Вторичный вал кпп: Коробка передач — устройство, назначение, виды

Содержание

Коробка передач - устройство, назначение, виды

Коробка передач или коробка переключения передач (КПП) – это один из важнейших агрегатов трансмиссии – наряду с карданным валом, сцеплением и задним ведущим мостом. Как составляющая трансмиссии КПП характерна для всех автомобилей ДВС.


Назначение и устройство

КПП предназначена для нескольких задач:
  • изменения крутящего момента,
  • изменения скорости,
  • коррекции направления движения автомобиля,
  • разъединения ДВС и трансмиссии и, напротив, их соединения (такая потребность актуальна при переключении передач, необходимости получения малых «ползучих» скоростей, кратковременной остановки транспортного средства),
  • блокировки гидротрансформатора (функция ценна для уменьшения потери полезной энергии «автомата» при передаче крутящего момента в ситуации, когда выравниваются обороты ведомой и ведущей турбин).
При этом одни КПП способны решать все эти задачи, а другие, как например, механическая, только базовые – изменение крутящего момента и скорости.
Схема устройства зависит от вида КПП.

В корпусе устройства коробки передач с “механикой” объединены валы (2, 3 или более),  синхронизатор, шестерни, рычаг для переключения скоростей, проволочные кольца, подшипники, сальники.

Устройство АКПП (КПП с “автоматикой”) представляет собой узел, в который входят гидротрансформатор, планетарный ряд, фрикционы, тормозная лента, узел управления (насос + маслосборник + клапанная коробка).

В основе роботизированных коробок могут лежать как решения механического типа с электрической либо гидравлической системой управления сцеплением и передачами, так и автоматические коробки, оборудованные электрогидравлическим приводом сцепления.

На сцеплении, шестернях, валах и синхронизаторах остановимся более подробно.

Сцепление

Предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленвала ДВС к первичному валу коробки передач.

Именно благодаря наличию сцепления двигатель на короткий промежуток времени можно аккуратно отсоединить от трансмиссии, а трансмиссию защитить от перегрузок.

Стандартная муфта сцепления большинства транспортных средств  с механической коробкой включает маховик, нажимной диск, ведомый диск, выжимной подшипник, привод, вилку и выключатель сцепления.

Один двигатель соединен с колёсами, другой — с ДВС. В момент, когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются друг к другу и начинают совместное вращение.

Именно о классическом сцеплении как таковом чаще говорят при использовании механической коробки передач, а при езде с ДВС на АККП говорят о совмещенном решении сцепления и гидротрансформатора. Его непосредственная функция аналогична сцеплению. Но водителю не нужно совершать никаких рутинных действий и выжимать сцепление вручную. За него все будет делать сама КПП.

Что касается роботизированных решений типа DSG (с мехатроникой), то они располагают двумя сцеплениями. Наличие двух сцеплений ценно для повышения мощности транспортного средства, и при этом минимизации пробуксовок, оптимизации расхода топлива.

Ведь физически в момент переключения обороты двигателя при использовании двух сцеплений способны остаются на прежнем уровне.

На картинке ниже вы видите “поведение” сцепления в роботизированной коробке  DSG в момент после переключения на вторую передачу.

Шестерни и валы

Шестерни и валы –  главные «управляющие» крутящим моментом. Именно шестерни и валы помогают изменять передаточное отношение. Неотъемлемые элементы устройства всех механических КПП и некоторых АКПП (например, Honda).

Устройство механической коробки передач чаще всего сконструировано так, что оси валов находятся в параллельной плоскости. Сверху монтированы шестерни. 

Первичный или ведущий вал (ведвал) посредством корзины сцепления присоединен к маховику. Выступы способствуют продвижению второго диска сцепления и направления крутящего момента на промежуточный вал посредством шестерни.

Конец вторичного вала примыкает к подшипнику на хвостовике ведущего. Так как нет фиксированной связи, валы независимы, и нет препятствий для того, чтобы они вращались в разные стороны. Нет препятствий и для варьирования скоростей.

Устройство автоматической коробки передач вместо шестерён и валов предполагает планетарный редуктор. Вращаются шестерни и валы всегда как единое целое. Но конструктивно это могут быть как разные детали, так и неразборный узел.

Синхронизаторы

Синхронизаторы – неотъемлемый элемент КПП с шестернями – кроме решений со скользящими шестернями. Физически работа синхронизаторов обязана силе трения.

Функция синхронизаторов – выравнивание частоты вращения шестерен и валов, благодаря чему создаются все условия для плавного переключения скоростей. Благодаря синхронизаторам КПП меньше изнашивается и меньше шумит.

Синхронизаторы активно присутствуют у МКП и роботизированных КПП. У автомобилей с планетарными АКП альтернатива синхронизаторам – фрикционные управляющие элементы. Синхронизаторы состоят из муфты, блокировочных колец, стопорного кольца, пружины, шестерён.


Как работает стандартный синхронизатор?

  • Муфта подается в сторону шестерни.
  • Блокировочное кольцо муфты принимает на себя усилие.
  • Поверхности зубьев начинают взаимодействовать.
  • Блокировочное приобретает положение “на упор”.
  • Зубья муфты оказываются напротив зубьев блокировочного кольца.
  • Муфта оказывается в зацеплении с венцом на шестерне.
  • Муфта и шестерня блокируется.

Казалось бы шагов достаточно много, но все это происходит за доли секунд – в момент  включения водителем передачи.

Принцип работы механических коробок переключения передач

КПП с “механикой” во время работы задействуют различные комбинации зубчатых колес.

Принцип работы МКПП базируется на создании соединений между первичным и вторичным валом. Благодаря использованию шестерен с разным количеством зубьев трансмиссия подстраивается под условия на дороге, цели водителя.

При возрастании скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного величина крутящего момента от ДВС к колёсной базе уменьшается.

При уменьшении скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного вала величина крутящего момента, от двигателя к ведущим колесам, наоборот увеличивается.

КПП различны по количеству ступеней. Каждая ступень имеет свое передаточное число. Оно представляет собой отношение зубьев количества зубьев ведомой шестерни по отношению к числу зубьев ведущей шестерни.

У пониженной передачи – наибольшее передаточное число, а у повышенной передачи, наоборот, наименьшее передаточное число.Чем ниже передаточные числа, тем быстрее транспортное средство способно разогнаться.

При изменении передаточных чисел и скорости транспортного средства  для кратковременного отключения коробки передач применяется сцепление.

В зависимости от конструкции КПП при этом могут быть двухвальные и трехвальные. И устройство, и процесс работы агрегатов несколько отличается.


2-х-вальная коробка передач: устройство и принцип работы

Двухвальные решения очень популярны на переднеприводных авто.
Конструкция включает следующие элементы:
  • картер – несущий элемент, корпус. К нему крепятся все остальные детали устройства. Он же защищает агрегат  от внешнего воздействия, а человека – от вращающихся деталей, а также выполняет функцию хранилища для масла.
  • валы – первичный и вторичный,
  • шестерни (в блоках), часть крепится к ведущему, часть к ведомому валу,
  • шлиц (соединяет ПВ и сцепление),
  • синхронизаторы.
Важно! Главная передача и дифференциал также находятся внутри картера, но механизм переключения передач вынесен за его пределы.

Рычаг переключения – в нейтральном положении: шестерни прокручиваются, крутящий момент от ДВС не передается к колёсам.

Рычаг перемещен – муфта синхронизатора также изменяет положение. Уравниваются угловые скорости соответствующего вала и шестерни. Крутящий момент передаётся с первичного вала на вторичный. От ДВС на ведущие колеса с заданным передаточным числом . передается крутящий момент.

Отдельно на картинке показан задний ход. Для него в КПП есть задняя передача. Для коррекции направления задействуется промежуточная шестерня. Она монтируется на отдельную ось.


3-вальная КПП: устройство и принцип работы

3-х вальные решения популярны у авто с задним приводом.

Устройство:

  • Картер.
  • Ведвал.
  • Ведомый вал. Находится на одной оси с ведущим.
  • Промежуточный вал. Монтирован параллельно первичному.
  • Шестерни. Блок шестерен ведомого вала свободно вращается на нем. Блоку шестерен промежуточного и ведвала обеспечена жесткая связь, а шестерни на ведомом валу свободно вращаются, четкой фиксации нет.
  • Синхронизаторы. Стоят  на всех передачах. Благодаря шлицу беспрепятственно перемещаются в продольном направлении.
  • Механизм переключения (рычаг + ползунки + блокатор). Монтирован на картере.

Система функционирует схоже с двухвальной, но за счёт наличия промежуточного вала возможностей больше. 

Первичный вал работает в тандеме со сцеплением и отвечает за передачу крутящего момента к промежуточному валу. Все детали находятся в зацеплении. Принципиальное отличие – меньше потерь на трение при первой передачи и возможность обеспечить зацепление сразу двух пар зубчатых колёс. Соответственно у решения более высокий КПД на первой передаче.

Виды коробок переключения передач

Рассматривая устройство и назначение КПП,невозможно было не упомянуть, что они бывают разных типов: механические, автоматические, роботизированные. Кроме того, существует ещё такая подгруппа устройств как вариаторы. Рассмотрим эти КПП более подробно. 

Механические КПП

“Механика” - это классика. Для работы с “механикой” нужны навыки, понимание, как выполнять выбор передаточных чисел, но при умении управлять в ручном режиме, водитель виртуозно может подстроиться под любые условия движения.

Главное при езде на механике научиться чувствовать, когда точно переключать передачи и как достигать нужную динамику.

Впрочем, умение работать с “механикой” – это не только безупречная езда, но ещё и продление службы эксплуатации самой КПП.

Один из неудобных моментов – требуется постоянно следить за тахометром. Но это важно. ДВС работает правильно, если параметры варьируются от 2,5 до 3,5 тысяч оборотов в минуту, если цифры другие, требуется переключить передачу.

Автоматические КПП


Подбор оптимального передаточного числа осуществляется не водителем, а автоматически - посредством модуля управления. Именно посредством электроники (модуля управления) легко контролировать скорость движения транспортного средства.

Наиболее популярны гидравлические “автоматы”. Крутящий момент у них передаётся с помощью турбин через рабочую жидкость.

Несмотря на то, что для машины с “автоматом” нужно больше топлива, чем с механикой и даже больше времени на разгон, всё чаще водители предпочитают именно “автоматы”. Ведь с ними гораздо удобней, чем с “механикой”.

Тем более, что современные АКПП адаптивны и могут беспрепятственно подстраиваться под абсолютно разные стили вождения. В том числе, спортивный.

Роботизированные вариаторы

Роботизированные (автоматизированные, полуавтоматические) КПП как агрегаты – это промежуточные вариант между “механикой” и “автоматом”.

Переключение может быть и ручным, и автоматическим, а вот управление устройством  осуществляется посредством переключателя, джойстика.

Полностью вручную (при любом режиме) нужно только нажимать рычаг переключателя. А вот дальше при выборе автоматического режима работа будет возложена на робота. В том числе, автоматически согласуются частота вращения звеньев и оборотов ДВС.

Вариатор

Отдельно можно выделить вариатор. Это изменяющаяся трансмиссия или бесступенчатая КПП. Изменение передаточного числа производится в заданном диапазоне.

Вариаторы позволяют достигнуть наивысшую топливную экономичность, ведь нагрузки в таких решениях идеально согласованы с оборотами коленвала.

Есть вариаторы, которые по своему устройству ближе к МКПП (с центробежным сцеплением), есть решения, которые ближе к АКПП (такое устройство включает гидротрансформатор).

Но, увы, любая конструкция не позволяет создать очень мощный вариатор. Поэтому на практике поставить вариатор получается только на легковые автомобили, всевозможную мототехнику (очень популярный вариант для скутеров), но не на большегрузный коммерческий транспорт (автобусы, грузовики), т.е. транспортные средства, которые как раз и “съедают” больше всего топлива.

 Исключение составляют только лёгкая коммунальная, сельскохозяйственная техника.

Плюсы и минусы


Тип коробки

Плюсы

Минусы
Механическая коробка
  • низкая стоимость (как устройства, так и ремонта),
  • хорошая динамика,
  • простой ремонт.
  • в "пробках" требуется регулярное переключение передач,
  • сложность в управлении.

Автоматическая коробка передач
  • не нужно думать, какую передачу выбрать,
  • простота разгона (нет крена авто назад),
  • защита ДВС от перегрева.
  • высокая стоимость агрегата,
  • высокий расход топлива,
  • высокая стоимость ремонта.

Роботизированная
  • можно выбрать ручной или автоматический режим работы,
  • топливная эффективность.
  • есть риски крена авто при разгоне,
  • возможны
  • рывки при переключении передач.
Вариатор
  • сниженная нагрузка на двигатель,
  • плавность езды.
  • высокая стоимость коробки и ее ремонта,
  • можно поставить только на маломощный двигатель.

Обратите внимание, в нашем курсе “Автомобильные основы” на базе LCMS ELECTUDE КПП уделяется огромное внимание. При этом доступны учебные материалы для обучающихся всех уровней:

  • базовый,
  • продвинутый,
  • специалист.
Огромное внимание уделяется не только теоретической части, но и оттачиванию навыков, выполнению сервисных операций.

Дополнительную информацию вы можете посмотреть непосредственно в модулях LCMS LCMS ELECTUDE - платформе для обучения автомехаников, автомехатроников, автодиагностов.

Устройство механической коробки передач

Механическая коробка передач предназначена для изменения крутящего момента и передачи его от двигателя к колесам. Она обеспечивает разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок. Рассмотрим из чего состоит механическая коробка передач и схему работы. Механическая коробка передач состоит из:
  • картера;
  • первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
  • рычага переключения.

Схема работы механической коробки передач: 1 - первичный вал; 2 - рычаг переключения передач; 3 - механизм переключения передач; 4 - вторичный вал; 5 - сливная пробка; 6 - промежуточный вал; 7 - картер коробки передач.


Картер
 содержит основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Так как при работе, шестерни коробки передач испытывают большие нагрузки, они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом.

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения передач служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона авто. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения.

КАК РАБОТАЮТ ШЕСТЕРНИ В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ
Разберемся на примере как происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах в коробке передач.

а) Передаточное отношение одной пары шестерен


Возьмем две шестерни и сосчитаем число зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).

б) Передаточное отношение двух шестерен


На рисунке б) у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») снова 20, у четвертой («Г») опять 40. Дальше простая арифметика. Первичный вал коробки передач и шестерня «А» вращаются со скоростью, допустим 2000 об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, то есть она имеет 1000 об/мин, а так как шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее - 500 об/мин.

От двигателя на первичный вал коробки передач приходит - 2000 об/мин, а выходит - 500 об/мин. На промежуточном валу коробки передач в это время - 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже - двум. Общее передаточное число этой схемы 2х2=4. То есть в 4 раза уменьшается число оборотов на вторичном валу коробки перемены передач, по сравнению с первичным. Обратите внимание, что если мы выведем из зацепления шестерни «В» и «Г», то вторичный вал коробки вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что соответствует нейтральной передаче в коробке.

Задняя передача, т.е. вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет направление:

Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 - первичный вал; 2 - шестерня первичного вала; 3 - промежуточный вал; 4 - шестерня и вал передачи заднего хода; 5 - вторичный вал.


ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ЧИСЛА МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
Поскольку в коробке передач автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары, мы имеем возможность менять и общее передаточное отношение коробки. Давайте посмотрим на передаточные числа коробок передач:
Передачи ВАЗ 2105 ВАЗ 2109
I 3,67 3,636
II 2,10 1,95
III 1,36 1,357
IV 1,00 0,941
V 0,82 0,784
R(Задний ход) 3,53 3,53

Такие числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на делимое число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с той же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют – прямой и, как правило, это - четвертая передача.

Первая передача и передача заднего хода - самые «сильные» и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно. А при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах двигателю не хватает сил, и приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения автомобиля, чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелую машину. Далее, увеличив скорость движения и сделав некоторый запас инерции, вы можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью, четвертую и пятую передачи.

Все ступеньки переключения передач вверх - с первой по пятую, следует проходить последовательно. Переключение передач в нисходящем порядке можно производить «прыгая через ступеньку» и даже через несколько. Обычный режим движения автомобиля – на четвертой (в городе) или пятой (на трассе) передачах, потому что они самые скоростные и экономичные.

НЕИСПРАВНОСТИ И ПОЛОМКИ В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ
Обычно неисправности и поломки в коробке передач появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, т.е. переводит его из одной передачи в другую быстрым, резким движением - это обернется ремонтом коробки передач. При таком обращении с рычагом, обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы, да и сами валы с шестернями – «железные» до определенной степени.

Рычаг переключения передач должен переводиться спокойным плавным движением, с микропаузами в нейтральной позиции, чтобы сработали синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок. При грамотном обращении с ним и периодической замене масла в коробки передач, она не напоминает о себе до конца срока службы.

Устройство коробки переключения передач: схема, принцип работы МКПП

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.
Устройство механической коробки передач (кликабельно).Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Содержание статьи:

Устройство механической коробки передач

Схема работы КПП: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер.Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

  • картера;
  • первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
  • рычага переключения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.
Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.
Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

  • 4-ступенчатую;
  • 5-ступенчатую;
  • 6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

  • двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
  • трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью При неправильной эксплуатации повышенные нагрузки на ДВС

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

  • выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
  • при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
  • при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

  • отпустить педаль газа;
  • левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
  • рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
  • аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Вторичный вал МАЗ

Вторичный вал МАЗ располагается в коробке передач современного грузовика.

Содержит несколько блоков косозубых шестерен. Имеет жесткое соединение с карданным валом.

О том, как установить вторичный вал МАЗ, о возможных поломках детали, расскажет «АвтоРесурс».

1. Вторичный вал снабжен шестернями   

Данная запчасть МАЗ располагается последовательно в коробке передач автомобиля.   

Вторичный вал МАЗ также содержит блок ведомых шестерен. Элементы находятся на шлицах запчасти для последовательного перемещения.   

Благодаря наличию зубчатого венца шестерни осуществляется переключение передачи. Вторичный вал МАЗ, а точнее его шестерни, вмонтированы в кпп на роликовые подшипники качения. Применение крепких материалов при изготовлении детали делает механизм прочным и долговечным.  

Вторичный вал МАЗ переключает передачи с помощью скользящей муфты.  Кроме этого, данные механизмы могут двигаться продольно в отличие от шестерен.   

В нашем каталоге вы найдете вторичный вал МАЗ как в сборе, так и единично. В комплект поставки входят вал, шестерни и другие элементы. Вы можете узнать о том, как собирать вторичный вал МАЗ, на следующем видео:    

  Далее мы расскажем вам об установке такого элемента коробки передач как вторичный вал МАЗ.   

2. Заменяем вторичный вал коробки передач   

Вторичный вал редко выходит из строя, ведь в производстве детали применяются и современные технологии, и крепкие материалы. В основном у запчасти МАЗ могут истончиться зубья шестерен, выйти из строя сальник и так далее. В этом случае вторичный вал МАЗ разбирают, затем заменяют изношенные механизмы. После этого заново собирают деталь.   

Однако мы предлагаем рассмотреть более подробно то, как устанавливается вторичный вал коробки передач.   Сигналом о возможной неисправности кпп МАЗ может стать постоянное выбивание первой передачи во время движения автомобиля. Также вал вторичный МАЗ при заводе грузовика может издавать непонятный скрежет. В этом случае следует разобрать коробку передач.     Для быстрого разбора КПП необходимо поэтапно снять соединительный шланг смазки муфты, крышку подшипника, вал вилки и саму вилку. Вторичный вал коробки передач рекомендуем осмотреть, затем снять подшипник и стопорные кольца детали.   

Далее включаем заднюю передачу автомобиля. Вторичный вал МАЗ сдвигаем. С синхронизатора включаем скорость. Только после этого вторичный вал коробки передач избавляем от шпонки.   

В шестерне запчасти располагается упорная шайба. Перед тем как снимем вторичный вал кпп, отсоединяем упорную шайбу, предварительно совместив выступы на детали.   Только после данных манипуляций вторичный вал коробки передач достается из кпп вверх. 

Запчасть МАЗ имеет несколько втулок. Как правило, данные элементы вала снимаются очень тяжело. Поэтому распорная втулка синхронизатора, втулки первой и второй передачи необходимо предварительно очистить от возможного нагара и других загрязнений.   Как видите, вторичный вал коробки передач разобран. Все элементы механизма отсоединены. На данном этапе осматриваем деталь для нахождения причин поломки.   

3. Собираем вторичный вал кпп   

После тщательного осмотра запчасти МАЗ, замены вышедших из строя элементов, проводят сборку вала.   Данный процесс делается так.   Сначала на вторичный вал коробки передач устанавливаем подшипники, затягивая постепенно гайками. После этого монтируем кольцо стопорное. Напомним, что именно данный элемент является упорным для втулки передачи (задней).   На вторичный вал коробки передач устанавливаем на шпонках втулку задней передачи. З

атем монтируем роликовый подшипник. Данные элементы просунем в коробку передач через заднее отверстие корпуса автомобиля. Вторичный вал коробки передач, то есть его остальные элементы устанавливаем непосредственно в КПП.   После на вторичный вал кпп устанавливаем группу упорных шайб. Не забываем про монтаж втулки первой передачи с двухрядным подшипником.   Устанавливаем на вторичный вал коробки передач шестерни, распорную втулку, упорную шайбу. После монтируем шестерню второй передачи, синхронизатор, втулку. На данном этапе вторичный вал кпп установлен. 

Заводите двигатель, проверяйте работу системы.   

Вторичный вал кпп крайне важный элемент в коробке передач грузового автомобиля. Поэтому мы советуем тщательно следить за состоянием данной запчасти МАЗ.

Если со временем вторичный вал кпп или его элемент вышел из строя – загляните в наш каталог для покупки необходимой детали.   

Напоминаем, что вторичный вал кпп реализует как поштучно, так и в сборе. 

Следите за нашими публикациями в социальных сетях  twitter, facebook, в контакте, google+.  

Как работает механическая коробка передач: подробно и наглядно

                                  Какой автомобильный агрегат приходит на ум сразу после двигателя? Что внушает ужас и трепет ученикам автошкол, но вызывает довольную улыбку на лицах водителей со стажем? С каким механизмом многие из нас работают по несколько часов в день, порой даже не подозревая о принципе его внутреннего устройства? Да, ответ лежит на поверхности: это механическая коробка передач. Рассказав об основных проблемах, возникающих с автоматическими коробками передач, разобравшись с мифами и слухами о бесступенчатых трансмиссиях, мы решили: хватит незаслуженно обделять вниманием самую главную, простую и, несмотря ни на что, популярную вариацию механизма, превращающего мотор из котла для сжигания топлива в сердце автомобиля.

Наглядное пособие

Специально для этого материала компания «PacPac» предоставила нам конструктор «FischerTechnik», схематично показывающий принцип работы механической коробки передач, и мы даже смогли его собрать. Обратим особое внимание на то, что он передает лишь самые базовые свойства, совершенно не учитывая ряд явлений, происходящих в реальной автомобильной КПП: в нем нет ни муфт, ни вилок, ни синхронизаторов, а выбор передачи реализуется посредством перемещения собственно первичного вала. Если бы это была реальная металлическая «механика», она прожила бы совсем недолго, разлетевшись уже после нескольких десятков переключений. Тем не менее, взглянув на эту маленькую бесстрашную «коробочку передачек», лихо подтыкающую их без синхронизации в неподвижный вторичный вал, можно увидеть и понять основное предназначение агрегата: давать возможность менять передаточное отношение при помощи шестерней различного размера. А это уже что-то.

Конструктор FischerTehnik, демонстрирующий принцип работы МКПП


Изобретая велосипед

Начиная повествование о коробке передач, стоит вкратце разобраться – а зачем вообще она нужна? Ведь всем известно, что главное в машине – двигатель, так неужели нельзя напрямую передать выполняемую им работу на колеса, не выдумывая сложных схем с кучей шестерней, третьей педалью в салоне и рычагом, который надо постоянно ворочать? К сожалению, нет.

Для ответа на этот очевидный вопрос лучше всего посмотреть на велосипед, точнее, его эволюцию. Простейший вариант представляет собой две звездочки, связанные цепной передачей. Вращая одну – ведущую – звездочку при помощи педалей, наездник приводит в движение вторую – ведомую, связанную непосредственно с колесом, таким образом вращая его. Велосипед движется вперед, все счастливы и довольны. По крайней мере, были до определенного момента – до тех пор, пока велосипед служил для перемещения по относительно ровным и горизонтальным поверхностям. Внезапно выяснив, что порой на пути встречаются подъемы, рыхлые грунты и прочие неудобства, люди задумались об усовершенствовании конструкции. Результатом стало как раз то, что можно назвать прообразом механической коробки передач – наборы звездочек спереди и сзади, позволяющие изменять передаточное отношение.



Передаточное отношение – частное, получаемое при делении скорости ведущей звезды на скорость ведомой, то есть количества их оборотов. Оно обратно передаточному числу, которое рассчитывается как отношение числа зубьев на ведомой звездочке к их числу на ведущей. Проще говоря, чем меньше ведущая звезда и больше ведомая, тем легче будет ее вращать и тем медленнее она будет двигаться. Снова вспоминаем старые велосипеды: спереди педалями приходилось вращать большую звезду, в то время как звездочка на задней втулке была маленькой. В результате, пытаясь в детстве тронуться на каком-нибудь «Урале», приходилось всем весом налегать на педали, чтобы провернуть заднее колесо. Ну а сейчас магазины изобилуют россыпью двухколесников, даже самые бюджетные из которых имеют по несколько звезд сзади и спереди. Благодаря этому можно, например, изменить набор: ведущая звездочка будет маленькой, а ведомая – большой. Тогда педали будут вращаться очень легко, но особо разогнаться не получится. Зато в горку можно будет ехать, а не тащить.

От велосипеда к автомобилю



К чему относился весь этот подробный велоликбез? Как раз к тому, зачем нужна коробка передач вообще: ведь характеристики источника энергии, будь то велосипедист или двигатель внутреннего сгорания, постоянны. Первый развивает определенную мышечную силу, ограниченную физическими возможностями, а для второго возможности выражаются количеством развиваемых оборотов. Дело в том, что в их рабочем диапазоне просто нельзя подобрать такое передаточное отношение, которое позволит и уверенно тронуться с места, и разогнаться до 150 и более километров в час. Ситуация усугубляется тем, что если у велосипедиста максимальный «крутящий момент» доступен практически «с холостых оборотов», то с ДВС ситуация иная: для его достижения обороты должны быть довольно высокими. Да и максимальная мощность, тоже немаловажная для движения, появляется в верхнем их диапазоне.



Какой из этого следует вывод? Придется прибегать к тому же приему, что и на велосипеде: изменять передаточное отношение. Между чем и чем? Сейчас разберемся.

А теперь – к самой коробке передач

Принципиально от велосипедной трансмиссии автомобильная коробка передач отличается типом привода: если в первой используется цепь, то вторая имеет в своей основе шестеренный механизм. В целом же суть у них одна: и там, и там шестерни (звезды) имеют неодинаковые размеры, обеспечивая разное передаточное отношение. Кстати, изначально, в ранних КПП они были простыми прямозубыми, а позже стали косозубыми, так как в этом случае обеспечивается более тихая их работа.



В общем виде механическая коробка передач представляет собой набор параллельных валов, на которых «нанизаны» шестерни. Их задача – передать крутящий момент с маховика двигателя на колеса. В классическом случае для этого используется либо два, либо три вала. Рассмотрим трехвальный вариант, от которого будет проще перейти к двухвальному.

Итак, в трехвальном исполнении в КПП есть первичный, вторичный и промежуточный валы. Первые два при этом расположены на одной оси, являясь будто продолжением друг друга, но независимы и вращаются отдельно, а третий физически располагается под ними. Первичный вал короткий: одним концом он через сцепление соединен с маховиком двигателя, то есть принимает с него крутящий момент, а на втором конце расположена одна-единственная шестерня, передающая этот момент дальше, на промежуточный вал. Он, как мы помним, находится ниже ведущего и представляет собой уже длинный стержень с шестернями на нем. Их количество совпадает с количеством передач, плюс одна для соединения с первичным валом.



Закреплены шестерни на промежуточном валу жестко, зачастую они вытачиваются из единой металлической заготовки. Их можно назвать ведущими (хоть и приводятся в движение они через первичный вал). Постоянно вращаясь, они передают крутящий момент на ведомые шестерни вторичного вала (их здесь, кстати, уже ровно столько же, сколько передач). Этот третий вал схож с промежуточным, но главное отличие в том, что шестерни на нем являются подвижным элементом: они не связаны с валом жестко, а нанизаны на него и вращаются на подшипниках. Их продольное перемещение при этом исключено, они расположены строго напротив шестерней промежуточного вала и вращаются вместе с ними (хотя существует и другой вариант, когда шестерни могут двигаться вдоль вала). Одним концом вторичный вал, как мы помним, обращен к первичному, а второй служит уже непосредственно для передачи крутящего момента на колеса – например, через кардан и редуктор заднего моста.

Итак, мы получили конструкцию, где первичный вал при сомкнутом сцеплении вращает промежуточный, а тот – одновременно все шестерни на вторичном валу. Однако сам вторичный вал по-прежнему неподвижен. Что нужно сделать? Включить передачу.

Включаем передачу

Включение передачи означает соединение одной из шестерней вторичного вала с ним самим, чтобы они начали вращаться вместе. Осуществляется это так: между шестернями располагаются специальные муфты, которые могут перемещаться вдоль вала, но вращаются вместе с ним. Они выполняют роль «замков», при помощи зубчатых венцов на своих соприкасающихся торцах жестко соединяющих вал с шестерней, к которой примыкает муфта. Она приводится в движение вилкой – этакой «рогаткой», которая, в свою очередь, соединена с рычагом КПП – тем самым, которым орудует водитель. Привод КПП может быть разным: рычажным (с использованием металлического вала), тросовым и даже гидравлическим (такой используют на грузовиках).


На видео: Коробка передач FischerTechnik — Первая передача


Теперь картинка более-менее сложилась: передвинув муфту к одной из шестерней вторичного вала и замкнув их, мы добиваемся вращения вала и, соответственно, передачи крутящего момента на колеса. Но тут есть еще несколько «фишек», о которых нужно упомянуть.

Синхронизаторы

Для начала представим себе переключение передачи при движении автомобиля. Муфта, отходя от шестерни, разблокирует ее и пойдет к соседней (либо же в дело вступит другая муфта, между другими шестернями). Казалось бы, никаких проблем тут нет… Однако все не так гладко: ведь муфта (и, соответственно, вторичный вал) теперь имеет одну скорость вращения, заданную предыдущей ведомой шестерней, а шестерня следующей передачи – другую. Если просто резко совместить их, произойдет удар, который, хоть и моментально уравняет скорости, ничего хорошего не принесет: во-первых, шестерни и их зубья могут банально повредиться, а во-вторых, переключать передачи таким образом – вообще не лучшая затея. Как же быть? Ответ прост: перед включением передачи скорости движения шестерни и муфты нужно синхронизировать.



Для этих целей используются детали, именуемые – внезапно – синхронизаторами. Принцип их работы прост настолько же, насколько и их название. Для синхронизации скоростей двух вращающихся узлов используется самое простое решение: сила трения. Перед тем, как войти в зацепление с шестерней, муфта подходит к ней вплотную. Контактная часть шестерни имеет коническую форму, а на муфте расположен ответный конус, на котором установлено бронзовое кольцо (или несколько колец, так как эти детали, как можно понять, подвергаются основному износу). Прижимаясь к зубчатому колесу через эту «прокладку», муфта разгоняет или тормозит его до своей скорости. Далее все идет уже как по маслу: поскольку теперь две детали неподвижны относительно друг друга, муфта легко, плавно, без рывков и толчков входит в зацепление с шестерней посредством зубчатых венцов, расположенных в зоне сопряжения, и они продолжают движение вместе.



Прямая и повышающая передачи

Переходим к следующему пункту. Представим себе, что, постепенно разгоняясь, мы достигли такой скорости движения автомобиля, при которой двигатель в состоянии обеспечить то, о чем мы говорили в самом начале, – непосредственное вращение колес без помощи дополнительных шестерней. Какое решение этой задачи будет наиболее простым? Вспоминая, что первичный и вторичный вал в трехвальной КПП располагаются на одной оси, мы приходим к простому выводу: нужно соединить их напрямую. Таким образом мы добиваемся желаемого результата: скорость вращения маховика двигателя совпадает со скоростью вращения вторичного вала, непосредственно передающего крутящий момент на колеса. Идеально! При этом передаточное отношение, очевидно, составляет 1:1, поэтому такая передача называется прямой.


На видео: Коробка передач FischerTechnik — Вторая передача


Прямая передача является весьма удобной и выгодной: во-первых, минимизируются потери энергии на вращение промежуточных зубчатых колес, а во-вторых, сами колеса гораздо меньше изнашиваются, так как на них не передается никакого усилия. Однако мы помним, что шестерни промежуточного и вторичного валов всегда находятся в зацеплении, и оно никуда не пропадает, так что они продолжают вращаться, но уже «вхолостую», не передавая крутящий момент.



А что если пойти еще дальше и сделать передаточное число меньше единицы? Нет проблем: это практикуется уже давно. На деле это означает, что ведомая шестерня будет меньше ведущей, а, следовательно, двигатель при той же скорости, что и на прямой передаче, будет работать на меньших оборотах. Преимущества? Снижаются потребление топлива, шум и износ двигателя. Однако крутящий момент в таких условиях будет далеко не самым высоким, и для передвижения нужно поддерживать большую скорость. Повышающая передача (ее еще называют овердрайв) служит в основном для поддержания этой скорости при постоянном движении, а при обгоне вам, скорее всего, придется переключиться на пониженную.



Задний ход

Ну вот, с тем, как ехать вперед, мы разобрались, а как же реализовать задний ход? Ведь вращение маховика не изменишь, а значит, и первичный вал будет всегда вращаться строго в одном направлении. На самом деле, здесь все еще проще.


На видео: коробка передач FischerTechnik, задняя передача


Имея ведущую и ведомую шестерни и необходимость изменить направление вращения последней, достаточно просто расположить между ними третью – промежуточную. Вопрос решен! Задний ход в автомобилях, как правило, выполнен именно так. Соответственно, ведущая и ведомая шестерни по-прежнему располагаются на своих местах, а вторичный вал при этом вращается в обратную сторону – противоположную первичному.



Двухвальные коробки передач

Как мы и обещали, от трехвальной КПП перейдем к двухвальной. На самом деле различий в их устройстве и работе – минимум. Главное заключается в том, что промежуточный вал отсутствует, а его роль в полном объеме берет на себя первичный. На нем располагаются неподвижные шестерни, и он же напрямую передает крутящий момент на вторичный вал.

Также из несоосного расположения вторичного вала относительно первичного проистекает второе отличие двухвальной КПП: отсутствие прямой передачи в силу банальной физической невозможности жестко соединить напрямую эти два вала. Это, конечно, не мешает подобрать передаточное отношение повышенных передач таким образом, чтобы оно стремилось к значению 1:1, но привод в любом случае будет осуществляться через шестерни со всеми сопутствующими этому потерями.



Из явных плюсов двухвальной коробки можно отметить ее компактность по сравнению с трехвальной, но из-за отсутствия промежуточного ряда шестерней сокращается вариативность подбора передаточных отношений. Таким образом, ее можно использовать там, где меньший вес и размеры играют большую роль, чем высокий крутящий момент и широкий диапазон передаточных чисел.

Вместо заключения

Разумеется, в этом материале мы оставили за бортом некоторые технические тонкости и нюансы. Точное устройство синхронизаторов с сухарями, пружинами, шариками и стопорными кольцами, особенности эксплуатации несинхронизированных КПП, различия и преимущества существующих типов привода муфт включения передач – все это было сознательно оставлено в стороне, чтобы не перегружать детальной информацией тех, кто только пытается разобраться в принципах работы «механики». Как раз для такой аудитории этот текст и написан – вряд ли человек, знакомый с внутренним устройством коробки передач, почерпнет из него что-то новое. А вот для новичков, желающих узнать, что же там, на другом конце салонного рычага МКПП, статья может быть полезна. Ведь знания дают не только теоретическую подкованность – теперь многим станет ясно и то, как правильно эксплуатировать свой автомобиль: почему не стоит включать передачи, не предназначенные для движения на выбранной скорости, почему не стоит торопиться в переключениях или изображать раллийного гонщика с «секвенталкой» при эксплуатации гражданского автомобиля в обычных городских условиях, почему все же нужно менять масло не только в двигателе, но и в коробке передач. И если кто-то задумается или сделает для себя новые выводы – значит, все это было написано не зря. А это, как известно, самое важное.


<a href="http://polldaddy.com/poll/9116941/">Ну как, теперь понятно, как работает МКПП?</a>


Читайте также:

Подшипник 750306 вторичного вала КПП ВАЗ-2123, РК ведущего и промежуточного вала VBF (фирм. упак. LADA)

Подшипник 750306 вторичного вала КПП ВАЗ-2123, РК ведущего и промежуточного вала VBF в упаковке АвтоВАЗ

Применяемость:
Chevrolet Niva ВАЗ-2123, ВАЗ 2121-21214.

Шариковый радиальный однорядный подшипник, закрытый с обеих сторон резиновыми уплотнениями, с внесенной заранее смазкой, имеет канавку на внешнем кольце. Подшипник устанавливается в первичный вал  КПП Chevrolet Niva и в ведущий вал раздаточной коробки Chevrolet Niva ВАЗ-2123.

Производства Вологодский ГПЗ 23 или современная маркировка VBF.

Характеристики и размеры подшипника 750306

Внутренний диаметр — 30 мм;

Наружный диаметр — 72 мм ;

Ширина — 19 мм;

Масса — 0,34 кг;

Номинальная частота вращения — 6500 об/мин;

Грузоподъемность динамическая — 14,6 k/N;

Грузоподъемность статическая — 28,1 k/N

Схема


 

Купить Подшипник 750306 вторичного вала КПП ВАЗ-2123, РК ведущего и промежуточного вала VBF в упаковке АвтоВАЗ
Рассчитать стоимость доставки по России или получить консультацию 
Вы можете по телефону (495) 960 94 60 или в онлайн консультанте на сайте https://lada-autodetal.ru/

Высокоточные валы редукторов | Специальные валы коробки передач

Проектирование и спецификация коробки передач и валов коробки передач

Правильная конструкция коробки передач может повлиять на производительность, эффективность, надежность и стоимость. Каждая коробка передач содержит четыре основных компонента: входной вал, выходной вал, шестерни и подшипники. Валы поддерживаются подшипником, уменьшающим трение. Могут быть сплошные валы или валы с полым отверстием. Коробка передач с полым отверстием позволяет использовать валы разной длины, диаметра и материала вала.

Шестерни являются важным компонентом коробок передач, поскольку они передают мощность от одного вала к другому. В зависимости от размера коробки передач будет меняться передаточное число или соотношение между скоростями вращения последней и первой передач. Если передаточное число больше единицы, выходной вал вращается с меньшей скоростью, чем входной. Обратное верно, если передаточное число меньше единицы.

При разработке коробки передач в соответствии с вашими потребностями важно помнить об этих компонентах, а также о предполагаемом применении.Чтобы получить от коробки передач максимальную долговечность и эффективность, учитывайте следующие критерии:

Основные характеристики

В зависимости от предполагаемого применения основные характеристики будут отличаться. Технические характеристики, которые могут быть разработаны, включают передаточные числа и номинальные люфты. Большинство коробок передач имеют передаточное число от 1: 1 до 120: 1, но при необходимости оно может быть выше. Аналогичным образом, большинство редукторов имеют номинальный люфт менее 1 градуса (или 60 угловых минут). Они могут быть спроектированы с низким люфтом или менее 4 угловых минут.

Рабочий цикл

Типичный полный рабочий цикл коробки передач составляет от 8 до 12 часов 5 дней в неделю, но это может быть изменено в зависимости от условий эксплуатации. В некоторых случаях требуется низкий рабочий цикл, что может повлиять на размер коробки передач. Редукторы меньшего размера могут использоваться в определенных ситуациях, чтобы обеспечить малые рабочие циклы без снижения срока службы или разрушения зубьев шестерен.

Окружающая среда

Температура и общие условия окружающей среды, в которых будет работать коробка передач, повлияют на ее конструкцию.В зависимости от температуры может потребоваться специальная смазка или масло. Например, при температуре окружающей среды -20 градусов Цельсия и ниже требуется специальная смазка, чтобы выдерживать низкие температуры. Влага также влияет на конструкцию, а для работы с соленой водой и смывом потребуется коробка передач, которая лучше защищена от проникновения.

Потребности на входе и выходе

Отверстия, валы и выходное вращение можно изменить в соответствии с вашими потребностями. При необходимости отверстия и валы могут быть шестигранными, квадратными, D и шлицевыми.Выходные вращения могут быть созданы по часовой стрелке или против часовой стрелки и даже могут быть двойными валами, вращающимися в противоположных направлениях.

Ondrives предлагает различные конструкции валов коробки передач

Мы производим редукторы и валы редукторов в соответствии с вашими потребностями. Наши валы редукторов, изготовленные из высококачественных материалов и оснащенные канавками, плоскостями, фасками и т. Д., Идеально подходят для всех ваших областей применения. Предлагаем два вала коробки передач, в том числе:

Валы червячной коробки

Валы с червячной коробкой от Ondrives доступны в одностороннем и двустороннем исполнении и предназначены для использования с червячными редукторами P и PF.Мы обеспечиваем высочайшее качество инструментов и производим наши валы из устойчивой к коррозии, прочной нержавеющей стали.

Червячный редуктор сконструирован с червяком, который находится в зацеплении с червячной передачей. Червяк - это шестерня в виде винта, который может легко поворачивать шестерню. Однако червячная передача не может вращать червяк, что позволяет червячной коробке передач выполнять функцию торможения. Эти редукторы используются в таких отраслях, как текстильная, химическая, сахарная, агитаторная, горнодобывающая, небольшие шаровые мельницы, промышленное оборудование, а также нефть и нефть.

Выходные валы с поперечной осью

Выходные валы с поперечной осью от Ondrives доступны в одностороннем и двустороннем исполнении для использования с прямоугольными цилиндрическими редукторами типа E. Эти валы редукторов, изготовленные из нержавеющей стали высочайшего качества, устойчивы к коррозии, изготовлены с высокой точностью и надежны даже в суровых условиях.

Редукторы с поперечной осью, также называемые косозубыми редукторами, являются наиболее распространенным типом редукторов для трансмиссий транспортных средств и оборудования. Они могут создавать большие осевые нагрузки, используя подшипники для поддержки осевой нагрузки.При установке на перпендикулярные валы косозубые редукторы можно использовать для регулировки угла поворота на 90 градусов.

Применения коробки передач

Коробки передач находят широкое применение. Это могут быть стационарные установки, такие как ветряные турбины, а также сельскохозяйственное, промышленное, строительное, горнодобывающее и автомобильное оборудование. К популярным промышленным применениям редукторов относятся:
  • Производство электроэнергии
  • Нефтепереработка
  • Погрузочно-разгрузочные работы
  • Военный
  • Морской
  • Целлюлоза и бумага
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Офисные машины
  • Конвейеры
  • Производственное оборудование
  • Радар
  • Солнечная
  • Химическая промышленность
  • Управление водными ресурсами
Ondrives предлагает редукторы разных стилей и размеров, которые удовлетворяют всем вашим требованиям.Благодаря нашему ассортименту конструкций и размеров мы будем работать с вами, чтобы найти правильный редуктор с лучшими валами для ваших нужд.

Контактные приводы валов коробки передач

В дополнение к нашим стандартным валам и редукторам мы также можем изготовить нестандартные валы для удовлетворения ваших потребностей. Наши высокоточные валы могут изготавливаться из различных материалов, а также иметь индивидуальные особенности, такие как канавки, шейки, лыски, резьбовые отверстия и т. Д.

Червячные редукторы и наши цилиндрические редукторы доступны для немедленной доставки.Валы коробки передач могут быть изготовлены по индивидуальному заказу из любой длины и материала, а диаметр вала, выступающего из коробки, может быть больше или меньше диаметра отверстия коробки передач. Эти нестандартные валы редукторов могут иметь резьбу, канавки, отверстия, лыски или другие функции для удовлетворения конкретных потребностей клиентов.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о наших валах редукторов или запросить коммерческое предложение сегодня.

2.972 Как работает механическая коробка передач


ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: Изменяйте крутящий момент и угловую скорость мощности, передаваемой от выходного вала двигатель к колесам.

ДИЗАЙН ПАРАМЕТР: Механическая коробка передач


ГЕОМЕТРИЯ / СТРУКТУРА:

Схема МКПП

ОБЪЯСНЕНИЕ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ / ИСПОЛЬЗУЕТСЯ:

Двигатели обеспечивают разное количество мощности при разном КПД, в зависимости от скорость, с которой они поворачиваются.Коробка передач позволяет водителю выбирать соотношение между двигатель и колеса, чтобы двигатель мог работать на скоростях, обеспечивающих большую мощность, или на скорости, которые могут быть менее мощными, но позволяют двигателю работать более эффективно.

Мощность поступает в трансмиссию через входной вал . Входной вал связан с двигателем через сцепление, так что когда сцепление включено, мощность идет прямо от двигателя к первичному валу трансмиссии, а коленчатый вал и входной вал вращается с той же скоростью.

Внутри корпуса трансмиссии первичный вал соединен с промежуточным валом (также известный как промежуточный вал) шестернями на обоих валах, так что всякий раз, когда входной вал вращается, как и промежуточный вал, и всегда с фиксированным передаточным числом.

Помимо шестерни, которая получает мощность от первичного вала, промежуточный вал имеет на нем несколько передач, по одной на каждую "передачу" автомобиля, включая задний ход. На схеме выше изображена пятиступенчатая механическая коробка передач.Все это связано с промежуточный вал, поэтому они поворачиваются как единое целое.

Третий вал, называемый выходным валом , проходит параллельно промежуточному валу и имеет свободно вращающиеся шестерни , которые установлены на подшипниках и вращаются независимо от выходной вал. Каждая из этих шестерен соединена с одной из шестерен промежуточного вала и является постоянно с ней связаны. Так что на самом деле "свободно вращающиеся" шестерни вынужден вращаться с постоянным передаточным числом по отношению к промежуточному валу.Каждая пара шестерни промежуточного и выходного валов представляют собой одну «шестерню», которую может водитель Выбрать.

Свободные шестерни вращаются с разной скоростью в зависимости от их размера относительно размера шестерня промежуточного вала, которая их приводит в действие. Это изменяющееся передаточное отношение между шестерней промежуточного вала а шестерня выходного вала - это то, что в конечном итоге определяет передаточное число. Для обратного между шестерней промежуточного вала и шестерней есть небольшая «промежуточная шестерня заднего хода». шестерня выходного вала.Это заставляет заднюю передачу поворачивать в противоположную сторону от других шестерен выходного вала.

Выходной вал представляет собой шлицевой вал , который более или менее (через дифференциал) соединен с колесами. На Выходной вал, между каждой парой «свободных» шестерен хомут . Это круглая деталь, которая зафиксирована в шлицах выходного вала. Будучи привязанным к вал таким образом, воротник вынужден вращаться вместе с валом, но может скользить вверх и вниз по валу по шлицам.

На боковых поверхностях каждой манжеты расположены собачьих зуба , которые обращены к выходу вал шестерни с обеих сторон. «Свободные» шестерни выходного вала имеют прорези в зубья собачки могут блокироваться, заставляя шестерню вращаться вместе с хомутом.

Чтобы кратко описать работу механической коробки передач: сцепление передает мощность к входному валу . Это поворачивает промежуточный вал , а также «Свободная» шестерня на выходном валу.Когда водитель выбирает передачу перемещая рычаг переключения передач внутри автомобиля, хомут сдвигается до нужного "свободная" шестерня, и собачьи зубья фиксируют хомут на этой шестерне. Таким образом, власть передается с промежуточного вала на выходной вал через выбранную шестерню, при соответствующем соотношении.


ДОМИНАНТНАЯ ФИЗИКА:

Когда шестерни используются для передачи энергии между валами, вращение может быть изменено на определенное соотношение, которое в данном случае рассчитывается по формуле умножение передаточных чисел всех зубчатых пар, через которые проходит мощность.

Имеется передаточное число между первичным валом и промежуточным валом, и другое передаточное число. между выбранной шестерней выходного вала и соответствующей шестерней промежуточного вала. Когда эти двое передаточные числа умножаются, передаточное число для этой "передачи" трансмиссии равно полученный.

За счет изменения частоты вращения мощности двигателя трансмиссия также изменение крутящего момента. Поскольку крутящий момент и угловая скорость изменяются обратно пропорционально (при постоянной мощности мощность = крутящий момент * Скорость вращения), низкая передача обеспечивает медленное вращение с высоким крутящим моментом, а высокая шестерня обеспечивает более быстрое вращение с меньшим крутящим моментом.

Схема МКПП

ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА:

Есть определенные ограничения, ограничивающие переключение передач механической коробки передач. В общий размер коробки передач ограничен, поэтому она может удобно поместиться в дизайн автомобиля. А поскольку есть конечное количество передач на выбор (обычно пять), оптимальное соотношение не всегда достигается.

Также величина крутящего момента, передаваемого в трансмиссию, не может превышать определенного значения, поскольку чрезмерный крутящий момент может привести к выходу из строя зубьев шестерни.


УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:

Не отправлено


ГДЕ НАЙТИ ТРАНСМИССИИ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ:

Они используются во всех видах техники, включая гоночные автомобили, автобусы, 18-колесные и т. Д. мотоциклы, сельскохозяйственные машины и, конечно же, легковые автомобили, где горка между сиденья - постоянное напоминание о наличии трансмиссии.


ССЫЛКИ / ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Береза, Томас. "Механические трансмиссии и мосты, 2 nd изд." Колумб: Prentice Hall, 1999.

.

Брэйн, Маршалл. "Как Механические трансмиссии работают. "How Stuff Работает. BYG Publishing, Inc. 1998.


Как определить размер и выбрать коробку передач: руководство инженера по движению

Угловые редукторы Lampin MITRPAK помогают сократить время простоя и сократить количество запасных частей для повышения доступности оборудования.

Обновлено в мае 2016 г. || Редукторы, адаптированные под конкретные задачи, и нестандартные редукторы становятся все более распространенными, главным образом потому, что их проще, чем когда-либо, производить в соответствии со спецификациями.

Нельзя сказать, что дизайн не вызывает затруднений. Однако современное производство позволяет некоторым поставщикам изготавливать редукторы и компоненты в соответствии с требованиями конкретного применения.

Новые подходы поставщиков к оказанию технической поддержки, а также новые станки, автоматизация и программное обеспечение для проектирования теперь позволяют OEM-производителям и конечным пользователям получать редукторы по разумной цене даже в скромных объемах.

При обращении за помощью к консультанту или производителю инженер с большей вероятностью получит зубчатое колесо, которое установлено правильно и соответствует спецификации, после изучения следующих и ответов на как можно большее количество вопросов:

• Каковы входная скорость и мощность в лошадиных силах?

• Какова целевая выходная частота вращения или выходной крутящий момент коробки передач? Это частично определяет необходимое передаточное число.

• Каковы характеристики использования? Сколько часов в день будет работать коробка передач? Будет ли он должен выдерживать удары и вибрацию?

• Насколько вылетает груз? Есть ли внутренняя консольная нагрузка? Помните, что конические зубчатые колеса обычно не могут вместить несколько опор, поскольку их валы пересекаются ... поэтому одна или несколько шестерен часто выступают за выступ.Эта нагрузка может отклонить вал, что приведет к смещению шестерен, что, в свою очередь, ухудшит контакт зубьев и срок службы. Одно из возможных исправлений - это поворотные подшипники на каждой стороне шестерни.

• Нужен ли машине вал или вход с полым отверстием… или вал или выход с полым отверстием?

• Как будет сориентирована передача? Например, если требуется червячный редуктор с прямым углом, нужен ли машине червяк над или под колесом? Будут ли валы выступать из машины горизонтально или вертикально?

• Требует ли окружающая среда коррозионно-стойких красок или корпусов и валов из нержавеющей стали?

Статья по теме: Какие существуют варианты передач и их применение? Техническое резюме

Коэффициент обслуживания: Для большинства производителей редукторов отправной точкой является определение коэффициента обслуживания.Это регулирует такие проблемы, как тип ввода, часы использования в день, а также любые удары или вибрации, связанные с приложением. Для приложения с неравномерным ударом (например, для шлифования) требуется более высокий коэффициент обслуживания, чем для приложения с равномерной нагрузкой. Аналогичным образом, редуктор, который работает с перебоями, требует меньшего коэффициента, чем редуктор, который используется 24 часа в сутки.

Класс обслуживания: После того, как инженер определит коэффициент обслуживания, следующим шагом будет определение класса обслуживания.Коробка передач в паре с обычным двигателем переменного тока, приводящим в движение равномерно загруженный конвейер с постоянной скоростью 20 часов в день, может иметь, например, класс обслуживания 2.

В большинстве случаев инженеры-конструкторы соединяют редукторы с электродвигателями. Эти установки получают римско-цифровой номер класса обслуживания (например, I, II или III), который соответствует коэффициенту обслуживания автономной зубчатой ​​передачи (в данном случае 1,0, 1,41 или 2,0).

Эта информация взята из таблиц от производителей коробок передач, в которых указаны классы обслуживания. Чтобы использовать эти диаграммы, инженер-конструктор должен знать входную мощность, тип приложения и целевое соотношение.Например, предположим, что приложению требуется двигатель мощностью 2 л.с. с соотношением сторон 15: 1. Чтобы использовать диаграмму, найдите точку, где пересекаются 2 л.с. и соотношение 15: 1. В данном случае это коробка передач 726-го размера. Согласно системе номеров продуктов одного производителя, размер 726 определяет коробку передач с межосевым расстоянием 2,62. Такие диаграммы также работают в обратном порядке, чтобы инженеры могли подтвердить крутящий момент или скорость данного размера коробки передач.

В этой таблице приведены значения для двигателей с C-образным входом (с фланцами) или двигателей с прямым соединением (без фланцев).Это позволяет инженеру-конструктору проверить, что с редуктором 15: 1 фланцевый редуктор 726 выдает 116,7 об / мин… а при использовании с двигателем мощностью 2 л.с. - крутящий момент 994 фунт-дюйм.

Вылетная нагрузка: После того, как проектировщик выберет размер, в каталоге производителя коробки передач или на веб-сайте указаны значения максимальной радиальной нагрузки, допустимой для данного типоразмера. Совет: если нагрузка в приложении превышает допустимое значение, увеличьте размер редуктора, чтобы выдержать радиальную нагрузку.

Монтаж: На этом этапе разработчик или производитель определил размер и возможности редуктора.Итак, следующий шаг - подобрать крепление. Существует множество распространенных монтажных конфигураций, и производители редукторов предлагают множество вариантов для каждого размера блока. Фланцевый вход с полым отверстием для двигателя с С-образной рамой в сочетании с выходным валом, выступающим влево, может быть наиболее распространенным вариантом монтажа, но есть много других вариантов. Возможны такие варианты, как монтажные ножки для верхней или нижней части корпуса редуктора, полые выходы и конфигурация входа и выхода. Все производители редукторов указывают свои варианты монтажа, а также информацию о размерах в каталогах и на веб-сайтах.

Смазка, уплотнения и интеграция двигателя: После определения размера и конфигурации агрегата остается несколько технических характеристик. Большинство производителей могут поставлять редукторы со смазкой. Однако по умолчанию единицы доставки отправляются пустыми, чтобы пользователи могли заполнить их на месте. Для применений, где вал расположен вертикально вниз, некоторые производители рекомендуют второй комплект уплотнений. Наконец, поскольку многие редукторы в конечном итоге устанавливаются на двигатель с С-образной рамой, многие производители также предлагают интегрировать двигатель в редуктор и отправлять сборку как единое целое.

Лучше работать с консультантами и даже использовать нестандартные конструкции редукторов, если в приложении требуется уникальная комбинация мотор-редуктор. Некоторые комбинации более эффективны. Фактически, работа с производителями над созданием предварительно спроектированного геамотора гарантирует, что комбинация мотор-редуктор будет работать и соответствовать спецификациям, полученным в результате расчетов и испытаний, выполненных производителем. Просмотрите расчеты производительности производителя, чтобы определить, вызовет ли выбранный мотор-редуктор какие-либо проблемы в приложении.

Помните, что сегодняшние индивидуальные и стандартные передачи не исключают друг друга. Там, где невозможно создать полностью индивидуальные коробки передач (например, если количество недостаточно велико), рассмотрите возможность сотрудничества с производителями, которые продают коробки передач, изготовленные на заказ из стандартных модульных подкомпонентов. В противном случае, для небольших партий действительно нестандартных коробок передач, ищите производителей, которые используют новейшее программное обеспечение CAD, программное обеспечение CAM и станки, чтобы упростить постобработку и снизить стоимость разовых работ.

Последний совет: после того, как мотор-редуктор выбран и установлен в приложении, выполните несколько тестовых прогонов в типовых средах, которые воспроизводят типичные сценарии эксплуатации. Если конструкция демонстрирует необычно высокую температуру, шум или нагрузку, повторите процесс выбора передачи или обратитесь к производителю.

Подробнее о шестернях для передачи усилия и уменьшения скорости

Тенденция высшей передачи этого десятилетия: быстрое изменение дизайна

Что такое шестерни, их различные варианты и области применения? Техническое резюме

Часто задаваемые вопросы по мотор-редукторам

: когда выбирать предварительно смонтированный мотор-редуктор, а когда - в одиночку?

Часто задаваемые вопросы по мотор-редукторам

: Что такое Dept.нового правила малого двигателя энергетики?

Мотор-редукторы

. Часто задаваемые вопросы: каковы требования к эффективности для мотор-редукторов с непрерывным и прерывистым режимом работы?

Объяснение механической коробки передач - все основы

После того, как мы рассмотрели все виды автоматической трансмиссии, пришло время перейти к механической трансмиссии. Эта трансмиссия довольно сложна для понимания по сравнению с автоматической трансмиссией, поэтому все станет немного сложнее. Не волнуйтесь, мы сделаем все возможное, чтобы понять, насколько это возможно.

Прежде чем мы углубимся в это, нам нужно понять задействованные части и то, как они работают по отдельности. Давай начнем.

Популярное чтение: iMT vs AMT | Какая трансмиссия лучше?

Что такое коробка передач?

Связь между вашим двигателем и колесами называется трансмиссией. «Передача силы», отсюда и название. Эта передача энергии состоит из нескольких частей и требует предельных вычислений, чтобы предотвратить потерю энергии.Механическая коробка передач сравнительно сложнее для понимания, чем автоматическая. Теперь мы переходим к задействованным частям и как они работают.

Детали в механической коробке передач

Основными деталями механической трансмиссии являются выходной вал двигателя (также называемый входным валом), промежуточный вал, выходной вал, синхронизаторы, кулачковые муфты и сцепление. В валах есть шестерни, которые определяют, какой крутящий момент и скорость передаются на колеса.

Сцепление Диск сцепления

Соединение двигателя с входным валом, работа сцепления заключается в том, чтобы либо передавать вращательное усилие на входной вал, либо сокращать его.Он состоит из нескольких частей, которые работают при нажатии педали сцепления. При нажатии на педаль сцепления маховик отключается от узла сцепления, что прекращает подачу питания двигателя на трансмиссию. Это позволяет трансмиссии свободно вращаться от двигателя.

Это действие отключения выполняется следующим образом. После нажатия педали сцепления деталь, называемая вилкой сцепления, нажимает на нажимной диск сцепления, который непосредственно соединен со сцеплением, а сцепление соединяется с маховиком.Это нажатие устраняет соединение между муфтой и маховиком, тем самым разрезая цепь.

Входной вал

Этот вал соединен с маховиком через муфту. Он приводит в движение шестерни промежуточного вала с той же скоростью, что и двигатель.

Встречный вал

На промежуточном валу находится связка переменных шестерен, которые приводятся в движение двигателем через входной вал. Эти шестерни, также известные как шестерни промежуточного вала, находятся в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала.Постоянное зацепление означает, что эти шестерни всегда связаны друг с другом и все время вращаются. Шестерни промежуточного вала напрямую связаны с самим валом и поэтому всегда вращаются со скоростью вала.

Выходной вал

Выходной вал имеет шестерни разных размеров. Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала и свободно вращаются от выходного вала, но при включении они, проще говоря, застревают на выходном валу. Это означает, что выходной вал будет вращаться в соответствии с мощностью, передаваемой шестернями.Это станет легче, когда мы объясним всю работу позже.

Муфты собачьи Собачья муфта

На выходном валу установлены кулачковые муфты, отличные от обычных муфт. Когда водитель включает передачу, задача кулачковой муфты состоит в том, чтобы заставить это передаточное число перемещать выходной вал. Без включенного кулачкового сцепления все шестерни вращаются свободно, и автомобиль находится в нейтральном положении. Собачьи муфты могут входить и выходить для включения и выключения при необходимости, позволяя шестерням только вращаться, а не двигаться вперед и назад.Кулачковые муфты жестко соединены с выходным валом и служат связующим звеном между валом и незакрепленной шестерней.

Синхронизаторы

Задача синхронизатора - обеспечить одинаковую скорость выходного вала и шестерни, которая должна быть включена. У них есть фрикционные диски, которые замедляют передачи с той же скоростью, что и выходной вал, что позволяет легко подсоединять кулачковую муфту.

Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!

Передаточное число и как они изменяют выходную мощность

Перед тем, как мы объясним принцип работы механической коробки передач, нам нужно разобраться, что такое передаточные числа и как они изменяют мощность двигателя.

Передаточное число можно объяснить как соотношение зубьев шестерен. В случае трансмиссии это соотношение ведомой шестерни к ведущей. Передаточное число может помочь нам объяснить, как мы получаем больше крутящего момента на низкой передаче и высокой скорости на более высоких передачах.

Чтобы объяснить, почему нижняя передача имеет высокий крутящий момент, нам нужно обратиться к формуле крутящего момента. Крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние. Расстояние в данном случае - это радиус ведомой шестерни. Как мы знаем, ведомая шестерня становится меньше по мере увеличения передаточного числа, поэтому мы получаем больший крутящий момент на более низких передачах.

Что касается того, почему более высокая передача обеспечивает большую скорость, выходная частота вращения автомобиля определяется числом оборотов двигателя, деленным на передаточное число. Более высокие передачи имеют меньшее передаточное число, что позволяет нам получать больше оборотов в минуту.

Объяснить это на примере. Представьте, что ваши обороты постоянно равны 1000. Предположим, что ваше первое передаточное число составляет 3: 1, тогда выходное число оборотов будет 333,3 об / мин. Теперь предположим, что ваше передаточное число на высшей передаче составляет 0,5: 1, это означает, что теперь ваши обороты на выходе будут равны 2000.

Как это работает Схема механической коробки передач

Входной вал приводит в движение шестерни промежуточного вала, которые находятся в постоянном зацеплении с шестернями выходного вала.Вход приводит в движение шестерню промежуточного вала с собственной шестерней. Шестерни промежуточного вала постоянно соединены с промежуточным валом, поэтому промежуточный вал всегда вращается вместе с шестернями. Шестерни на выходном валу свободно соединены с выходным валом, поэтому свободно вращаются вместе с шестернями промежуточного вала и не перемещают выходной вал. Когда шестерня включена, мощность от входного вала сначала поступает на промежуточный вал, а затем на шестерни выходного вала.

Разница в том, что включенная шестерня теперь соединена с выходным валом.Поскольку шестерни не могут двигаться вперед и назад, соединение с валом осуществляется кулачковой муфтой (показано как втулка ступицы шестерни на диаграмме выше). Зубчатая муфта включенной передачи прикрепляется к шестерне и служит связующим звеном между валом и шестерней. Обратите внимание, что кулачковые муфты постоянно соединены с валом и перемещаются вилкой, соединенной с коробкой передач. Это заставляет вал вращаться с той же скоростью, что и передаточное число.

Подробнее: Как работает автоматическая трансмиссия гидротрансформатора | Разъяснил

При включении другой передачи муфта отключается от маховика, и на валы не передается мощность.Водитель выбирает новую передачу, и теперь синхронизатор с фрикционным диском замедляет передачу, чтобы кулачковая муфта подключилась к ней. Шестерня замедляется до тех пор, пока не достигнет той же скорости, что и выходной вал. Это позволяет кулачковой муфте легко включать шестерни без зазубрин. После того, как поток мощности снова запускается, новое передаточное число теперь приводит в движение выходной вал.

Работа заднего хода

Работа задней передачи осуществляется следующим образом.Поскольку двигатель не может вращаться в обратном направлении, трансмиссия должна вращать валы таким образом, чтобы автомобиль двигался назад. Это делается с помощью новой передачи, называемой холостым ходом. Холостая шестерня входит между шестерней промежуточного вала и шестерней выходного вала. Холостая шестерня заставляет шестерню выходного вала вращаться в противоположном направлении, заставляя автомобиль двигаться назад.

Поскольку холостая передача не имеет кулачковой муфты, автомобиль необходимо полностью остановить, прежде чем можно будет включить заднюю передачу.И если вы, как и многие люди, задаетесь вопросом, что происходит, когда машину ставят задним ходом, если она уже едет, ответ - она ​​просто не поедет задним ходом. Однако это приведет к столкновению зубьев и повреждению шестерен. Коробки передач предназначены для того, чтобы нельзя было включить заднюю передачу во время движения автомобиля вперед. Это все еще серьезно повреждает шестерни, поэтому, пожалуйста, не делайте этого.

Здесь рассказывается, как работает механическая коробка передач и как передаточные числа влияют на выходную мощность. Чем больше передач в автомобиле, тем выше может быть выходная мощность.Это одна из наиболее сложных обсуждаемых тем, и мы надеемся, что она достаточно ясна, чтобы понять, как работает механическая коробка передач.

Аналогичное чтение: DCT vs CVT vs AMT | Выберите лучшую трансмиссию

Как это работает: механические трансмиссии

Ссылки на следы из хлебных крошек

  1. Как это работает
  2. Описание функций

Механические трансмиссии в наши дни встречаются реже, но они все еще могут вселять страх в сердце нового водителя - или приносить радость водителю. энтузиаст

Автор статьи:

Джил МакИнтош

Дата публикации:

12 сен 2018 • 7 февраля 2019 • 4 минуты чтения • Присоединяйтесь к разговору Фото Дженнифер Фравика / Вождение

Содержание статьи

Мало что может внушить страх сердце нового водителя, или радость для энтузиаста, как видеть три педали, указывающие на механическую коробку передач.В то время как «рычаг переключения передач» когда-то был единственным предлагаемым типом, популярность автоматической коробки передач сделала механическую коробку передач относительно редкостью.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Сегодня механические коробки передач в основном используются на транспортных средствах с высокими характеристиками - хотя многие из них сейчас переходят на автоматику - или на базовых комплектациях некоторых автомобилей начального уровня по минимально возможной рекламируемой цене.

Как следует из названия, трансмиссия передает мощность от двигателя на колеса. Тяжелый центральный коленчатый вал двигателя вращается, чтобы обеспечить эту мощность, его скорость измеряется в оборотах в минуту или «об / мин», но водителям нужен более широкий диапазон скоростей транспортного средства, чем может обеспечить вращательное движение двигателя. Шестерни трансмиссии усиливают мощность двигателя для ускорения или снижают его обороты на скоростях шоссе, чтобы двигатель не перегружался. В отличие от автоматической коробки передач, водитель сам решает, когда перейти на соответствующую передачу.Коробки передач сложны, и это просто краткий обзор того, как они работают.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Современная механическая коробка передач обычно имеет пять или шесть передаточных чисел, обычно называемых скоростями, как в шестиступенчатой ​​коробке передач (задний ход и нейтраль в это число не входят). Внутри трансмиссии входной вал соединен с двигателем, который вращает вал; в то время как выходной вал направляет вращательное движение к колесам автомобиля, чтобы повернуть их.Мощность входного вала приводит в движение набор шестерен, называемых шестернями промежуточного вала. Они входят в зацепление с шестернями выходного вала, заставляя их вращаться.

Разница в размерах между шестерней промежуточного вала и соответствующей шестерней выходного вала определяет способ движения вашего автомобиля. На первой передаче меньшая шестерня приводит в движение большую, обеспечивая крутящий момент, необходимый для ускорения с места. На более высоких скоростях две шестерни могут быть одинакового размера, или более крупная шестерня приводит в движение меньшую, поэтому транспортное средство движется с более высокими скоростями, в то время как частота вращения двигателя остается относительно низкой.Вы можете увидеть это на тахометре: когда вы нажимаете на дроссельную заслонку, обороты двигателя повышаются, но когда вы переключаетесь на следующую передачу, обороты падают.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

  1. Принципы работы: автоматические коробки передач

Для переключения передач двигатель должен быть временно отсоединен от коробки передач, и здесь задействуется сцепление.Коленчатый вал двигателя, который постоянно вращается, когда двигатель работает, вращает на конце маховик. Сцепление находится между маховиком и трансмиссией, и оно либо соединяет, либо разъединяет их.

