ранее, зубчатые колеса могут использоваться для уменьшения или увеличения скорости или крутящего момента приводного вала. Чтобы приводить выходной вал с желаемой скоростью, вам необходимо использовать зубчатую передачу с определенным передаточным числом для вывода этой скорости.

        Передаточное число системы — это соотношение между скоростью вращения входного вала и скоростью вращения выходного вала.Есть несколько способов рассчитать это в системе с двумя передачами. Первый зависит от количества зубьев (N) на каждой шестерне. Для расчета передаточного числа (R) уравнение выглядит следующим образом:

        R = N2 N1

        Где N2 относится к количеству зубьев шестерни, соединенной с выходным валом, а N1 относится к то же самое на первичном валу. Левая шестерня на первом изображении выше имеет 16 зубьев, а правая шестерня — 32 зуба. Если левая шестерня — это первичный вал. тогда соотношение 32:16, которое можно упростить до 2: 1.Это означает, что на каждые 2 оборота левой шестерни правая шестерня совершает один оборот.

        Передаточное число также может быть рассчитано с использованием делительного диаметра (или даже радиуса) по тому же уравнению:

        R = D2 D1

        Где D2 — это делительный диаметр выходной шестерни, и D1 — это делительный диаметр входной шестерни.

        Передаточное число также может использоваться для определения выходного крутящего момента системы. Крутящий момент определяется как тенденция объекта вращаться вокруг своей оси; в основном вращающая сила вала.Вал с большим крутящим моментом может вращать более крупные предметы. Передаточное число R также равно отношению крутящего момента выходного вала к крутящему моменту входного вала. В приведенном выше примере, хотя шестерня с 32 зубьями вращается медленнее, она выдает вдвое большую мощность вращения, чем входной вал.

        В более крупной системе шестерен с несколькими шестернями и валами общее передаточное число системы по-прежнему равно отношению скоростей входного и выходного валов, только между ними больше валов. Чтобы рассчитать общее передаточное число, проще всего начать с определения передаточного числа каждого набора.Затем, начиная с набора, приводящего выходной вал, и работая в обратном направлении, вы можете умножить первое значение в передаточном числе (скорость входного вала) на значения, соответствующие передаточному отношению следующего набора шестерен, и использовать значение, полученное из входного скорость вала после умножения в качестве новой входной скорости для чистого передаточного числа. Это может немного сбивать с толку, поэтому ниже приведен пример.

        Допустим, у вас есть зубчатая передача, состоящая из трех наборов шестерен, одна из которых исходит от двигателя с соотношением 2: 1, а другая — от выходного вала первого набора с соотношением 3: 2, а следующая установить управляющий выход системы с другим соотношением 2: 1.Чтобы рассчитать передаточное число всей системы, вы должны начать с последнего передаточного числа 2: 1. Поскольку меньшая шестерня на наборе 3: 2 и большая шестерня на наборе 2: 1 в настоящее время «равны» из-за передаточных чисел, отношение входного вала второго набора шестерен к выходному валу всей системы составляет 3 : 1. Мы делаем это снова, умножая передаточное число первой установленной передачи на 3 (чтобы получить 6: 3) и комбинируя его с нашим чистым передаточным числом (в настоящее время 3: 1), чтобы получить общее передаточное число системы, 6: 1.

        Как это работает: Автоматические коробки передач

        Автоматическая коробка передач кажется довольно простой; в конце концов, вы просто помещаете его на Диск и вперед.Но, как и в случае с большинством автомобильных вещей, очень сложно сделать так, чтобы это выглядело просто.

        Двигатель содержит тяжелый вращающийся центральный цилиндр коленчатого вала, который обеспечивает вращение колес. «Обороты двигателя» — это скорость вращения коленчатого вала, измеряемая в оборотах в минуту или «об / мин». Большинство двигателей вырабатывают большую часть своей мощности в относительно узком диапазоне скоростей, но для управления автомобилем требуется более широкий диапазон. Трансмиссия является жизненно важным звеном, увеличивающим крутящий момент для ускорения после остановки или предотвращающим чрезмерную работу двигателя на скоростях шоссе.

        Автоматическая коробка передач использует датчики для определения момента переключения передач и переключает их с помощью внутреннего давления масла. Несмотря на то, что в трансмиссию встроено множество компонентов, и их фактическая работа немного сложнее, чем в упрощенной версии, представленной здесь, ключевыми компонентами являются преобразователь крутящего момента и планетарные редукторы.

        Шестерни внутри восьмиступенчатой ​​автоматической коробки передач, а также крыльчатка и турбина внутри гидротрансформатора слева.BMW

        Для переключения передач необходимо временно отсоединить трансмиссию от двигателя. На механической коробке передач водитель делает это, нажимая на педаль сцепления, а на автоматической — через гидротрансформатор.

        Внутри преобразователя крутящего момента, заполненного трансмиссионной жидкостью, есть два веерообразных компонента: крыльчатка, прикрепленная к коленчатому валу двигателя, и турбина, прикрепленная к входному валу трансмиссии. Когда двигатель вращает крыльчатку, его лопасти перемещают жидкость, что, в свою очередь, заставляет турбину вращаться.Жидкость движется по замкнутому контуру. Третий веерообразный компонент, статор, находится между крыльчаткой и турбиной и помогает направлять движение жидкости. Когда вы нажимаете дроссель для увеличения скорости, жидкость перемещает турбину быстрее, чтобы передать больше энергии через трансмиссию. По мере замедления движение жидкости замедляется, турбина перестает вращаться, и двигатель может сидеть и работать на холостом ходу без остановки.

        Турбина и рабочее колесо не прикреплены постоянно, и рабочее колесо всегда вращается быстрее. В большинстве автомобилей используется гидротрансформатор с механической муфтой, которая временно соединяет два компонента на более высоких скоростях, чтобы улучшить экономию топлива.

        Вырез гидротрансформатора Silverado с маятником для компенсации любой вибрации двигателя.

        Как только эта мощность будет передана на входной вал трансмиссии, пора планетарной передаче сделать свое дело. Название происходит от того, как они устроены. Центральная шестерня называется солнечной шестерней, в то время как меньшие планетарные шестерни вращаются вокруг нее, удерживаясь в кольце, называемом водилом планетарной передачи. Их всех окружает большой зубчатый венец, который находится в зацеплении с планетарными шестернями в их водиле.

        Вместо того, чтобы использовать отдельную шестерню для каждой передачи, различные скорости трансмиссии достигаются за счет комбинации шестерен. Солнечная, планетарная и коронная шестерни входят в зацепление в различных комбинациях, например, внешняя кольцевая шестерня вращается, а внутренняя солнечная шестерня остается неподвижной. Это достигается с помощью небольших фрикционных муфт, которые задействуют шестерни для поворота, и лент, которые удерживают их в стороне, чтобы они не поворачивались. Муфты и ленты приводятся в действие пальцами и клапанами, которые активируются трансмиссионной жидкостью под давлением.

        Восьмиступенчатая автоматическая коробка передач для переднеприводной Тойоты. Тойота

        Создавая различные передаточные числа, трансмиссия забирает мощность от двигателя и увеличивает или уменьшает ее на пути к выходному валу, который передает мощность на колеса. На первой передаче двигатель вращается относительно медленно, так как водитель постепенно нажимает на дроссель, поэтому трансмиссия использует низкую передачу, чтобы умножить крутящий момент, передаваемый на колеса, чтобы дать им мощность, необходимую для ускорения. На скоростях шоссе трансмиссия использует повышающую передачу, когда выходная скорость трансмиссии выше, чем скорость, поступающая от двигателя, что позволяет экономить топливо и сокращать износ двигателя.

        Когда трансмиссия переведена в режим заднего хода, малая солнечная шестерня поворачивает наружную кольцевую шестерню назад. Для Park небольшой зубчатый стояночный механизм надежно удерживается небольшой защелкой, называемой парковочной защелкой, которая не позволяет выходному валу вращать колеса.

        Мощность, передаваемая трансмиссией, не поступает прямо на колеса, которые должны иметь возможность вращаться с разной скоростью. Если бы они этого не сделали, вы не смогли бы правильно повернуть угол, поэтому автомобиль использует дифференциал, чтобы разделить мощность и передать нужное количество на каждое колесо.На переднеприводном транспортном средстве дифференциальные шестерни объединены в картер трансмиссии, и весь блок обычно называют трансмиссией.

        Хотя трансмиссии не требуют такого ухода, как двигатель, им все же нужно немного любви.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *