Виды коробки передач: Виды коробок передач автомобиля и как они устроены

Какие бывают коробки передач

Механические

КОРОБКИ передач появились на заре автомобильной эры. Конструкция “механики” постоянно совершенствовалась и сейчас отработана до мелочей. Есть несколько видов МКПП. На машинах с продольным расположением двигателя обычно применяют трехвальные коробки. Главная их особенность – при включении прямой передачи (как правило, это четвертая ступень) входной и выходной валы жестко соединяются между собой. То есть потери мощности не происходит и экономичность автомобиля при равномерном движении улучшается. Но это преимущество сошло на нет с появлением в КПП повышающей передачи. Таким образом на сегодняшний день кроме удобства компоновки других достоинств у трехвальных коробок не осталось.

На моделях с поперечным расположением мотора используются так называемые двухвальные КПП. Такая конструкция проще и дешевле в производстве. Правда, при условии, что передач в коробке не более пяти. Однако инженеры стремятся как можно полнее использовать возможности двигателя. Поэтому на современных моделях можно встретить и шестиступенчатую “механику”. Построить ее по традиционной двухвальной схеме в силу компоновочных и технологических причин не всегда получается. Вот и приходится создателям дополнительно усложнять конструкцию. Но игра стоит свеч – такие коробки получаются компактными и позволяют поперечно разместить в подкапотном пространстве даже рядные шестицилиндровые моторы (как, например, у “Volvo S80”), но о простоте и дешевизне речи уже не идет.

Однако, в любом случае “механика” сохраняет свои главные преимущества – достаточно высокий коэффициент полезного действия и небольшую массу. Поэтому автомобили с МКПП более экономичны и обладают хорошей динамикой разгона.

“При обычной езде трансмиссия моего автомобиля работает достаточно тихо. Но если двигаться задним ходом, салон наполняется гулом. Причем чем выше скорость, тем громче шум. Кроме того, я обратил внимание, что иногда задняя передача включается с характерным хрустом. Так и должно быть или моя машина неисправна?

 

К. Сараев, Махачкала”.

– Скорее всего с вашей машиной все в порядке. Дело в том, что в механических КПП задняя передача обычно не синхронизирована. Поэтому автопроизводители разрешают включать ее только через 10-15 с после полной остановки автомобиля. Если же слышен хруст, значит, вы не выдержали требуемую паузу и при соприкосновении шестерен произошел удар.

Что касается нарастающего гула при езде задним ходом, то это тоже особенность “механики”. Как правило, ради упрощения и удешевления конструкции КПП шестерни задней скорости делают прямозубыми. Такая передача при работе издает сильный шум. Но поскольку задним ходом машина передвигается недалеко и достаточно редко, то инженеры обычно не обращают внимания на этот недостаток.

 

Автоматические

“Lexus LS460” первым в мире получил восьмиступенчатый “автомат”.

ТАКИЕ КПП стали широко применяться с середины прошлого века как альтернатива тогда еще неудобным в управлении механическим трансмиссиям. С тех пор с каждым годом автоматические коробки передач становятся все популярнее. Причем сегодня для многих престижных моделей МКПП не предусмотрена в принципе.

Такие коробки полностью избавляют водителя от заботы переключать передачи и нажимать педаль сцепления и тем самым сильно упрощают процесс управления автомобилем. Об этом главном преимуществе АКПП знают все. Но вдобавок “автомат” повышает долговечность других деталей и узлов трансмиссии, поскольку передачи переключаются плавно, без рывков и ударов. Да к тому же – без разрыва потока мощности, благодаря чему автомобиль стабильнее ведет себя на дороге.

Но за удобство надо платить. Конструкция автоматических коробок передач такова, что они изначально обладают множеством недостатков. Основной из которых – низкий коэффициент полезного действия. Дело в том, что гидротрансформатор, заменяющий у АКПП сцепление, способен эффективно работать лишь при определенных условиях. Стоит коробке выйти из этого оптимального для нее режима, как расход топлива у машины возрастает, а динамика разгона соответственно падает. С этой проблемой борются увеличением числа передач. Например, если еще недавно четыре ступени считались нормой, то сегодня “автомат” на автомобиле “Lexus LS460” имеет уже восемь передач.

Увеличение количества ступеней неизбежно влечет за собой усложнение управляющий электроники и гидравлики. А значит – растет стоимость и без того недешевой коробки. Кроме того, некоторых водителей раздражает своенравность “автомата”, который переключает передачи по своему усмотрению, да к тому же с заметной задержкой. Даже современная электроника, умеющая подстраиваться под стиль вождения, и “автоматы” с режимом “ручного” управления смогли побороть эти недостатки лишь отчасти.

Кроме того, АКПП требует грамотного обслуживания и бережного отношения. Несоблюдение правил ее эксплуатации может привести к дорогостоящему ремонту.

Тем не менее покупатели готовы платить за комфорт. Поэтому “автоматы” постепенно вытесняют МКПП. В частности, на рынке США львиная доля продаж приходится на машины с АКПП. “Механика” для заокеанских водителей – экзотика.

“Летом поехали с друзьями на пляж. Я случайно заехал на песок. При попытке тронуться с места ведущие колеса закопались и остановились. Двигатель продолжал работать, и при нажатии на педаль газа его обороты росли, но машина все равно не двигалась. Приятели сказали, что это особенность большинства “автоматов”. Они правы?

 

А. Антонов, Москва”.

– ПРАВЫ. В отличие от автомобилей с механической коробкой передач на моделях с “автоматом” нет жесткой связи между двигателем и колесами. Функции сцепления на таких машинах выполняет гидротрансформатор. Он напоминает полый внутри бублик, заполненный специальной жидкостью. Внутри у него три колеса с лопастями. Первое (насосное) связано с мотором, второе (турбинное) – с КПП, а третье (реактор) – неподвижно (оно перенаправляет поток масла). Когда двигатель работает, насосное колесо крутится, жидкость циркулирует внутри гидротрансформатора и, ударяясь о лопатки турбинного колеса, заставляет его тоже вращаться. Если же колеса встретят очень большое сопротивление (как в вашем случае), то турбинное колесо просто остановится и двигатель начнет крутить насосное колесо вхолостую.

 

Роботизированные

Роботизированные коробки передач обычно ставят на компактные доступные модели типа “Peugeot 107”.

ПОДОБНЫЕ устройства – это компромисс между механическими и автоматическими коробками передач. От первых “роботы” позаимствовали техническую “начинку”, от вторых – удобство управления. По су ти, это обычные МКПП, в которых по команде электроники сервоприводы выжимают сцепление и переключают передачи.

В итоге роботизированные КПП получаются проще и дешевле традиционных “автоматов”, но сравниться с ними по плавности и четкости работы, особенно при активной езде, тем не менее не могут. Поэтому сегодня “роботов” применяют в основном на недорогих массовых моделях (например, “Peugeot 107”). Исключение – эксклюзивные суперкары, например “Bugatti EB 16.4 Veyron”. Управляющая электроника на таких моделях справляется с переключением передач лучше иного опытного водителя. Но стоят подобные устройства очень дорого.

Особняком среди роботизированных коробок передач стоит трансмиссия DSG (“Direct Shift Gearbox”) фирмы “Borg Warner”, которую использует концерн “Volkswagen” на многих своих моделях. Подробно об этой КПП мы недавно рассказывали, поэтому лишь напомним, что она переключает передачи так же плавно и быстро, как “автомат”, сохраняя при этом хорошую топливную экономичность и динамику разгона. Но высокая стоимость такой коробки не позволяет применять ее на недорогих моделях.

 

“У меня автомобиль с роботизированной коробкой. В инструкции сказано, что при парковке надо включать нейтральную передачу и ставить машину на “ручник”. Но соседи по стоянке говорят, что зимой так делать не стоит. Мол, тормозные колодки примерзнут, и я не смогу тронуться с места. Как быть в такой ситуации?

 

И. Фомова, Санкт-Петербург”.

– ДЕЙСТВИТЕЛЬНО, колодки могут примерзнуть. Причем скорее даже не зимой, а в межсезонье, когда днем влажно и относительно тепло, а ночью – заморозки. Однако избежать подобной проблемы очень просто. Приехав на стоянку, надо всего лишь заглушить двигатель при включенной передаче. Но помните, что при таком положении рычага мотор не заведется. Поэтому перед запуском, как и предписывает инструкция, обязательно переведите селектор в режим “нейтраль”.

 

Вариаторы

Вариаторы пока используют только с относительно маломощными двигателями. Например, на “Audi A8” бесступенчатая трансмиссия предлагается только для версий с шестицилиндровыми моторами.

ЭТО особый вид автомобильных трансмиссий, интересный тем, что в такой коробке передач нет вообще. Передаточное число здесь меняется бесступенчато, в зависимости от нагрузки на двигатель и ряда других параметров. В результате мотор всегда работает в оптимальном режиме. Например, при равномерном движении – на оборотах максимальной мощности. В итоге без ущерба для динамики снижается расход топлива.

Вариаторы уже давным-давно применяются на мотороллерах и другой легкой двухколесной технике, но на автомобилях бесступенчатые трансмиссии стали широко использоваться относительно недавно – в конце прошлого века. Дело в том, что крутящий момент в таких “коробках” обычно передает специальный ремень. “Переварить” большую мощность он просто не может. Ремень начинает проскальзывать по шкивам. Автопроизводители пытаются решить проблему разными способами. Например, “Audi” вместо ремня использует особую цепь, а “Nissan” на некоторых своих моделях применяет тороидный вариатор. Тем не менее для многолитровых моторов бесступенчатая трансмиссия, как правило, не подходит.

И это не единственная проблема вариаторов. Потери мощности в таких “коробках” все же есть, поэтому экономичность и динамика разгона у машин с подобной трансмиссией все же чуть хуже, чем у аналогичных моделей с МКПП. К тому же не всем нравится то, что вариатор всегда поддерживает постоянные обороты двигателя. Ведь при разгоне, вместо того чтобы постепенно раскручиваться, мотор сразу выходит на максимальные обороты и все время работает на них, монотонно гудя. В результате у человека за рулем создается впечатление, будто машина ускоряется недостаточно быстро. Поэтому многие автомобильные компании на свои модели ставят вариаторы с режимом ручного переключения виртуальных передач.

Бесступенчатые трансмиссии очень удобны в управлении. Ведь режимы работы у них выбираются, как и у обычных “автоматов”, – с помощью селектора. При этом по сравнению с АКПП вариаторы относительно просты и недороги. Поэтому в будущем такие трансмиссии скорее всего найдут самое широкое распространение.

 

“Я знаю, что в случае поломки автомобили с АКПП разрешено буксировать только на небольшие расстояния и с ограниченной скоростью. А распространяются ли подобные требования на машины с вариаторами?

 

М. Васиков, Сургут”.

– ДА, распространяются. По словам специалистов, к автомобилям с бесступенчатыми трансмиссиями при буксировке применимы все те же требования, что и для моделей с “автоматами”. Причина так же сходна – из-за недостаточного давления в системе смазки возможны перегрев и поломка вариатора. Поэтому перед тем, как тащить неисправную машину на буксире, обязательно изучите ее инструкцию по эксплуатации.

 

Автор

Юрий УРЮКОВ

Издание

Клаксон №20 2007 год

Фото

фото фирм-производителей

Виды и типы КПП (коробки переключения передач)

Коробка переключения передач (КПП) – это механизм, который преобразует крутящий момент, передающийся ведущим колесам от коленчатого вала двигателя, по величине и направлению. Именно с помощью коробки передач автомобиль способен двигаться вперед и назад, а его двигатель – отключаться от ведущих колес.

Изменение силы тяги и величины крутящего момента на ведущих колесах автомобиля производится путем зацепления шестерен с различным числом зубьев в механизме коробки переключения.

Кроме того, при переключении коробки передач в нейтральное положение, обеспечивается “отключение” двигателя автомобиля и сцепления от остальных механизмов трансмиссии. Это может быть полезно, например, при движении автомобиля накатом или при стоянке на перекрестке в ожидании разрешающего сигнала светофора.

Виды коробок переключения передач

Коробки переключения передач бывают:

1. Механические (МКПП) – такие коробки отличаются высоким коэффициентом полезного действия при наименьшем весе. Обеспечивают более динамичный разгон автомобиля и экономичный расход топлива.
2. Автоматические (АКПП) – эти коробки отличаются простотой использования, но вместе с тем довольно «задумчиво» переключают передачи и заметно увеличивают расход топлива.
3. Роботизированные – представляют собой некий симбиоз механической и автоматической коробки переключения передач. По сути, это механическая коробка передач с электронным управлением включения сцепления, однако такой вид коробки передач уступает в четкости переключений коробке-автомату.
4. Бесступенчатые (вариаторы) – от всех вышеперечисленных видов коробок передач отличается отсутствием непосредственно самих передач. То есть передаточное число в нем изменяется плавно, без ступеней.
   Однако широкому применению вариаторов в автомобилях препятствует то обстоятельство, что в силу конструктивных особенностей, в большинстве случаев, ремень передачи крутящего момента не выдерживает высоких мощностей современных автомобильных двигателей.

Больше всего вопросов у автолюбителей возникает о том, какие КПП лучше: механические или автоматические? А чтобы понять, какой из «автоматов» предпочтительней, читайте статью «Что лучше робот, автомат или вариатор».

Виды коробок передач: АКПП, МКПП, вариатор

 КПП – особый узел автомобиля, который оказывает влияние на скорость передвижения автомобиля. С его помощью работает крутящий момент от мотора к колесам и может он способствует увеличению тяги, в итоге обеспечивая разгон автомобиля. Разделяют 2 типа КПП: автоматические и механические. Они различны строением, а значит и собственными функциональными возможностями.

 МКПП

 В строении первых авто была только МКПП, но и теперь «механику» можно часто встретить, так как она имеет свои особые плюсы:

 Контролировать машину можно более точно.

 Строение этой детали не очень сложное, поэтому МКПП реже ломается и выходит из строя. К тому же ремонт детали недорогое и его проще обслуживать.

 Автомобиль имеет значительную мощность и его несложно разогнать до требуемой скорости, потому что у механической коробки передач более высокий КПД. По этой причине на спортивные автомобили устанавливают только такие узлы.

 АКПП

 Но, не учитывая такие хорошие тех.характеристики, «механика» имеет и некоторые минусы. Во-первых, автоводителям приходиться сталкиваются с проблемами в управлении машиной, пока не научатся управлять автомобилем, в отличие от АКПП. Во-вторых, даже опытные водители не совсем комфортно себя чувствуют, когда требуется, например, в пробках периодически переключать передачи. Это приводит к усталости, а значит, водитель способен потерять

точность управления на дороге. В-третьих, водители, которые заставляют двигатель работать на всю мощность, сокращают срок службы двигателя.

 Робот

 КПП-робот по своему принципу работы намного схожа с механической коробкой передач. Но существует отличие, которое заключается в том, что размыкание и смыкание сцепления выполняют специальные актуаторы, заведует которыми специальный электронный блок. Вождение можно назвать облегченным, потому что нет педали сцепления и это считается плюсом. Но существует и минус – отсутствует обратная связь по сцеплению, что плохо влияет на сам разгон автомобиля.

 Плюсы, минусы и дополнительные подводные камни

 На данный момент, многие водители выбирают автомобили, на которых установлена

автоматическая коробка передач. Это можно объяснить следующим:

 Легко управлять транспортом.

 Движение становится безопасным, потому что водитель не ощущает усталость в дороге и не теряет бдительность.

 Функционал АКПП задана в постоянном правильном режиме, по причине чего мотор не будет работать на износ, так как обороты мотора меняются плавно.

 Но и как в любой детали в АКПП можно найти свои минусы. Ее строение непростое, потому ремонтировать ее будет затратно по деньгам. К тому же, АКПП очень чувствительна к бездорожью и ямам на дороге, и постоянная езда по ямам приводит проблемам и выходу из строя. Если транспортное средство не работает по любой причине, то ее транспортировку должен выполнять только эвакуатор. В неожиданных ситуациях торможение двигателем осуществить просто нереально. Автомобиль не будет обладать такими показателями динамики разгона как в случае с МКПП, за счет медленного переключения передач.

 Теперь несколько слов о вариаторе. Ранее такой тип трансмиссии существовал только на мототехнике. Сейчас он претерпел изменен и отлично устанавливается на автомобили. Вариаторы отличаются надежностью и увеличивают срок службы авто. Вот только при выходе из строя блока управления, ремонт будет дорогим.

 Главной особенностью, которая отличает все коробки передач, является потребление топлива. Автомобиль с АКПП требует столько бензина, сколько установлено программой. В МКПП можно регулировать подачу горючего, тем самым обеспечить более экономичный расход. Да и сами автомобили с такой коробкой передачи стоят намного дешевле. Но есть один нюанс, привод, диски сцепления и корзина, которые есть в МКПП, требуют постоянной замены, потому обслуживание транспорта не такое уж и дешевое, как может показаться на первый взгляд.

Коробка передач автомобиля. Виды КПП

Коробка передач является важным узлом в устройстве автомобиля и предназначена для передачи мощности двигателя к ведущим колесам. В процессе передачи мощности, в виде крутящего момента, происходит его трансформация (увеличение или уменьшение), изменение направления и т.д. Второе предназначение коробки передач – отключение крутящего момента от трансмиссии, исключение – механическая коробка. В этом виде коробок отключение крутящего момента происходит при помощи отдельного узла – сцепления.

Рассмотрим ниже все концепты коробок передач, их основные плюсы и минусы, перспективы.

Различают основные виды коробок передач:

Механическая коробка управляется ручным способом, это более старый вид, но очень хорошо себя зарекомендовавший, особенно у водителей, которые любят ощутить всю мощь своего железного коня.

Естественный недостаток таких КПП низкий КПД, из-за трения зубьев шестерен, сопротивления трансмиссионного масла.

Автоматическая коробка, так же известна и применяется давно в автомобилестроении. Переключение ступеней скорости происходит в автоматическом режиме, а вот команда на начало движения или движение задним ходом требует команды водителя. Как и у МКПП, у «автомата» небольшой КПД по тем же причинам и из-за наличия планетарных механизмов в устройстве коробки.

Любителями таких коробок являются, конечно, наши дамы. Многие просто не знают, что раньше существовала и третья педаль – сцепление. К дамам можно отнести и «американского потребителя», американцы очень редко покупают авто с механикой.

Как говорилось выше, МКПП наилучший вариант коробки, и даже роботизированная коробка передач изготовлена на её основе, но с автоматическим управлением. Управление «роботом» может даже подстраиваться под стиль вождения. Недостатки те же, что и у механики, а вот плюсов, гораздо больше.

Применив два вала, удалось повысить КПД, уменьшить габаритные размеры, повысить надежность коробки.

Автолюбителям пришлась по душе роботизированная коробка, а для любителей механики или просто принципиальных противников РКПП, есть возможность перехода на ручной режим управления.

Вариатор – новое слово в коробках передач. Главным недостатком вариатора остается пока невозможность применения на более тяжелых моделях авто, чем малолитражки. Неоспоримое достоинство, это, конечно, простота, плавное изменение крутящего момента, довольно высокий КПД, поскольку отсутствуют пары шестерен передач, кроме «заднего хода».

Автолюбители разделились практически поровну, на скептиков и любителей вариаторов, но времена МКПП постепенно уходят в прошлое и, пока будущее за «роботом» и вариатором! А там поживем – увидим!

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Все обо всем.

Виды коробок передач

Самая основная задача коробки передач — распределение крутящего момента от мотора автомобиля к его колесам, а также изменение объема тяги, зависящее от различных условий передвижения авто. Современные машины оснащают различными видами коробок передач. На сегодняшний день автопроизводители представляют несколько видов КПП: механические, автоматические, роботизированные и бесступенчатые, которые еще называют вариаторами. Все они имеют отличия в работе и функциональности. Об этих отличиях и поговорим.

Механические коробки передач

Механической коробке передач уже более сотни лет истории и за этот период она претерпела не малую эволюцию, которая позволила довести механику, если не до совершенства, то до максимально возможных ее лучших качеств. Переднеприводные современные автомобили оснащают двухвальными КПП, которые соединяются одним валом с мотором, а вторым — с трансмиссией двигателя. Обычные шестеренки позволяют создавать крутящий момент в двигателе.

Если говорить обычным языком, то механическая КПП — это наиболее простая конструкция из всех прочих.

Правда это утверждение распространяется только на коробки, где не более пяти ступеней. Сегодня все же стремятся к максимальной экономичности автомобилей, поэтому коробки все больше изготавливают шестиступенчатыми. В этом случае обычная двухвальная система слабовата и инженеры усложняют конструкцию коробки передач. Но это не мешает «механике» вырабатывать достаточный коэффициент полезного действия, то есть быть максимально эффективной.

Роботизированные коробки передач

Роботизированные КПП в чем-то практически идентичны механическим. Основное их различие лишь в том, что в «роботах» управление сцеплением осуществляется по средствам специальных сервоприводов, работа которых полностью контролируется электроникой.

Плюсы такой схемы очевидны — водитель тратит меньше усилий на управление автомобилем и может не обременять себя постоянным переключением передач.

Помимо этого, сходство «роботов» с «механикой» и в том, что они также обладают высоким КПД, только вот плавностью своей работы этот вид КПП похвастать, увы, не может. Поэтому-то их используют чаще на бюджетных моделях авто, как альтернативу автоматике. Есть, правда, исключения. Роботизированную КПП можно увидеть и на суперкарах, например, на «Ferrari», правда многое в этих КПП заимствовано из мира спорткаров и автомобильных гонок, что, естественно, ведет к удорожанию таких машин.

Отдельно можно выделить новшество в автомобилестроении — разработки «роботов» с двумя сцеплениями. Впервые данную трансмиссию опробовал на своих моделях автоконцерн Volkswagen, разработку свою компания назвала Direkt-Schalt-Getriebe. Позже ее приняли во внимание и другие компании Volvo, Ford, Mitsubishi. Роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями в силу своей высокой функциональности отличаются более быстрой работой. Инженеры утверждают, что за подобными разработками большое и перспективное будущее.

Автоматические коробки передач

Автоматические коробки передач — это альтернативное решение, пришедшее на смену механическим КПП еще в середине прошлого столетия. Сегодня автоматические коробки передач имеют высокую популярность и очень востребованы, и это вполне обосновано.

Все потому что, как и в случае роботизированных КПП, переключение передач происходит полностью автоматически, плюс к этому «автоматы» более плавны в своих действиях, чем «роботы».

Автомобиль с автоматической КПП более ровно держится на дороге, так как вся тяга мотора без разрыва потоков мощности передается с мотора непосредственно на все колеса автомобиля.

Но есть у автоматических КПП и весомые минусы. Во-первых, автоматы намного тяжелее других своих собратьев. Обусловлено это заменой обычных шестерен в двигателе планетарными передачами; тяги и рычаги в нем заменены довольно сложной гидравликой, а сцепление представлено гидротрансформатором, который, к слову сказать, эффективность своей работы может проявлять только в довольно узком диапазоне действий, поэтому число передач инженерам приходится увеличивать.

Сегодня не редкость автомобили и с восьмиступенчатой автоматической коробкой передач.

Но при всех инновациях и разработках «автоматы» пока что проигрывают «механике» по эффективности работы.

Давайте посмотрим, что такое автоматическая коробка передач:

Вариаторы

Вариаторы любопытны тем, что совсем не имеют в своей конструкции передач. Разработок вариаторов множество, но максимальную реализацию получила клиноременная схема. В данном случае имеются два шкива, соединенных один — с двигателем, второй — с трансмиссией. Специальный ремень и цепь приводят в действие крутящий момент мотора.

В теории такой тип коробки передач идеален, так как способен постоянно поддерживать максимально экономичное и динамичное передаточной число.

Но на практике все не так оптимистично, потому как для работы вариатора требуется наличие узла, который чаще всего представляют гидротрансформатором или гидромуфтой. А работа их, как уже было отмечено выше, снижает коэффициент полезного действия двигателя.

Какие бы новшества не появлялись в нашем автомире, «механика» как была классикой, так и остается по сей день. Если вы решили получить права, то и не думайте учиться на машинах с автоматами, вариаторами или роботами. Каждый должен пройти через классику — механическую КПП. Иначе после обучения у вас могут возникнуть проблемы с ездой по городу.

Удачного переключения передач и будьте аккуратны!

В статье использовано изображение с сайта www.t-company.kia.ru

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

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

Виды коробок передач

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

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

Механическая коробка (МКПП)

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

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

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

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

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

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

Автоматическая коробка (АКПП)

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

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

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

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

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

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

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

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

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

Роботизированная коробка (РКПП)

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

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

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

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

Вариативная коробка (Вариатор)

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

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

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

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

Виды КПП в современных автомобилях Тойота

Разработчики Toyota активно экспериментируют с приводом трансмиссии — в автомобилях встречаются все типы КПП. Это механические, роботизированные (на данный момент сняты с производства) и автоматические коробки, бесступенчатые вариаторы. Редуктор Toyota Prius вообще стоит на новой ступени развития — он объединяет на одной оси сразу три двигателя.

Микроавтобус Hiace

Это единственная из моделей с чисто механическим приводом. Пятиступенчатая коробка оказалась лучшим вариантом для управления крупным многоместным транспортным средством.

Auris, Corolla и Verso

Производятся в двух исполнениях: с вариатором или шестиступенчатой механической коробкой. Разработчики отказались от использования робота, выбрали наиболее эффективные и удобные системы.

Механика привлекает доступностью, полным контролем над передвижением. Увеличивается маневренность, динамичность — для городских автомобилей это очень важно.

Вариатор (CVT) позволяет набирать скорость простым нажатием педали. Бесступенчатое изменение передаточного числа подходит для комфортных поездок без лишних нагрузок.

RAV 4, Land Cruiser Prado, Hilux, GT86

Производятся с автоматической и механической КПП (в некоторых комплектациях RAV 4 используется и вариатор). Автоматы легко заменяют механику на внедорожниках, скоростных автомобилях, хорошо работают в паре с дизельными и бензиновыми моторами. Покупатель может выбрать способ управления по своему усмотрению, это не влияет на характеристики остальных механизмов.

Camry, Venza, Highlander, Land Cruiser 200, Alphard

Все эти абсолютно разные модели предлагаются в одном варианте — с шестиступенчатой АКПП. Автомат подходит для передвижения по бездорожью, высокоскоростных поездок, часовых пробок. Во всех случаях 6 АКПП от Toyota — это комфортная, плавная и удобная система управления движением.

В целом разработчики все чаще используют АКПП. Ее ставят на большие внедорожники, мощные пикапы, элитные минивэны, используют в спортивном кузове. Никаких вопросов к надежности и динамичности не возникает, особенно при регулярном и профессиональном обслуживании. Специалисты официальных дилерских центров Измайлово и Люберцы обслуживают КПП любого типа (в том числе и старого образца: 4 МКПП, роботизированных), устраняют посторонние звуки и восстанавливают плавное переключение передач.

Автор текста «Тойота Измайлово«

6 типов коробок передач: полное руководство в 2021 году

Коробка передач является важным компонентом машин, используемых в различных отраслях и сферах. Редукторы предназначены для увеличения выходного крутящего момента или изменения скорости (об / мин) двигателя. Вал двигателя соединен с одним концом коробки передач и благодаря внутренней конфигурации шестерен обеспечивает заданный выходной крутящий момент и скорость, определяемые передаточным числом. Редукторы используются в сельскохозяйственном, промышленном, строительном, горнодобывающем и автомобильном оборудовании и доступны в различных исполнениях и спецификациях.В этой статье мы более подробно рассмотрим разные типы коробок передач и их основные особенности. Следите за этим новым блогом в Linquip, чтобы узнать больше об этих типах коробок передач с изображениями.

Подробнее о промышленной коробке передач Linquip

Подробный обзор функций, типов и удобства использования

Различные типы коробок передач

• Цилиндрический редуктор
• Коаксиально-цилиндрический рядный редуктор
• Редуктор конический цилиндрический
• Редуктор косозубый, конический
• Редукторы червячные
• Планетарная коробка передач

1. Трансмиссия с скользящей шестерней
2. Трансмиссия с постоянным зацеплением
3. Предварительный переключатель трансмиссии

1. Гидротрансформатор
2. Автоматическая коробка передач
3. Коробки передач с двойным сцеплением (DCT)
4. Бесступенчатая коробка передач (CVT)

Как упоминалось выше, редукторы имеют широкий спектр применения. Здесь мы объясним классификацию коробок передач и представим основные типы промышленных коробок передач и автомобильных коробок передач.

Промышленные редукторы различных типов

Ниже описаны 6 основных типов промышленных редукторов.

Цилиндрический редуктор компактный и маломощный. Это оборудование используется в широком спектре промышленных применений, но, как правило, в тяжелых условиях эксплуатации. Цилиндрический редуктор популярен при строительстве пластмасс, цемента, резины и других тяжелых промышленных объектов.Он используется в дробилках, экструдерах, охладителях и конвейерах, которые относятся к маломощным приложениям.

Цилиндрический редуктор уникален тем, что он закреплен под углом, который во время движения позволяет большему количеству зубьев взаимодействовать в одном направлении. Это обеспечивает постоянный контакт в течение определенного периода.

• Коаксиально-цилиндрический рядный редуктор

Коаксиально-цилиндрический редуктор идеально подходит для тяжелых условий эксплуатации. Коаксиальные спиральные линии отличаются своим качеством и эффективностью.Они производятся с высокой степенью спецификаций, что позволяет максимально увеличить передаточные отношения нагрузки и передачи.
Редуктор конический цилиндрический

Важнейшей особенностью редуктора этого типа является изогнутый набор зубцов, расположенных на конической поверхности рядом с ободом агрегата. Конический цилиндрический редуктор используется для обеспечения вращательного движения между непараллельными валами. Обычно они используются в карьерах, в горнодобывающей промышленности и на конвейерах.

• Редуктор косозубый, конический

Конический цилиндрический редуктор с косоугольным приводом отличается жесткой и монолитной конструкцией, что позволяет использовать его при высоких нагрузках и в других сферах применения.Эти промышленные редукторы обладают механическими преимуществами, если они установлены на правильный выходной вал двигателя. Их можно легко настроить в зависимости от количества зубьев и шестерен. Поэтому обычно можно найти подходящий для себя.

Червячные редукторы используются для работы в тяжелых условиях. Эти редукторы используются, когда есть необходимость в повышенном снижении скорости между непересекающимися поперечными осями. В промышленных редукторах этого типа используется червячное колесо большого диаметра.Червяк или винт входит в зацепление с зубьями на периферии редуктора. Вращающееся движение червяка заставляет колесо двигаться аналогичным образом из-за винтового движения. Большинство этих промышленных редукторов используются в тяжелой промышленности, такой как производство удобрений, химикатов и минералов.

Планетарная коробка передач имеет центральную солнечную шестерню, окруженную тремя из четырех планетарных шестерен. Все они удерживаются вместе посредством внешнего зубчатого венца с внутренними зубьями. Такая конструкция равномерно распределяет мощность по шестерням и позволяет планетарной системе передач достигать высокого крутящего момента в небольшом пространстве.Этот тип коробки передач популярен в передовых технологиях, таких как робототехника и 3D-печать.

Планетарный редуктор идеален благодаря своей выносливости, точности и отличной функциональности, а также отличается высокой точностью. Этот тип редуктора увеличивает срок службы вашего оборудования и оптимизирует производительность. Планетарные редукторы бывают сплошного типа с полым корпусом или с различными вариантами монтажа, включая фланец, вал или опору.

Различные типы автомобильной коробки передач

Ниже описаны различные типы коробок передач в автомобиле.

В механической коробке передач водитель выбирает все передачи вручную, используя как подвижный селектор передач, так и управляемую водителем муфту. Этот тип трансмиссии также известен как «стандартная» трансмиссия.

Эта установка дает водителю полный контроль над шестернями, позволяя им либо сбросить шестерню, чтобы добиться более быстрого прогресса, либо выбрать более высокую передачу для экономии топлива. Ниже перечислены основные типы механической трансмиссии.

Трансмиссия с скользящей шестерней

Коробки передач с скользящим механизмом можно найти только на старых моделях автомобилей.Когда трансмиссия находится в нейтральном положении, единственное, что движется в картере трансмиссии, — это главная ведущая шестерня и шестерня группы. Чтобы передать мощность на ведущие колеса (передние или задние), педаль сцепления должна быть нажата, чтобы можно было перемещать ручку переключения передач. Перемещение ручки переключения передач изменяет положение рычага переключения передач и вилок и перемещает шестерню по главному валу непосредственно над шестерней группы.

После зацепления этих двух шестерен сцепление можно отпустить.Чтобы снова переключить передачи, водители должны отключить текущую передачу перед синхронизацией двух новых передач. В трансмиссии этого типа не все шестерни имеют одинаковый диаметр и количество зубьев. Разные диаметры приводят к тому, что шестерни вращаются с разной скоростью, что может вызвать столкновение шестерен. Эта проблема — одна из основных причин, по которой этот тип больше не используется.

Трансмиссия с постоянным зацеплением

Также известная как синхронизированная трансмиссия, трансмиссия с постоянным зацеплением поддерживает постоянное движение ведущей шестерни, зубчатой ​​передачи и шестерни главного вала.Это возможно, потому что шестерни могут свободно вращаться вокруг главного вала. Собачья муфта используется для фиксации этих шестерен на месте, когда они необходимы. Когда рычаг переключения передач перемещается, зубья зубчатой ​​муфты и шестерни главного вала сцепляются друг с другом и удерживают шестерню в неподвижном состоянии. Синхронизаторы используются в коробках передач с постоянным зацеплением, чтобы предотвратить столкновение или скрежет при переключении передач.

Коробка передач с предварительным переключением

Как и все остальное, механическая коробка передач претерпела ряд изменений и изменений, поскольку производители автомобилей экспериментировали с дизайном.Один тип механической коробки передач, разработанный до появления автоматических коробок передач, назывался предварительным селектором Уилсона.

Представленная в 1930 году, эта трансмиссия использовала планетарную зубчатую передачу для предварительного выбора передаточных чисел с помощью небольшого рычага на рулевой колонке. Чтобы переключить передачи, водитель нажимает на ножную педаль, которая вызывает одну из предварительно выбранных передач. Когда это происходит, предыдущая передача выключается одновременно с включением новой передачи.

Подробнее о Linquip

Что такое коническая шестерня и как она работает?

В то время как почти ручные коробки передач следуют одним и тем же основным принципам, автоматические коробки передач — это совсем другое дело.Независимо от механических процессов, происходящих под поверхностью, любая автоматическая трансмиссия будет казаться водителю довольно знакомой; Park, Reverse, Neutral и Drive, возможно, с дополнительными функциями, такими как Sport или режим ручного переключения передач. Рычаг переключения передач на автоматической коробке передач — это просто электронный переключатель, который отправляет команду программному обеспечению, которое управляет коробкой передач. В результате мы начали видеть, что дизайнеры предпочитают использовать кнопки, весла или циферблаты вместо старых рычагов для управления трансмиссией.

Гидротрансформатор

Самый распространенный тип автоматической коробки передач использует преобразователь крутящего момента для передачи силы вращения двигателя на колеса. Гидротрансформатор представляет собой гидравлическую муфту, которая позволяет автомобилю трогаться с места и останавливаться без остановки двигателя, хотя есть некоторая потеря эффективности, поскольку он принимает на себя тягу из-за изогнутой формы лопаток турбины внутри преобразователя. Преимущество трансмиссии этого типа — плавный разгон с малых скоростей, а также хорошая отзывчивость на низких оборотах двигателя.

Автоматическая коробка передач

Автоматизированная механическая коробка передач — это тип автоматической коробки передач, в которой используется обычная конфигурация сцепления и передачи, но используются датчики, исполнительные механизмы, процессоры и пневматика для имитации использования ручной передачи. Эти типы транспортных средств известны резким движением двигателя на низких скоростях и резким ускорением, но могут расходовать большое количество топлива на больших расстояниях.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Коробка передач этого типа быстро становится наиболее распространенной автоматической коробкой передач для бензиновых и дизельных автомобилей.Большинство брендов Volkswagen Group; VW, SEAT и Skoda называют это DSG (коробкой передач с прямым переключением передач), хотя Audi еще больше запутывает ситуацию, называя ее S-Tronic, а Porsche предпочитает название PDK, это одно и то же.

Как следует из названия, с этими коробками передач работают два сцепления. В самом базовом варианте будет две отдельные системы сцепления; один для шестерен с нечетными номерами, а другой — для шестерен с четными номерами.

Таким образом, коробка передач может предварительно выбрать следующую передачу до того, как произойдет переключение, что означает, что переключение происходит значительно быстрее, чем с другими типами коробок передач.В автомобилях с высокими характеристиками это было развито до такой степени, что переключение передач практически незаметно.

Этот тип трансмиссии дает такое же ощущение непосредственности, что и версия с одним сцеплением, но обычно намного более плавный и эффективный в управлении. Он также обычно обеспечивает лучшую экономию топлива и производительность, чем механическая коробка передач. Могут быть некоторые рывки на низкой скорости, и это может быть немного неуклюже при переключении между первой и задней передачами.

Бесступенчатая коробка передач (CVT)

У вариатора вообще нет шестерен.Вместо этого он использует форму конуса с полосой вокруг этой и другой оси. Ремешок можно перемещать вверх и вниз по конусу, чтобы изменять его длину и, следовательно, передаточное число. Теоретически он предлагает бесконечно регулируемые соотношения между верхним и нижним пределом, что означает, что он может быть идеально оптимизирован с точки зрения топливной эффективности или производительности в любой момент времени. Это особенно полезно для гибридных автомобилей, которые могут использовать вариатор, чтобы сбалансировать рабочую нагрузку между бензиновым двигателем и электродвигателем.

Обратной стороной является ощущение от вождения, которое обычно кажется странным и часто неприятным.При разгоне создается ощущение, что машину тянет за резинку. Между тем, у сопутствующего шума есть ужасный гул, потому что обороты идут прямо до точки пиковой мощности и остаются там, пока машина набирает скорость, а не поднимается и опускается, когда вы прокручиваете свой путь через несколько передач. Последние коробки передач совершенствуются, так что есть шанс, что у вариатора скоро будет свой день под солнцем.

Итак, это все, что вам нужно знать о различных типах коробок передач. Если вам понравилась эта статья в Linquip, дайте нам знать, оставив ответ в разделе комментариев.Есть ли вопросы, в которых мы можем вам помочь? Не стесняйтесь зарегистрироваться на нашем веб-сайте, чтобы получить самую профессиональную консультацию от наших экспертов.

4 основных типа промышленных редукторов

Промышленный редуктор — это закрытая система, которая передает механическую энергию на выходное устройство, например, на двигатель. Коробка передач может использоваться для изменения соотношения скорости, крутящего момента и скорости вращения, отправляемого на выходное устройство. Коробки передач имеют широкий спектр применения и бывают 4 основных разновидностей.

Планетарный редуктор

Этот тип коробки передач популярен в передовых технологиях, таких как робототехника и 3D-печать. Планетарная коробка передач имеет центральную солнечную шестерню, окруженную тремя из четырех планетарных шестерен. Все они удерживаются вместе посредством внешнего зубчатого венца с внутренними зубьями. Такая конструкция равномерно распределяет мощность по шестерням и позволяет планетарной системе передач достигать высокого крутящего момента в небольшом пространстве. Планетарные коробки передач известны своей высокой выносливостью и точностью.

Червячный редуктор

Червячные редукторы

чаще всего используются для работы в тяжелых условиях. Этот тип шестерни включает в себя червяк (или винт) большого диаметра, который входит в зацепление с зубьями на периферийной области шестерни. Такое расположение позволяет пользователю определять скорость вращения и позволяет передавать более высокий крутящий момент. Червячные передачи используются для передачи мощности под углом 90 градусов и применяются в лифтах и ​​конвейерных лентах.

Цилиндрический редуктор

Цилиндрические редукторы

компактны по размеру и потребляют небольшую мощность.Зубья на косозубой шестерне срезаны под углом к ​​поверхности шестерни, поэтому во время вращения, когда два зуба начинают входить в зацепление, контакт происходит постепенно. Начиная с одного конца зуба и сохраняя контакт при вращении шестерни до полного зацепления. Такое расположение означает, что коробка передач будет работать более плавно и может выдерживать большие углы нагрузки. Это также означает, что винтовой редуктор может передавать движение между параллельными или прямоугольными валами.

Конический редуктор

Конические шестерни

имеют зубья с выступами, расположенные на конических поверхностях, которые примыкают к ободу агрегата.Они используются для обеспечения вращательного движения между непараллельными валами и имеют широкий спектр применения, в том числе в подвижном составе и в горнодобывающей промышленности.

Что мы предлагаем

Bronte Precision производит внутренние и внешние прямозубые и косозубые шестерни, а также двойные косозубые шестерни. Мы часто работаем с зубчатыми колесами промышленного назначения, которые могут быть большого размера, до 1450 мм в диаметре. Мы также обрабатываем множество корпусов коробок передач, часто работая с литыми деталями, а также с ведущими, холостыми и шлицевыми валами.Отправьте запрос предложения сегодня, чтобы получить ценовое предложение без обязательств.

типов шестерен | Бесплатное руководство по передаче

Что такое шестерня?

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

Ящик для образцов различных типов шестерен.

Типы шестерен

Различные типы шестерен

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

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

Помимо этой страницы, мы представляем более подробную техническую информацию о передаче в разделе «Знание передач» (отдельная страница в формате PDF). В дополнение к приведенному ниже списку для каждого раздела, например червячной передачи, зубчатой ​​рейки, конической шестерни и т. Д., Есть собственное дополнительное объяснение, касающееся соответствующего типа шестерни. Если PDF-файл просматривать затруднительно, обратитесь к этим разделам.

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

• Цилиндрическая шестерня

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

• Helical Gear

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

• Зубчатая рейка

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

• Коническая шестерня

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

• Спирально-коническая шестерня

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

• Винтовая шестерня

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

• Miter Gear

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

• Червячная передача

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

• Внутренняя шестерня

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

Обзор шестерен

(Важная терминология передач и номенклатура передач на этом рисунке)

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

Есть три основных категории шестерен в соответствии с ориентацией их осей

Конфигурация:

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

Разница между шестерней и звездочкой

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

Классификация типов зубчатых колес с точки зрения позиционных соотношений присоединяемых валов

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

Класс точности шестерен

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

Наличие шлифовки зубов

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

Виды формы зуба

Чтобы широко классифицировать типы зубчатых колес по их форме зуба, различают эвольвентную форму зуба, циклоидную форму зуба и трохоидную форму зуба. Среди них наиболее часто используется эвольвентная форма зуба. Их легко производить, и они обладают способностью правильно соединяться даже при небольшом отклонении межосевого расстояния. Циклоидная форма зуба в основном используется в часах, а трохоидная форма зуба — в насосах.

Создание шестерен

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

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

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

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

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

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

[Рисунок 1.1 Цилиндрические зубчатые колеса]

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

[Рисунок 1.2 Шаговые цилиндры]

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

[Рисунок 1.3 Конические шестерни]

[Рисунок 1.4 Шаговые конусы]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Технические данные

Free Gear доступны в формате PDF.

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

Способы использования зубчатых колес в механических конструктивных ситуациях

Шестерни в основном используются для передачи энергии, но, исходя из идей, они могут использоваться в качестве элементов машин по-разному. Ниже представлены некоторые способы.

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

Почему сложно достать нужные шестерни?

На саму шестерню нет стандарта

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

Существует множество спецификаций передач

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

Невозможно получить желаемую передачу

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

Когда требуется только одна шестерня, стоимость производства высока

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

Возможность использования стандартных передач

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

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

Вот некоторые из удобств, которыми вы можете воспользоваться.

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

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

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

Планетарные и прямозубые конструкции

от Anaheim Automation

Что такое коробка передач?

Коробка передач — это механическое устройство, используемое для увеличения выходного крутящего момента или изменения скорости (об / мин) двигателя.Вал двигателя прикреплен к одному концу коробки передач и благодаря внутренней конфигурации шестерен коробки передач обеспечивает заданный выходной крутящий момент и скорость, определяемые передаточным числом.

Физические свойства

Физические компоненты коробок передач различаются в зависимости от типа коробки передач, а также от производителей. Большинство редукторов изготовлено из стальных материалов, таких как железо, алюминий и латунь. В отличие от других типов редукторов, цилиндрические редукторы также могут быть изготовлены из пластмасс, таких как поликарбонат или нейлон.Помимо используемого сырья, ориентация зубьев шестерни играет важную роль в общей эффективности, крутящем моменте и скорости системы. Редукторы с прямым зубчатым колесом обычно используются в низкоскоростных приложениях. Эти редукторы могут быть шумными и иметь более низкий общий КПД. Цилиндрические редукторы обычно используются в высокоскоростных приложениях. Эти редукторы работают тише, чем редукторы с прямым зубчатым колесом, что может повысить их общий КПД.

Типы редукторов

Редукторы выпускаются в разных странах мира.Одно из основных отличий отдельных коробок передач — их рабочие характеристики. Выбор из различных типов коробки передач зависит от области применения. Редукторы доступны во многих размерах, передаточных числах, коэффициентах полезного действия и характеристиках люфта. Все эти конструктивные факторы повлияют на производительность и стоимость коробки передач. Редукторы бывают нескольких типов, которые перечислены ниже:

Конический редуктор

Конические шестерни

Существует два типа конических редукторов, которые включают в себя прямозубые или спиральные зубчатые передачи.Прямые конические шестерни имеют прямые и конические зубья и используются в приложениях, требующих малых скоростей. Спирально-конические шестерни имеют изогнутые и наклонные зубья и используются в приложениях, требующих высокой производительности и высоких скоростей.

Рисунок 1: Прямоугольный конический редуктор Рисунок 2: Спирально-конический редуктор

Физические свойства

Конические шестерни обычно изготавливаются из чугуна, алюминиевого сплава или других стальных материалов, но различаются между производителями.

Примечание. Шестерни, изготовленные из стали, могут издавать шум при контакте с другими шестернями, а также повышать их износ.

Применение конических зубчатых колес

Конические редукторы используют конические зубчатые передачи и в основном используются в устройствах с прямым углом, когда валы расположены перпендикулярно.

• Печатный станок

• Электростанции

• Автомобили

• Металлургические заводы

• Ручные дрели

• Дифференциальные приводы

Преимущества конических шестерен

• Прямоугольная конфигурация

• Долговечный

Недостатки конической шестерни

• Оси должны выдерживать силы

• Плохо нарезанные зубья могут привести к чрезмерной вибрации и шуму во время работы.

Цилиндрический редуктор

Цилиндрические шестерни

Цилиндрические шестерни срезаются под углами, которые обеспечивают постепенный контакт между каждым из зубьев косозубой шестерни.Эта инновация обеспечивает плавную и бесшумную работу. Редукторы, использующие косозубые шестерни, применимы в высокоэффективных приложениях с высокой мощностью.

Рисунок 3: Цилиндрический редуктор

Физические свойства

Винтовые шестерни обычно изготавливаются из чугуна, алюминия или железа, но могут отличаться в зависимости от производителя.

Примечание. Шестерни, изготовленные из стали, могут издавать шум при контакте с другими шестернями, а также повышать их износ.

Применение косозубых шестерен

Цилиндрические зубчатые колеса широко используются там, где требуются эффективность и высокая мощность.

• Нефтяная промышленность

• Воздуходувки

• Продукты питания и маркировка

• Фрезы

• Лифты

Преимущества косозубых шестерен

• Возможна параллельная или перекрестная ориентация сетки

• Плавная и тихая работа

• Эффективный

• Высокая мощность

Недостатки косозубых шестерен

• Результирующее усилие по оси шестерни

• Добавки к смазочным материалам

Цилиндрический редуктор

Цилиндрические шестерни

Цилиндрические шестерни изготавливаются с прямыми зубьями, установленными на параллельном валу.Уровень шума прямозубых шестерен относительно высок из-за столкновения зубьев шестерен, что делает зубья прямозубых шестерен подверженными износу. Цилиндрические зубчатые колеса бывают разных размеров и передаточных чисел, чтобы соответствовать приложениям, требующим определенной скорости или выходного крутящего момента.

Рисунок 4: Цилиндрический редуктор

Физические свойства

Цилиндрические зубчатые колеса обычно изготавливаются из металлов, таких как сталь или латунь, и пластмасс, таких как нейлон или поликарбонат. Материал, используемый для изготовления прямозубых шестерен, может варьироваться в зависимости от производителя.

Примечание. Шестерни, изготовленные из стали, могут издавать шум при контакте с другими шестернями, а также повышать их износ.

Применение цилиндрических шестерен

Цилиндрические зубчатые колеса используются в приложениях, требующих снижения скорости с высоким выходным крутящим моментом.

• По длине

• Упаковка

• Регулятор скорости

• Строительство

• Электростанции

Преимущества цилиндрических зубчатых колес

• Рентабельность

• Высокие передаточные числа

• Компактный

• Высокий выходной крутящий момент

Недостатки цилиндрических зубчатых колес

• Шумно

• Износостойкость

Червячный редуктор

Червячные передачи

Червячные передачи способны выдерживать высокие ударные нагрузки, низкий уровень шума и не требуют технического обслуживания, но менее эффективны, чем другие типы передач.Червячные передачи можно использовать в прямоугольной конфигурации. Конфигурация червячного редуктора позволяет червяку легко поворачивать шестерню; однако шестерня не может вращать червяк. Предотвращение движения шестерни червяк можно использовать в качестве тормозной системы. Когда червячный редуктор не активен, он удерживается в заблокированном положении.

Рисунок 5: Червячный редуктор

Физические свойства

Червячные передачи обычно изготавливаются из алюминия, нержавеющей стали и чугуна.Используемый материал варьируется в зависимости от производителя.

Применение червячных передач

Червячные передачи используются в приложениях, требующих высоких скоростей и нагрузок, и их можно настроить для работы под прямым углом.

• Горное дело

• Прокатные станы

• Прессы

• Системы привода лифтов / эскалаторов

Преимущества червячной передачи

• Высокая точность

• Прямоугольные конфигурации

• Тормозная система

• Низкий уровень шума

• Не требует обслуживания

Недостатки червячной передачи

• Ограничения

• нереверсивный

• Низкая эффективность

Планетарный редуктор

Планетарные передачи

Планетарные редукторы названы так из-за их сходства с солнечной системой.Компоненты планетарного редуктора включают солнечную шестерню, коронную шестерню и планетарные шестерни. Солнечная шестерня — это центральная шестерня, которая закреплена в центре, кольцевая шестерня (кольцевое кольцо), которая представляет собой внешнее кольцо с обращенными внутрь зубьями, и планетарные шестерни, которые вращаются вокруг солнечных шестерен и входят в зацепление как с солнечной, так и с коронной шестернями. .

Рисунок 6: Планетарный редуктор

Физические свойства

Солнечные, кольцевые и планетарные шестерни планетарного редуктора изготовлены из алюминия, нержавеющей стали или латуни.Используемый материал варьируется в зависимости от производителя.

Примечание. Шестерни, изготовленные из стали, могут издавать шум при контакте с другими шестернями, а также повышать их износ.

Применение планетарных редукторов

Планетарные редукторы используются в приложениях, требующих низкого люфта, компактных размеров, высокой эффективности, устойчивости к ударам и высокого отношения крутящего момента к весу.

• Поворотные приводы

• Подъемники

• Краны

• Станки

• Автомобильная промышленность

Преимущества планетарных передач

• Высокая удельная мощность

• Компактный

• Высокая эффективность передачи энергии

• Повышенная стабильность

• Распределение нагрузки между планетарными передачами

Недостатки планетарных передач

• Высокие нагрузки на подшипник

• Сложная конструкция

• Недоступность

Типы мотор-редукторов

Как следует из названия, мотор-редуктор состоит из электродвигателя (бесщеточный, щеточный, переменного тока, сервопривода) и зубчатого редуктора, также называемого коробкой передач, интегрированных в простой корпус.Комбинация мотор-редуктора снижает сложность и снижает затраты в конструкциях, требующих выхода с высоким крутящим моментом и низкой скоростью. Мотор-редукторы могут изготавливаться как единое целое или комбинироваться как отдельные компоненты. Мотор-редукторы, у которых двигатель и редуктор имеют общий вал, — это то, что подразумевается под интегральным. Anaheim Automation предлагает широкий выбор шаговых мотор-редукторов, бесщеточных мотор-редукторов, мотор-редукторов постоянного тока и мотор-редукторов переменного тока, интегрированных с цилиндрическими, планетарными или червячными передачами.

Мотор-редукторы используются во многих отраслях промышленности, а также в бытовой технике.Промышленные применения включают краны, подъемники, домкраты и конвейерные машины. Мотор-редукторы бытовой техники используются в стиральных машинах, миксерах, часах, ручных инструментах, таких как дрели и сушилки.

Как работают коробки передач?

Все коробки передач работают одинаково. Направления вращения шестерен зависят от входного направления и ориентации шестерен. Например, если начальная шестерня вращается по часовой стрелке, шестерня, которую она включает, будет вращаться против часовой стрелки.Это продолжается для нескольких передач. Комбинация шестерен разного размера и количества зубьев на каждой шестерне играет важную роль в выходном крутящем моменте и скорости вала. Высокие передаточные числа обеспечивают больший выходной крутящий момент и более низкие скорости, в то время как более низкие передаточные числа обеспечивают более высокую выходную скорость и меньший выходной крутящий момент.

Планетарный редуктор работает примерно так же. Система планетарной коробки передач состоит из трех основных компонентов: центральной солнечной шестерни, водила планетарной передачи (несущего одну или несколько планетарных шестерен) и кольцевого зазора (внешнего кольца).Центральная солнечная шестерня вращается планетарными шестернями (того же размера), установленными на водило планетарной передачи. Планетарные шестерни находятся в зацеплении с солнечной шестерней, а зубья наружных колец входят в зацепление с планетарными шестернями. Есть несколько конфигураций системы коробки передач. Типичные конфигурации состоят из трех компонентов: входа, выхода и одного стационарного компонента.

Например: одна возможная конфигурация — солнечная шестерня в качестве входа, кольцевое пространство в качестве выхода и водило планетарной передачи остается неподвижным.В этой конфигурации входной вал вращает солнечную шестерню, планетарные шестерни вращаются вокруг своих собственных осей, одновременно прикладывая крутящий момент к вращающемуся водилу планетарной передачи, который, в свою очередь, передает крутящий момент на выходной вал (который в данном случае является кольцевым пространством). Скорость вращения шестерен (передаточное число) определяется количеством зубьев каждой шестерни. Крутящий момент (выходная мощность) определяется как количеством зубцов, так и тем, какой компонент планетарной системы находится в неподвижном состоянии.

Как регулируются коробки передач?

Мощность двигателя (т.е.е. шаговые, бесщеточные двигатели, электродвигатели переменного тока и щеточные двигатели) используется в качестве входа коробки передач и регулирует скорость вращения коробки передач. В приведенной ниже конфигурации показано, как водитель управляет внешним двигателем, который подключен как входной вал коробки передач. В результате, когда водитель получает питание, вал двигателя вращается внутри коробки передач, заставляя вращаться выходной вал коробки передач. Выходная скорость и крутящий момент зависят от внутренней конфигурации коробки передач.

Как выбрать подходящую коробку передач

При выборе коробки передач необходимо учитывать множество факторов, чтобы соответствовать требованиям конкретного приложения:

Передаточное число
Передаточное число определяется как соотношение между количеством зубьев двух разных шестерен.Обычно количество зубьев шестерни пропорционально ее окружности. Это означает, что шестерня с большей окружностью будет иметь больше зубьев шестерни; поэтому соотношение между окружностями двух шестерен также может дать точное передаточное число. Например, если одна шестерня имеет 36 зубьев, а другая шестерня — 12 зубьев, передаточное отношение будет 3: 1.

Выходной крутящий момент
Выходной крутящий момент зависит от используемого передаточного числа. Чтобы получить высокий выходной крутящий момент, следует выбрать большое передаточное число.Использование большого передаточного числа снижает частоту вращения выходного вала двигателя. И наоборот, при использовании более низкого передаточного числа в систему будет передаваться меньшее значение выходного крутящего момента с большей скоростью двигателя на выходном валу. Это утверждение иллюстрирует взаимосвязь, согласно которой крутящий момент и скорость обратно пропорциональны друг другу.

Скорость (об / мин)
Скорость пропорциональна передаточному отношению системы. Например, если входная шестерня имеет больше зубьев, чем выходная шестерня, результатом будет увеличение скорости на выходном валу.С другой стороны, реверсивный сценарий с большим количеством зубьев шестерни на выходе по сравнению с входом приведет к снижению скорости на выходном валу. Как правило, выходную скорость можно определить путем деления входной скорости на передаточное число. Чем выше коэффициент, тем ниже будет выходная скорость, и наоборот.

Зубчатая передача
Зубчатая передача — это гениальная инженерная конструкция, которая предлагает различные преимущества по сравнению с традиционной конструкцией зубчатой ​​передачи с фиксированной осью.Уникальное сочетание эффективности передачи энергии и компактных размеров позволяет снизить потери эффективности. Чем эффективнее зубчатая передача (т.е. прямозубая, спиральная, планетарная и червячная), тем больше энергии она может передавать и преобразовывать в крутящий момент, а не терять энергию при нагревании.

Еще один фактор применения, который следует учитывать, — это распределение нагрузки. Поскольку передаваемая нагрузка распределяется между несколькими планетами, крутящий момент увеличивается. Большее количество планет в системе передач увеличит нагрузочную способность и увеличит плотность крутящего момента.Зубчатые передачи улучшают стабильность и жесткость вращения благодаря сбалансированной системе, но это сложная и более дорогостоящая конструкция.

Рисунок 8: Фиксированная ось и планетарная зубчатая передача

На рисунке 8 зубчатая передача слева представляет собой традиционную зубчатую передачу с фиксированной осью, в которой шестерня приводит в движение большую шестерню по оси, параллельной валу. Справа показана система конструкции планетарной шестерни с солнечной шестерней (шестерней), окруженной более чем одной шестерней (планетарными шестернями) и заключенной в внешнюю кольцевую шестерню.Две системы похожи по соотношению и объему, но конструкция планетарной передачи имеет в три раза более высокую плотность крутящего момента и в три раза большую жесткость из-за увеличенного числа контактов шестерни.

Система шестерен с фиксированной осью:
Объем = 1, крутящий момент = 1, жесткость = 1

Планетарная зубчатая передача:
Объем = 1, крутящий момент = 3, жесткость = 3

Другие редукторы, упомянутые в разделе «Типы редукторов» данного руководства, включают конические, косозубые, циклоидные, прямозубые и червячные.

Люфт
Люфт — это угол, на который выходной вал коробки передач может вращаться без движения входного вала, или зазор между зубьями двух соседних шестерен. Нет необходимости учитывать люфт для приложений, которые не включают реверсирование нагрузки. Однако в точных приложениях с реверсированием нагрузки, таких как робототехника, автоматизация, станки с ЧПУ и т. Д., Люфт имеет решающее значение для точности и позиционирования.

Преимущества коробки передач

• Низкий уровень шума

• Высокая эффективность

• Высокие передаточные числа

• Увеличение выходного крутящего момента

• Уменьшение выходной скорости

• Долговечный

Недостатки коробки передач

• Дороже, чем другие приводные системы

• Для плавного хода необходима надлежащая смазка

• Плохо нарезанные зубья могут привести к чрезмерной вибрации и шуму во время работы.

• Качество имеет значение и увеличивает стоимость

Устранение неисправностей

Проблема: Коробка передач нагревается
Решение: Внешняя температура коробки передач может нагреваться по нескольким причинам.Ознакомьтесь со следующей информацией и примите необходимые меры для решения этой проблемы. Если температура редуктора слишком высокая, обратитесь к производителю.

1. Температура окружающей среды выше рекомендованного уровня — Если температура окружающей среды слишком высока, это может снизить эффективность коробки передач. Установите охлаждающий вентилятор или переместите приложение в более подходящее место.

2. Правильная вентиляция — Правильная вентиляция необходима не только для коробки передач, но и для правильного функционирования всего электрического / механического оборудования.Убедитесь, что в области оборудования имеется достаточный поток воздуха для охлаждения системы.

3. Неправильная центровка вала — Первым делом необходимо проверить совмещение входного вала двигателя с коробкой передач. Необходимо, чтобы входной вал двигателя был совмещен с коробкой передач, чтобы гарантировать правильную работу коробки передач.

4. Перегрузка — Уменьшите нагрузку на коробку передач и посмотрите, снизится ли температура. В противном случае для вашего приложения может потребоваться более крупная модель коробки передач.

5. Смазка — Плохая смазка подшипников и шестерен. Проконсультируйтесь с производителем относительно информации о гарантии.

6. Неправильно установленные подшипники — Может потребоваться повторная сборка коробки передач. Проконсультируйтесь с производителем относительно информации о гарантии.

Проблема: Громкий / вибрационный шум
Решение: Громкие или вибрационные шумы могут быть вызваны множеством различных источников, обсуждаемых в этом разделе.

1. Неправильная установка — Неправильная установка может быть результатом ослабления болтов или несоосности между двигателем и коробкой передач. Затягивание ослабленных болтов и выравнивание двигателя и коробки передач может решить проблему чрезмерного шума.

2. Слишком высокая скорость на входе — Снижение скорости на входе может помочь уменьшить шум.

3. Перегрузка — Уменьшение нагрузки может помочь уменьшить шум. В противном случае потребуется коробка передач модели большего размера.

4. Изношенные или поврежденные подшипники — Изношенные или поврежденные подшипники могут нуждаться в замене. Проконсультируйтесь с производителем относительно информации о гарантии.

5. Смазка — Шестерни / подшипники необходимо правильно смазать для обеспечения сцепления. Проконсультируйтесь с производителем относительно информации о гарантии.

Проблема: Входные / выходные валы не вращаются
Решение: Перед выполнением приведенных ниже инструкций убедитесь, что вал двигателя вращается, чтобы устранить любую проблему с двигателем или коробкой передач.

1. Неправильная установка — Убедитесь, что все болты, соединяющие двигатель с коробкой передач, надежно затянуты.

2. Зубья шестерни изношены — Необходимо заменить изношенные шестерни. Обратитесь к своему дилеру за информацией о гарантии.

3. Шестерни в заблокированном положении — Шестерни могут нуждаться в замене из-за износа. Другая возможность может заключаться в том, что из коробки передач может потребоваться удалить посторонний предмет, что приведет к тому, что шестерни будут в заблокированном положении.Обратитесь к своему дилеру за информацией о гарантии.

Проблема: Износ зубьев шестерни
Решение: Износ редукторов — естественное явление. Правильное использование и техническое обслуживание системы могут помочь продлить срок службы коробки передач.

1. Неправильная установка — Убедитесь, что все болты, соединяющие двигатель и редуктор, надежно затянуты.

2. Чрезмерная нагрузка — Износ шестерни вызван контактом с другими шестернями.Уменьшение нагрузки снизит натяжение шестерен друг с другом. Если требуется более высокая нагрузка, может потребоваться коробка передач большего размера.

3. Слишком высокая входная скорость — Снижение входной скорости может помочь уменьшить износ шестерен.

4. Температура окружающей среды выше рекомендуемого уровня — Слишком высокая температура окружающей среды может снизить КПД коробки передач. Это приложение может решить установка охлаждающего вентилятора или перемещение приложения в более подходящее место.

Стоимость КПП

Цена коробки передач варьируется и обычно зависит от размера, характеристик точности, люфта и передаточного числа, а также от конкретного производителя. Редукторы с люфтом в пределах 30 угловых минут могут стоить всего 500 долларов. Стоимость редукторов со значением люфта менее 5 угловых минут будет выше, чем у редукторов с высоким значением люфта. Ниже приведен список редукторов, предлагаемых Anaheim Automation.Подробные спецификации и цены доступны на нашем веб-сайте AnaheimAutomation.com для каждого из предлагаемых типов:

Формулы

Крутящий момент двигателя x Передаточное число = Крутящий момент на колесе

Скорость входного вала (об / мин) / передаточное число = скорость выходного вала

Передаточное число = зубья на одной передаче: зубья на второй передаче

Пример: Если одна шестерня имеет 60 зубьев, а вторая шестерня — 20 зубьев, то передаточное отношение будет 3: 1

Где используются редукторы?

Достижения в области технологий и эволюция зубчатых передач позволили разработать и изготовить более эффективные и мощные редукторы с меньшими затратами.Системы зубчатых передач эволюционировали от зубчатых передач с фиксированной осью к новым и улучшенным зубчатым колесам, включая косозубые, циклоидные, прямозубые, червячные и планетарные системы. Редукторы широко используются в приложениях, требующих желаемой выходной скорости (об / мин), управления направлением вращения и передачи крутящего момента или мощности с одного входного вала на другой.

Редукторы используются в различных отраслях промышленности:

• Aerospace — В аэрокосмической промышленности редукторы используются в космосе и воздушных путешествиях, т.е.е. самолеты, ракеты, космические аппараты, космические корабли и двигатели.
• Сельское хозяйство — В сельском хозяйстве редукторы используются для вспашки, орошения, борьбы с вредителями и насекомыми, тракторы и насосы.
• Автомобильная промышленность — В автомобильной промышленности коробки передач используются в автомобилях, вертолетах, автобусах и мотоциклах.
• Строительство — В строительной отрасли коробки передач используются в тяжелой технике, такой как краны, вилочные погрузчики, бульдозеры и тракторы.
• Пищевая промышленность — В пищевой промышленности редукторы используются в конвейерных системах, при переработке мясных и овощных продуктов, а также в упаковке.
• Морская промышленность — В морской промышленности редукторы используются на лодках и яхтах.
• Медицина — В медицинской промышленности редукторы используются в хирургических столах, кроватях для пациентов, медицинских диагностических машинах, стоматологическом оборудовании и аппаратах МРТ и компьютерной томографии.
• Электростанции — На электростанциях редукторы используются в трансформаторах, генераторах и турбинах.

Тест

1. Какой люфт на коробке передач?

A. Угол поворота выходного вала коробки передач без движения входного вала.

B. Угол поворота входного вала коробки передач без движения выходного вала.

C. Угол поворота шестерен внутри коробки передач.

2. Какой тип коробки передач будет использоваться для работы под прямым углом?

А.Редуктор конический

B. Планетарный редуктор

C. Редуктор червячный

D. Цилиндрическая коробка передач

E. A и C

3. Редукторами можно управлять с помощью _________ двигателей?

A. Шаговый

B. Бесщеточный

C. Кисть

D. AC

E.Все вышеперечисленное

4. Выходная скорость коробки передач пропорциональна _____________?

A. Частота вращения входного вала

B. Зубчатая передача

C. Передаточное число

D. Жесткость на кручение

5. Что НЕ является преимуществом коробки передач?

A. Высокая эффективность

Б.Увеличение / уменьшение выходного крутящего момента

C. Увеличение / уменьшение выходной скорости

D. Меньше затрат

6. Если бесщеточный двигатель, рассчитанный на 4000 об / мин, сочетается с коробкой передач с передаточным числом 3: 1, какова будет скорость выходного вала?

A. 4000 об / мин

B. 12000 об / мин

C. 1333 об / мин

7.В чем разница между косозубыми и цилиндрическими зубчатыми колесами?

A. Цилиндрические шестерни нарезаются под углом, а прямозубые шестерни — прямо.

B. Цилиндрические шестерни нарезаны прямо, а прямозубые шестерни — под углом.

C. Цилиндрические шестерни более шумные, чем цилиндрические.

8. Зубчатая передача состоит из двух прямозубых шестерен. Входная шестерня имеет 25 зубьев, а выходная шестерня — 200 зубьев. Рассчитайте передаточное число.

Передаточное число = 200/25 = 8: 1

FAQ

В. Являются ли планетарные и цилиндрические редукторы двунаправленными?
A. Да, планетарные и цилиндрические редукторы предназначены для работы в двух направлениях. Направление вращения первичного вала и зубчатая передача коробки передач определяют вращение выходного вала.

В. Можно ли комбинировать двигатели Anaheim Automation с коробкой передач?
А.Двигатели Anaheim Automation могут быть собраны с коробкой передач в соответствии с необходимыми требованиями приложения. Двигатели и редукторы можно приобрести отдельно или в собранном виде. Возможна настройка. Применяются минимальные требования к покупке и соглашение о невозвращении / возврате.

В. Каков срок службы двигателей и редукторов Anaheim Automation?
A. Да, планетарные и цилиндрические редукторы предназначены для работы в двух направлениях.Направление вращения первичного вала и зубчатая передача коробки передач определяют вращение выходного вала.

В. Какой тип коробки передач будет использоваться для работы под прямым углом?
A. Конические и червячные редукторы в основном используются для работы под прямым углом. Они обладают высоким КПД и низким передаточным числом. Прямоугольный конический редуктор с прямолинейными зубьями используется в низкоскоростных приложениях, тогда как спирально-конические редукторы с изогнутыми зубьями используются в высокопроизводительных высокоскоростных приложениях.Червячные редукторы также доступны с прямоугольной конфигурацией. Они способны выдерживать высокие ударные нагрузки, малошумны, не требуют обслуживания, но менее эффективны, чем конические редукторы.

В. Можно ли использовать редукторы с обратным приводом?
A. Некоторые редукторы, например, цилиндрические редукторы, могут иметь обратный привод, а некоторые, например червячный редуктор, не могут иметь обратный привод.

В. Сколько планетарных шестерен в коробке передач?
A. Количество планетарных шестерен в коробке передач зависит от требований конкретного применения.Большинство планетарных редукторов состоят из двух или более планетарных шестерен.

В. В чем разница между прямозубыми и косозубыми шестернями?
A. Прямые зубчатые колеса имеют прямые и конические зубья и используются для низкоскоростных приложений. Цилиндрические шестерни обрезаны под углом, чтобы обеспечить постепенный контакт между зубьями шестерни. Это обеспечивает плавную и тихую работу. Цилиндрические зубчатые передачи применимы в мощных и эффективных приложениях.

Глоссарий

Рисунок 8: Фиксированная ось vs.Планетарная передача

Приложение — высота зуба шестерни над диаметром делительной окружности.

Люфт — угол, на который выходной вал коробки передач может перемещаться без перемещения первичного вала.

Базовая окружность — воображаемая окружность, используемая в эвольвентном зацеплении для создания эвольвент, образующих профили зуба.

Конические шестерни — используются для угловых приложений. Есть два типа конических шестерен: прямые и спиральные.

Диаметр отверстия — диаметр отверстия в звездочке, шестерне, втулке и т. Д.

Межосевое расстояние — расстояние между осями двух зацепленных шестерен.

Circular Thickness — толщина зуба на делительной окружности.

Dedendum — глубина зуба ниже диаметра делительной окружности.

Диаметральный шаг — количество зубьев на дюйм диаметра делительной окружности.

Шестерня дифференциала — коническая шестерня, которая позволяет двум валам вращаться с разной скоростью.

Шестерня — колесо с зубьями, которое входит в зацепление с другим колесом с зубьями для передачи движения.

Центр шестерни — центр делительной окружности.

Передаточное число — соотношение между числами зубьев зацепляющих шестерен.

Зубчатая передача — две или более шестерни, зацепленные своими зубьями. Зубчатая передача генерирует мощность через вращающиеся зубчатые колеса.

Helical Gear — шестерня с зубьями шестерни, нарезанными под углом.

Линия контакта — линия или кривая, по которой две поверхности зуба касаются друг друга.

Эволюция — кривая, описывающая линию, которая разматывается от окружности шестерни.

Шестерня — небольшое зубчатое колесо, которое подходит для более крупной шестерни или гусеницы.

Pitch Circle — кривая пересечения делительной поверхности вращения и плоскости вращения.

Диаметр шага — диаметр делительной окружности.

Pitch Radius — радиус делительной окружности.

Планетарные шестерни — система, состоящая из трех основных компонентов: солнечной шестерни, коронной шестерни и двух или более планетарных шестерен. Солнечная шестерня расположена в центре, кольцевая шестерня — крайняя шестерня, а планетарные шестерни — шестерни, окружающие солнечную шестерню внутри кольцевой шестерни.

Угол давления — угол между линией действия и нормалью к поверхности зуба.

Спирально-конические шестерни — валы, перпендикулярные друг другу и используемые в угловых передачах.

Цилиндрическая шестерня — соедините параллельные валы с эвольвентными зубьями, параллельными валу.

Солнечная шестерня — шестерня, которая вращается вокруг своей оси и имеет другие шестерни (планетарные шестерни), которые вращаются вокруг нее.

Жесткость на кручение — мера величины крутящего момента, который радиальный вал может выдержать во время вращения в механической системе.

Рабочая глубина — максимальная глубина, на которую зуб одной шестерни входит в зубчатое колесо ответной шестерни.

Шестерня червячная — шестерня с одним или несколькими зубьями с резьбовой резьбой.

Полное руководство по наиболее распространенным типам редукторов

Редукторы всегда считались важными компонентов в мире механики, их успех — их полезность . Коробки передач — это механические приводы, состоящие из шестерен, которые передают движение двигателя соответствующей машине, снижая скорость и адаптируя ее к потребностям.Коробки передач снижают скорость и кратно прикладываемому усилию, технически заданному крутящему моменту. Смена велосипеда — наиболее распространенный пример: велосипедист может использовать одну и ту же силу, чтобы двигаться по ровной местности или альпийскому перевалу. Удобство управления большими системами с использованием небольших двигателей делает редукторы наиболее рациональным, надежным и экономичным способом передачи энергии.

Как они работают?

На одном конце коробки передач установлен электрический или гидравлический двигатель, а на другом конце энергия преобразуется в крутящий момент низкоскоростного привода.Внутри этого ящика, сделанного из высокопрочных материалов, преобразуется огромная сила: можете ли вы представить себе энергию, необходимую для обработки обломков круизного лайнера во время маневра, или контейнерного крана, или машины, которая роет туннель под землей? .

Типы коробок передач:

Редукторы червячные :

Это технология, не получившая развития, к настоящему времени они стали эталонным продуктом, стандартизированы, цена и сроки поставки обеспечивают их рыночный успех.Механизм червячных редукторов основан на червячном колесе, которое выглядит как традиционная цилиндрическая шестерня, спираль, которая толкается вперед колесом. Затем он создает скользящее действие, узкоспециализированное, хотя иногда и немного неэффективное. Этот тип редукторов используется для:

• Бесшумные приложения: благодаря низкому уровню шума механизм идеально подходит для общественных мест, таких как театры и аэропорты.
• Ситуация, требующая быстрой остановки, например, транспортеры или легкое оборудование
• Ударные нагрузки: червячные редукторы поглощают этот тип нагрузки.Фактически, они также используются в землеройных машинах и других тяжелых материалах.

Цилиндрические редукторы:

Это проверенная технология для больших систем, часто она используется в промышленных приложениях с высокой мощностью для непрерывных рабочих сессий. До сих пор этот тип редукторов является крупнейшим сегментом рынка, на который приходится более 30% мирового спроса, и их можно разделить на три категории:

Рядные редукторы

Рядный редуктор размещает выходной вал на одном уровне с входным валом

Редукторы с параллельной осью

Вал двигателя и выходной вал расположены в одном направлении

Редукторы с ортогональной осью

Вал двигателя расположен перпендикулярно входному валу двигателя.

Планетарный редуктор:

Это авангард отрасли, с 80-х годов завоевавший рынок. В этом семействе мы можем выделить двух братьев: с фиксированной головкой, подходящей для применения в промышленных секторах, и с вращающейся головкой для самоходных применений, таких как колесные или гусеничные машины. Как это слово означает, коробка передач должна снизить скорость входного двигателя, чтобы вернуть на другом конце низкую скорость вращения с высоким крутящим моментом.В планетарной передаче с фиксированной короной входной вал (определенный солнечный) приводит в движение три шестерни (определенные сателлиты), которые, в свою очередь, вращаются внутри фиксированного зубчатого кольца, называемого короной. Спутники вращаются медленнее, чем исходный солнечный, затем выходной вал, объединенный со спутниками, вращается с меньшей скоростью. Редукторы с вращающейся короной имеют ту же конструкцию, что и предыдущий, с той лишь разницей, что заводная головка приводится в движение сателлитами, а сателлитные порты с их движением индуцируются солнечным светом.Заводная головка прикреплена к колесу самоходной машины и позволяет ей двигаться с пониженной скоростью. В обоих случаях может быть добавлена ​​еще одна ступень эпициклоидального восстановления, которая позволяет достичь передаточного отношения 7000: 1 для планетарных планет с фиксированной коронкой и около 200: 1 для планетарных планет с вращающейся короной.

Сила эпициклоидной системы в этом 4 балла:

1. Это инновационная технология как для промышленных систем, так и для самоходных машин.
2. При тех же характеристиках, габариты, вес и стоимость ниже, чем у традиционных технологий
3. Обладает отличной способностью передавать крутящий момент, особенно в приложениях с низкими скоростями вращения.
4. обладает высокой гибкостью, позволяющей адаптироваться к самым разнообразным приложениям.

Планетарный редуктор может быть изготовлен в соответствии с характеристиками конкретной системы, в которой он установлен.

3 типа зубчатых передач

Монтаж:

Существует два способа установки зубчатой ​​передачи в систему — на лапах или на валу.Как и расположение вала, монтаж определяется пространственными и конструктивными ограничениями в системе. Зубчатые приводы на лапах крепятся к фундаменту или опорной плите через отверстия для болтов в их ножках. Это может показаться простым, но для этого требуется, чтобы фундамент был достаточно жестким, чтобы выдерживать привод и крутящий момент, проходящий через него. Эти приводы чувствительны к «мягкой опоре», состоянию, которое возникает, когда опоры не выровнены друг относительно друга, что вызывает смещения между валами. Приводы, монтируемые на лапах, также должны быть на фундаменте, который хорошо соединен с фундаментом двигателя и приводимого оборудования.Это предотвращает перемещение оборудования независимо друг от друга, что также вызывает смещение и вибрацию.

Если невозможно разместить фундамент для двигателя, зубчатой ​​передачи и ведомого оборудования в приложении, зубчатый привод может быть установлен на валу в приложении. В этом случае низкооборотный вал зубчатой ​​передачи жестко соединен с валом ведомого оборудования. Это можно сделать, сделав низкооборотный вал зубчатой ​​передачи полым и закрепив его на месте вокруг сплошного вала приводного оборудования с помощью втулки и стопорной пластины.Это также можно сделать с помощью жесткой фланцевой муфты, которая соединяет вместе продаваемые валы зубчатой ​​передачи и ведомого оборудования.

Когда зубчатая передача установлена ​​на валу, она висит в пространстве за счет соединения низкоскоростного вала. Двигатель может быть напрямую соединен с зубчатым приводом через переходник, лопатку или поворотное основание. Его также можно установить сверху или рядом с редуктором с помощью ремней или цепей. Система зубчатого привода и двигателя будет хотеть вращаться вокруг низкоскоростного вала зубчатой ​​передачи, поэтому требуется моментный рычаг, который можно закрепить болтами в какой-либо конструкции и предотвратить вращение.

Со временем термин «установка на валу» стал почти синонимом относительно небольших зубчатых передач, которые разработаны без ножек для легких конвейерных систем. При выборе и подборе зубчатой ​​передачи имейте в виду, что ориентация валов и тип крепления должны использоваться для полного определения зубчатой ​​передачи!

Робин Олсон

Робин — директор по разработке приложений в Rexnord Industries, Gear Group.В 1995 году Робин присоединилась к компании Falk, которая была приобретена Rexnord в 2005 году, и ранее работала в группах инженерно-технических услуг, гарантийного обслуживания, проектирования продукции и морской продукции. Она является активным членом Американской ассоциации производителей зубчатых колес (AGMA), выступая в качестве члена комитета по оценке винтовых зубчатых передач, председателя подкомитета AGMA 925 (повреждение поверхности зубчатых колес) и имеет честь выступать в качестве представителя США в рабочих группах ISO 6. (Расчет зубчатых колес) и 15 (Микропиттинг).Робин имеет степень бакалавра физики Университета Висконсина — Лакросс и степень магистра физики Университета Висконсина — Мэдисон.

4 типа автомобильных трансмиссий (и как они работают)

Источник: iStock

Когда ваш дед был ребенком, у каждой машины было по три педали, и обучение работе со сцеплением было обрядом посвящения. Однако сегодня существует беспрецедентное количество коробок передач, у каждой из которых есть свои плюсы и минусы.Выяснить, что означают все аббревиатуры и загадочные описания, может быть непросто, но функции этих очень сложных механических чудес на самом деле довольно просты. Давайте откроем картер трансмиссии и посмотрим, что делает каждый тип трансмиссии уникальным.

1. Коробка передач Ручка ручного переключения передач | Thinkstock

Самый простой и старый тип трансмиссии, который до сих пор используется, — это надежное руководство. В этой коробке передач используется фрикционная муфта, регулируемая ногой водителя, для передачи энергии вращения двигателя на входной вал трансмиссии.Отсюда фиксированный набор передач включается с помощью синхронизатора и вилки переключения передач, соединенной с переключателем, управляемым правой рукой водителя (или левой, в некоторых странах).

За прошедшие годы он получил множество названий — ручной, ручной, стандартный, трех, четырех, пяти или шести скоростей — но как бы вы его ни называли, нельзя отрицать, что надежное руководство является вымирающим видом, по крайней мере В США все меньше и меньше новых моделей автомобилей предлагают рядные коробки передач, и все больший процент водителей, кажется, не знает, как ими пользоваться.

Несмотря на мрачные перспективы на будущее, у руководства есть много преимуществ перед более новыми и более сложными вариантами. Простота рычага переключения передач означает, что ему реже потребуется дорогостоящий ремонт, чем любой другой тип трансмиссии, а если у него действительно есть проблема, он, вероятно, будет дешевле и легче исправить.

На протяжении десятилетий стандарт был единственным выбором, когда дело касалось характеристик, и практически каждый гоночный и спортивный автомобиль на планете был оборудован им. В последние годы, однако, механическая коробка передач была вытеснена двойным сцеплением или полуавтоматической трансмиссией в большинстве высокопроизводительных автомобилей.Тем не менее, он по-прежнему предлагает лучшие характеристики, чем большинство автоматических коробок передач и практически все трансмиссии CVT. И экономия топлива — похожая история. Вплоть до недавнего времени водители, которые предпочитали переключать собственные передачи, экономили топливо явно лучше, чем те, кто этого не делал. Автоматика с ее постоянно увеличивающимся числом передач существенно сократила разрыв.

Помимо присущей ему простоты, производительности и экономии топлива, пожалуй, наиболее убедительным аргументом в пользу почтенного рычага переключения передач является само удовольствие от вождения.Для настоящих энтузиастов вождения ничто не может сравниться с ощущением идеально рассчитанного переключения передач на старом добром руководстве.

2. Коробка автомат Автоматический селектор передач | iStock

Вездесущая автоматическая коробка передач на сегодняшний день является наиболее распространенной трансмиссией на дорогах. Он использует очень сложный преобразователь крутящего момента для передачи энергии вращения двигателя, в то время как переключение передач контролируется компьютером транспортного средства и осуществляется с помощью планетарного ряда и ряда сцеплений и тормозов.

Хотя закулисное действие довольно сложно, все, что нужно сделать водителю, — это выбрать один из знакомых вариантов P-R-N-D-L на селекторе передач. Преимущество, конечно же, в упрощенном вождении и плавном обучении. Компромисс для простоты вождения — механическая сложность, которая делает автомат более склонным к сбоям и более дорогим для ремонта.

Хотя большинство автоматических коробок передач не могут сравниться с механической коробкой передач по производительности или экономии топлива, современные модели намного ближе, чем предыдущие поколения.Некоторые автомобили последних моделей оснащены трансмиссиями с восемью или даже девятью передачами переднего хода.

3. Бесступенчатая трансмиссия (CVT) CVT использует конусы и ленты для создания различных уровней натяжения | Nissan

CVT предлагает те же впечатления от вождения, что и автоматический, но работает с использованием совершенно другого механизма. Фактически, вариатор вообще не имеет шестерен — вместо этого он использует систему ремней и шкивов для создания бесконечного диапазона передаточных чисел.Компьютер автомобиля решает, как отрегулировать шкивы, чтобы создать оптимальное передаточное число для конкретной дорожной ситуации. Это создает главное преимущество вариатора: экономию топлива. Ни один другой тип трансмиссии не может предложить больше MPG, чем вариатор (пока).

Поскольку они не такие сложные, как автоматика, вариаторы менее подвержены поломкам и дорогостоящему ремонту (хотя и не так сильно, как руководства). Их самый большой недостаток может быть субъективным — впечатления от вождения. Поскольку нет переключения передач, только плавное и плавное ускорение, вариатор может оставить у истинного энтузиаста вождения ощущение, будто он или она управляет устройством, а не водит машину.

4. Полуавтоматические трансмиссии и коробки передач с двойным сцеплением Подрулевой переключатель | iStock

Думайте об этом как о гибриде между полностью автоматической и механической коробкой передач. В полуавтоматической трансмиссии механическая схема аналогична обычной, но для переключения передач используется система пневматики и приводов. В коробке передач с двойным сцеплением (DCT) есть отдельные муфты как для нечетной, так и для четной передачи, что обеспечивает невероятно быстрое переключение. Эти коробки передач, как правило, могут работать в полностью автоматическом режиме или вручную с помощью подрулевых переключателей на рулевом колесе.

Полуавтоматическая трансмиссия и трансмиссия DCT

обеспечивают высочайшую производительность с невероятно быстрым переключением передач, с которым не может сравниться чисто механическая коробка передач. В настоящее время эти коробки передач в основном используются на гоночных и спортивных автомобилях высокого класса, поэтому они довольно дороги. Этот недостаток усугубляется их чрезвычайной сложностью, что приводит к более частому и дорогостоящему ремонту.

Нравится классика? Где-то всегда бывает четверг с возвратом.

.