Сцепление содержит диск с фрикционным материалом на нем, похожий на тормозную колодку. Когда вы нажимаете педаль сцепления, прижимной диск отводит этот диск от маховика. Оба теперь отключены, и на трансмиссию не поступает мощность двигателя. Когда вы отпускаете педаль сцепления после переключения передач, диск сцепления и нажимной диск снова соединяются с маховиком, и крутящий момент двигателя передается на трансмиссию через входной вал.Как и в случае с вашими тормозами, фрикционный материал на диске со временем изнашивается и требует замены. Его потребуется заменить даже раньше, если вы «едете на сцеплении», то есть держите педаль сцепления нажатой наполовину. Это обычная привычка для новичков в работе с руководствами, но она лишь частично включает сцепление и создает ненужное трение.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание

После включения сцепления пора переключать передачи.Выходные шестерни разделены по валу синхронизаторами, которые обеспечивают плавный переход от одной передачи к другой. Они также блокируют выбранную передачу на выходном валу, поэтому вал вращается с соответствующей скоростью для привода колес (все шестерни выходного вала вращаются при отпускании сцепления, но только одна блокируется и фактически поворачивает выходной вал на в любой момент). Каждый синхронизатор скользит между двумя передачами, включая одну или другую. Когда вы перемещаете рычаг переключения передач, вы перемещаете вперед и назад металлические стержни, называемые планками переключения передач.Вилки на направляющих переключения передач прикреплены к муфте синхронизатора, и когда рычаг переключения передач перемещает направляющие, вилки перемещают синхронизатор с одной передачи на другую, чтобы включить его.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Проще говоря, для переключения с первого на второй вы нажимаете на сцепление, чтобы отсоединить двигатель и трансмиссию; вы перемещаете рычаг переключения передач, который переводит синхронизатор с первой передачи на вторую и фиксирует его на валу; и вы отпускаете сцепление, которое снова включает двигатель.Эта вторая передача вращает выходной вал, и мощность передается на колеса автомобиля.

Задний ход включает вращение выходного вала в противоположную сторону. В то время как передние скорости являются результатом прямого зацепления промежуточного вала и ведомых шестерен, задний ход - это небольшая шестерня, которая устанавливается между ними, чтобы обеспечить обратное движение. В нейтральном режиме ни одна из выходных шестерен не заблокирована на валу, поэтому двигатель может работать без остановки. Здесь нет парковочной передачи, как на автоматической, поэтому всякий раз, когда вы выходите из автомобиля с механической коробкой передач, всегда не забывайте включать стояночный тормоз, чтобы он не откатился.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь, чтобы получать информационный бюллетень Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

Нажимая на кнопку подписки, вы соглашаетесь на получение вышеуказанного информационного бюллетеня от Postmedia Network Inc. откажитесь от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки внизу наших писем. Postmedia Network Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже готово.Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск «Монитора слепых зон» Driving.ca скоро будет в вашем почтовом ящике.

Комментарии

Postmedia стремится поддерживать живой, но гражданский форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своим мнением о наших статьях. На модерацию комментариев может потребоваться до часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными.Мы включили уведомления по электронной почте - теперь вы получите электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, есть обновление в цепочке комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, комментарии. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

Коробка передач - обзор | Темы ScienceDirect

11.3.3 Редукторы

Редукторы или также обычно называемые редукторами или закрытыми редукторами скорости используются во многих электромеханических приводных системах, как показано на фотографиях на рис.11.14. Коробки передач, по сути, представляют собой несколько открытых зубчатых передач, содержащихся в корпусе. Корпус поддерживает подшипники и валы, удерживает смазку и защищает компоненты от воздействия окружающей среды. На рис. 11.14b показаны червячные редукторы с роликовыми затворами Lock и Dam 4, а также примыкающие к ним шестеренчатые ведущие шестерни. Десикантный сапун также показан в верхней части коробки передач.

Рис. 11.14. Цилиндрический редуктор для привода косых ворот (a) и червячный редуктор для привода роликовых ворот (b) (USACE).

Редукторы доступны в широком диапазоне грузоподъемности и передаточных чисел.Коробка передач предназначена для увеличения или уменьшения скорости. В результате выходной крутящий момент будет обратной функцией скорости. Если закрытый привод является редуктором скорости (выходная скорость меньше входной скорости), выходной крутящий момент будет увеличиваться; если привод увеличивает скорость, выходной крутящий момент уменьшается. Для подавляющего большинства приводов ворот скорость снижается и, следовательно, увеличивается крутящий момент. Таким образом, редукторы обычно называют редукторами для приводов ворот. К факторам выбора зубчатого привода относятся: ориентация вала, передаточное число, тип конструкции, характер нагрузки, номинальная мощность редуктора, окружающая среда, монтажное положение, диапазон рабочих температур и смазка.Цилиндрические редукторы и червячные редукторы являются одними из наиболее распространенных типов для электромеханических приводов (рис. 11.14).

Коробка передач, показанная на рис. 11.14a, представляет собой четырехступенчатый редуктор (четыре набора шестерен), прямой угловой и косозубый привод. Прямой угол означает, что в этом случае двигатель передает крутящий момент на редуктор горизонтально, а выходной вал редуктора расположен вертикально. Коробка передач используется в нескольких системах привода косых затворов USACE в Верхней Миссисипи, как показано на рис. 5.48b. Коробка передач имеет общий редуктор 406: 1.Коробка передач в сочетании с ведущей шестерней и секторной шестерней, описанной в Разделе 11.3.2, обеспечивает общее понижение (путем умножения каждого понижения) для системы привода угловой заслонки следующим образом:

Редуктор открытой шестерни = 6,85: 1

Редуктор коробки передач = 406: 1

(11,6) TotalDriveReduction = 6,85 × 406 = 2781: 1

Эта система дополнительно обсуждается и анализируется в разделе 5.4.2. Эта конструкция обеспечивает необходимое усилие для перемещения угловой заслонки во всем диапазоне ее хода с ожидаемым коэффициентом безопасности 5 против нормальной нагрузки.Понижение высокого привода 2781: 1, по-видимому, не является чем-то необычным. Напомним из Раздела 3.11, что шестерни голландских ворот с козырьком на Рейне обеспечивают общее снижение привода 50 300: 1. Зубчатая муфта соединяет выходной вал с валом ведущей шестерни и передает крутящий момент. Редукторы увеличивают крутящий момент приводной системы. Это видно из сравнения размеров входного и выходного валов. Входной вал в этом случае составляет 57 мм, а выходной вал - 222 мм. Были проблемы со центровкой и связанные с ними отказы зубчатой ​​муфты, о которых подробнее говорится в разделе 11.3.14. Это пример проблем, возникающих при неправильном первоначальном выравнивании и установке электромеханических приводов. Коробка передач имеет общий КПД 94% и использует насос с приводом от вала для циркуляции масла. Масляный насос запускается до включения коробки передач, чтобы обеспечить адекватную смазку шестерен. Это типично для многих редукторов, используемых для электромеханических приводов. Смазка разбрызгиванием также является обычным явлением. Обратите внимание, что на рис. 11.14a концевой выключатель кулачка приводится в движение с верхней части коробки передач.Этот концевой выключатель обеспечивает управление положением для системы привода и более подробно обсуждается в разделе 11.3.17.

Редукторы в проектах с гидравлическими затворами сталкиваются с некоторыми уникальными проблемами, обусловленными множеством факторов. Это включает в себя экстремальные экологические условия, включая высокие и низкие температуры, нечастое использование, а также коррозию и разрушение смазочных материалов, вызванную водой. На навигационных шлюзах коробки передач могут быть погружены в воду во время паводков. На фотографии на рис. 11.15 показан Шлюз 20 на реке Миссисипи, затопленный во время наводнения, включая приводные механизмы и все приводные редукторы.В условиях затопления также может попасть значительный мусор, который может повредить приводное оборудование.

Рис. 11.15. Заблокируйте кран водопропускной трубы 20 и оборудование угловой заслонки, затопленное во время наводнения (USACE).

Использование редукторов - надежный и проверенный метод передачи энергии в приводах ворот. Устойчивость к коррозии, долговечность смазочного материала и подходящие смазочные свойства в широком диапазоне температур имеют первостепенное значение. В США редукторы производятся в соответствии с применимыми стандартами Американской ассоциации производителей шестерен (AGMA).Применимые стандарты включают AGMA 2001, AGMA 2003, AGMA 6013, AGMA 6113 и AGMA 9005, Refs. [17,18,20–22]. Подавляющее большинство приводов ворот используют снижение скорости. Это означает высокоскоростной вход и низкоскоростной выход, а также низкий входной крутящий момент и высокий выходной крутящий момент. Скорость и крутящий момент обратно пропорциональны друг другу. Редукторы следует выбирать на основе опубликованных изготовителями номинальных значений, включая эксплуатационные факторы, для требуемых условий эксплуатации. Редукторы электромеханических приводов почти всегда изготавливаются по индивидуальному заказу с учетом требуемых приводных нагрузок и требуемой ориентации привода.Валы нестандартного диаметра и длины доступны у большинства основных производителей редукторов. Коробки передач должны быть оснащены подшипниками качения, а любые радиальные нагрузки на валы коробки передач должны быть минимизированы или устранены, если доступное пространство сильно не ограничено. Некоторые типичные требуемые конструктивные факторы для редукторов включают:

КПД

Фактор обслуживания

Рейтинг прочности

Класс прочности

0

Фактор срока службы

Фактор надежности

Фактор применения

Входная скорость и крутящий момент

Выходная скорость и крутящий момент

90 •
1 Диаметры входного и выходного валов

Для коробок передач стандарт AASHTO [2] снова является одним из факторов, учитываемых при проектировании.AASHTO требует, чтобы редукторы определялись на основе крутящего момента в предельном состоянии при эксплуатационном коэффициенте AGMA 1,0 и выдерживали крутящий момент в предельном состоянии перегрузки, не превышая 75% предела текучести любого компонента. Подшипники закрытого редуктора должны быть роликового типа и иметь срок службы L-10 40 000 часов. Требования к качеству передач - AGMA Class 9 или выше и люфт в соответствии со стандартами AGMA. Требования USACE [1] аналогичны и указывают на срок службы L-10 75 000 часов для подшипников с коэффициентом службы 1.0.

Хотя коэффициент обслуживания 1,0 часто используется и отмечается в различных руководствах по проектированию, его следует корректировать в зависимости от фактических условий эксплуатации. Фактор обслуживания объединяет такие переменные, как внешняя нагрузка, требуемая надежность и общий срок службы редуктора. Опубликованные коэффициенты обслуживания также часто являются минимумом, рекомендуемым для конкретного приложения. Для приложений, связанных с тяжелыми или ударными нагрузками, может потребоваться более высокий коэффициент обслуживания.

Смазка имеет решающее значение для правильного функционирования коробки передач, и эта тема более подробно обсуждается в Разделе 11.6.8. Смазка используется в коробках передач для контроля трения и износа между зубьями шестерен, а также для рассеивания тепла. Все редукторы выделяют тепло за счет трения, и чем менее эффективен редуктор, тем больше тепла выделяется. Там, где температура окружающей среды опускается ниже нормальных характеристик смазочного материала (температуры потери текучести), в корпусе редуктора может быть установлен нагреватель агрегата с термостатическим управлением. Однако эти нагреватели должны иметь наименьшую возможную мощность, чтобы масло не перегревалось и не «готовилось».Синтетические смазочные материалы часто являются приемлемой альтернативой маслам, поскольку они могут обеспечить лучшие характеристики при низких и высоких температурах. Отдельная система подачи смазочного масла, которая распыляет все шестерни и смазанные подшипники перед запуском и во время работы, часто используется для редукторов, которые работают нечасто, запускаются в условиях нагрузки или будут помещены на длительное хранение. Скопление воды и конденсация внутри коробок передач представляют собой серьезную проблему для коробок передач во многих приложениях привода затворов, включая большинство коробок передач в США.Это просто потому, что эти коробки передач часто находятся на улице и подвергаются воздействию погодных условий. Наводнение - еще одна серьезная проблема на многих сайтах блокировки. Отверстия для отвода воды, осушающие сапуны и водоразделительная фильтрация - это некоторые из различных методов, которые можно использовать для уменьшения проникновения воды. Сапун - это заглушка с отверстием, установленная в корпусе редуктора для обеспечения потока воздуха и снятия внутреннего давления, как показано на верхней части редуктора на рис. 11.14b. Соединительные порты для переносной фильтрации на коробке передач также помогают при обычной фильтрации масла и удалении влаги.Это обычно делается на многих сайтах блокировки USACE. Постоянно установленная система фильтрации петлей почек также успешно использовалась USACE. Эта система обеспечивает непрерывную фильтрацию трансмиссионного масла.

Еще одно соображение - это сама температура масла. Когда масло в коробке передач нагревается и охлаждается, оно расширяется и сжимается, позволяя влажному внешнему воздуху попадать в коробку передач через сапун. Чтобы ограничить проникновение влаги, необходимо использовать одноразовый влагопоглотитель подходящего размера.Десикантный сапун должен быть спроектирован и установлен правильно, а также должен быть заменен, когда адсорбент насыщен. Сапун, показанный на рис. 11.14b, является осушителем. Воздействие на коробку передач на открытом воздухе влажности и солнечного света также приведет к попаданию воды в масло редуктора. Изготовленные защитные покрытия или крыши иногда используются для ограничения прямого воздействия солнечного света и элементов. Существуют также системы, в которых вместо осушающего сапуна используется закрытый баллон. Когда воздух в коробке передач расширяется и сжимается, мочевой пузырь также расширяется и сжимается.По сути, это замкнутая система, изолированная от атмосферы.

Как и открытые зубчатые колеса, косозубые зубчатые колеса работают с меньшим шумом и вибрацией, чем цилиндрические зубчатые колеса, и являются одними из наиболее распространенных типов зубчатых колес, используемых в редукторах для электромеханических приводов. В любой момент нагрузка на косозубые шестерни распределяется на несколько зубцов, что снижает трение и износ. Цилиндрические редукторы имеют один из самых высоких КПД до 98% в некоторых случаях. Из-за их углового среза зацепление зубьев приводит к осевым нагрузкам вдоль вала шестерни.Это действие требует, чтобы упорные подшипники воспринимали осевую нагрузку и поддерживали соосность шестерен. Цилиндрические шестерни способны передавать высокий крутящий момент. Цилиндрические шестерни обычно работают с валами, параллельными друг другу. Два наиболее распространенных типа - это концентрический (входной и выходной валы расположены на одной линии) и параллельный вал (входной и выходной валы смещены). Одноступенчатые редукторы с косозубой шестерней обычно используются для передаточных чисел примерно до 8: 1. Там, где требуются более низкие скорости и более высокие передаточные числа (больший крутящий момент), возможны двойные, тройные и четверные передачи.Как отмечалось ранее, косозубая коробка передач, показанная на рис. 11.14a, дает четырехступенчатую передачу.

Червячные передачи используются, когда требуются большие редукторы в ограниченном пространстве и требуется очень высокая механическая мощность. Их можно адаптировать к приложениям, где требуются высокие ударные нагрузки. Червячный редуктор, показанный на рис. 11.14b, является оригинальным редуктором для механизма роликовых ворот на замке и плотине 4, также показанным на рис. 11.5, и был установлен в 1935 году. Входной редуктор составляет 685 об / мин, а выходной - 10 об / мин для 68 .5: 1 уменьшение. Все 94 привода роликовых ворот на шлюзах и плотинах реки Верхняя Миссисипи используют один и тот же базовый червячный редуктор с некоторыми небольшими отклонениями от объекта к объекту. При червячном приводе с одинарным редуктором червячная передача перемещается только на один зуб на каждые 360 градусов поворота червяка. Более высокие передаточные числа можно получить, используя двойные и трехкратные передаточные числа. Червячные передачи обычно имеют редукции от 20: 1 до 300: 1. Червячные редукторы также могут сильно нагреваться внутри редуктора и являются одними из наименее эффективных редукторов.Поэтому требуемая вязкость смазочного материала намного выше, чем для косозубого редуктора. Многие червячные передачи (не все) обладают тем свойством, которого нет у других зубчатых колес: они могут быть самоблокирующимися. Червяк может легко повернуть шестерню, но шестерня не может повернуть червяк. Эта функция самоблокировки обычно применима для червячных передач с углом упора менее 5 градусов. Это связано с тем, что угол на червяке настолько мал, что, когда шестерня пытается его вращать, трение между шестерней и червяком удерживает червяк на месте.Функция самоблокировки червячного редуктора никогда не должна использоваться для замены тормоза в системе привода.

Работа червячной передачи аналогична винтовой. Относительное движение между этими шестернями является скорее скользящим, чем качением, и требует более высокой вязкости смазки. Равномерное распределение давления на зубья этих шестерен позволяет использовать металлы с изначально низкими коэффициентами трения, такие как бронзовые колесные шестерни с червячными передачами из закаленной стали. Еще одно существенное отличие от косозубых шестерен заключается в том, что червячные передачи обычно изготавливаются из разнородных материалов, что снижает вероятность истирания и снижает трение.Присадки для противозадирных присадок в смазке обычно не требуются для червячных передач и могут фактически повредить бронзовую червячную передачу. Червячные передачи также имеют более низкую пусковую эффективность, поэтому для червячных передач требуются двигатели с высоким пусковым моментом. КПД червячных передач обычно составляет от 50% до 90% в зависимости от величины редукции.

Конические шестерни используются для передачи движения между валами с пересекающимися осевыми линиями. Существует четыре основных типа конических зубчатых колес, и все они создают как осевые, так и радиальные нагрузки в дополнение к касательным нагрузкам на опорные подшипники.Самая простая коническая передача - это прямая коническая передача. Угол пересечения обычно составляет 90 градусов, но может достигать 180 градусов. Когда сопряженные шестерни равны по размеру, а валы расположены под углом 90 градусов друг к другу, они называются угловыми шестернями. Зубья конических зубчатых колес можно также нарезать криволинейным образом для получения спирально-конических зубчатых колес, которые обеспечивают более плавную и тихую работу, чем конические зубчатые колеса с прямой резкой.

Помимо самих шестерен, внутри коробки передач есть много других компонентов.Следует также обратить внимание на подшипники, уплотнения и другое вспомогательное оборудование, такое как насосы и любые теплообменники. Смазка коробки передач имеет решающее значение для правильной работы всего этого оборудования. В большинстве закрытых редукторов используется одна смазка для шестерен, подшипников, уплотнений, насосов и т. Д. Поэтому выбор правильной смазки для системы зубчатого привода включает в себя удовлетворение потребностей в смазке не только шестерен, но и всех других связанных компонентов системы. Между корпусом редуктора и входным и выходным валами используются уплотнения для удержания масла и блокировки грязи и загрязнений.Уплотнения могут препятствовать проникновению воды в коробку передач, если она погружена во время затопления. Наиболее часто используемый тип, радиальное манжетное уплотнение, состоит из металлического корпуса, который входит в отверстие корпуса, и эластомерной уплотнительной кромки, которая прижимается к валу.

Снижение инерции нагрузки | Schneider Electric Motion США

В нашем последнем сообщении мы обнаружили, что коробка передач уменьшает инерцию нагрузки, которая связана с выходным валом коробки передач на обратный квадрат передаточного числа (гр) или:

Отраженный Дж = нагрузка Дж / гр 2

Уменьшение инерции может оказаться очень полезным, когда вы пытаетесь рассчитать большую инерционную нагрузку, чтобы она хорошо работала с меньшим двигателем.Помимо уменьшения инерции нагрузки на величину, обратную квадрату gr, крутящий момент двигателя увеличивается на gr за вычетом КПД коробки передач. Все это похоже на волшебство. Мы можем получить хорошие инерционные согласования нагрузки с ротором и одновременно увеличить крутящий момент. Обратной стороной является то, что нам нужно приобрести еще один компонент, но это может иметь дополнительные преимущества, связанные с общим комбинированным размером двигателя и коробки передач, по сравнению с более крупным шаговым двигателем, который может напрямую справляться с нагрузкой.

Следует помнить, что двигатель должен вращаться быстрее, чтобы выходной вал коробки передач вращался с желаемой скоростью.Почему это важно? Вы помните, как выглядит кривая крутящего момента шагового двигателя? Конечно, у вас. Шаговый двигатель имеет большой крутящий момент на низких скоростях, а крутящий момент падает на более высоких скоростях. Я преследовал свой хвост несколько раз, постепенно увеличивая границу, только чтобы обнаружить, что крутящий момент двигателя упал на более высокой скорости и что мы ничего не получили. Также помните, что мы немного теряем выходной крутящий момент двигателя из-за эффективности коробки передач.

Менее дорогой системой редуктора является шкив.Представьте себе шкив, прикрепленный к валу шагового двигателя диаметром 1,0 дюйм, соединенный ремнем со вторым шкивом диаметром 3 дюйма. У нас гр 3: 1. Обычно это такое же высокое соотношение, как и для шкивов.

Большой шкив действительно быстро становится больше с более высокими передаточными числами. Например, при соотношении 5: 1 больший шкив вырастет до 5 дюймов. Почему это проблема? Инерция диска пропорциональна квадрату радиуса. Мы просто увеличили радиус с 1,5 дюймов (для шкива 3 дюйма) до 2.5 дюймов (для 5-дюймового шкива)

1,5 2 = 2,25 против 2,5 2 = 6,25, что почти в три раза больше инерции.

Давайте поиграем с числами.

Предположим, что к валу двигателя прикреплен шкив диаметром 1 дюйм и имеет толщину или длину 0,375 дюйма. Расчет его веса:

Шкив W 1 = π * r 2 * длина * плотность = вес в фунтах.

3,14159 * 0,5 2 * 0,375 * 0,098 = 0,029 фунта

Шкив J 1 = Wr 2 /2 = 0.029 * 0,25 / 2 = 0,00363 фунт-дюйм 2

Повторите расчет для большего шкива:

3,14159 * 1,5 2 * 0,375 * 0,098 = 0,26 фунта

J шкив 2 = Wr 2 / 2 = 0,26 * 2,25 / 2 = 0,293 фунта-дюйма 2

И вы помните, что ремень похож на тонкое кольцо, и его инерция равна:

Ремень J = Wr 2 , где r - радиус меньшего шкива.

Предполагая, что ремень весит 0,25 фунта, получаем:

J ремень = 0.25 * 0,5 2 = 0,0625 фунт-дюйм 2

J всего отраженного = J Шкив 1 + J ремень + J шкив 2 / gr 2 + J конвейерная лента / gr 2 (использовалось в нашей последней публикации )

Подставьте наши значения:

Дж. Общее количество отражений = 0,00363 + 0,0625 + 0,293 / 9 + 0,529 / 9

Дж. Общее количество отраженных лучей = 0,1575 фунт-дюйм 2

вал двигателя.

Интересный момент, который следует отметить, это то, что общее количество отражений J системы шкивов равно 0.1575 фунтов на дюйм 2 , в то время как коробка передач с уменьшением 5: 1 из нашей последней публикации дала J, отраженное в сумме 0,0362 фунта на дюйм 2

И шкивы, и коробка передач сделали свою работу по снижению инерции нагрузки (0,529 фунт-дюйм 2 ), видимый двигателем.

Прочтите следующее сообщение в блоге: «Проектирование с управлением движением в уме»

.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *