Что такое главная передача в коробке передач: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Главная передача и дифференциал — назначение, устройство и типы

Главная передача

Назначение главной передачи

Основное назначение главной передачи в трансмиссии — передача тяги двигателя к, так сказать, «конечному потребителю» – колесам. Если автомобиль заднеприводный, то тяга от коробки передач через карданный вал передается на главную передачу, а та, в свою очередь, перенаправляет поток мощности на колеса через полуоси (если задняя подвеска зависимая и имеет мост) или приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей (об этом пойдет речь дальше). Если автомобиль переднеприводный, то главная передача через шестерню связана непосредственно с коробкой передач.

Есть такое понятие, как неразрезной мост. Означает оно то, что главная передача вместе с дифференциалом находятся в корпусе, к которому подсоединены или отлиты вместе с ним изначально два кожуха полуосей. Полуоси — это валы, соединяющие дифференциал и главную передачу с колесами. Данная конструкция является частью зависимой подвески автомобиля, так как жестко связывает правое и левое ведущие колеса. Полуось жестко связывает колесо и главную передачу, то есть при преодолении какоголибо препятствия весь мост перемещается вместе с колесами и всем содержимым. Убираем кожух полуосей, корпус главной передачи устанавливаем на кузов или подрамник, колеса с главной передачей соединяем с помощью приводных валов через шарниры равных угловых скоростей и получаем разрезной мост и независимую подвеску колес. Все это подробнее описано ниже в разделе «Устройство главной передачи» и представлено на рисунке 5.32.

Примечание
Главная передача служит для понижения числа оборотов, передаваемых от двигателя к колесам, и увеличения тягового усилия. Она обеспечивает передачу вращения с карданного вала на полуоси под углом 90° при классической компоновке автомобиля (о которой подробно рассказывается в главе 3). В главной передаче применяют шестеренчатые передачи, одинарные или двойные.

Устройство главной передачи

Главная передача состоит из двух шестерен, а точнее, из конической шестерни (на рисунке 5.33 — ведущая шестерня) и конического колеса (на рисунке 5.33 — ведомое колесо).

Рисунок 5.33 Главная передача заднего неразрезного моста.

Шестерня является ведущим элементом (к ней подводится тяга от коробки передач и двигателя), а колесо —ведомым (принимает тягу от шестерни и перенаправляет под углом 90 градусов).

Шестерни изготавливают со спиральными зубьями, благодаря чему повышается прочность зубьев, увеличивается число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и шестерни работают более плавно и бесшумно.

Кроме конической простой шестеренчатой передачи, у которой оси взаимно пересекаются, в легковых автомобилях применяют гипоидную передачу (показана на рисунке 5.34). В этой передаче зубья имеют специальный профиль и ось малой конической шестерни смещена вниз относительно центра большой шестерни на некоторое расстояние «S». Это дает возможность расположить карданный вал ниже и уменьшить высоту выпуклой верхней части туннеля для размещения вала в полу кузова, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове. Кроме того, имеется возможность несколько снизить центр тяжести автомобиля и повысить его устойчивость при движении. Гипоидная передача обладает большей плавностью работы, более высокой прочностью зубьев и износоустойчивостью.

Примечание
Однако у гипоидной передачи есть одна неприятная особенность: порог заклинивания при обратном ходе. Расчеты данной передачи, конечно, исключают такую возможность, но всегда стоит помнить, что данную главную передачу может заклинить при превышении расчетных оборотов (при вращении в обратную сторону). Так что будьте осторожны с выбором скорости движения задним ходом.

Для гипоидной передачи необходимо применение смазки специальных сортов из-за большого давления между зубьями при работе и больших скоростей относительного скольжения между зубьями. Кроме того, требуется более высокая точность монтажа передачи.

Рисунок 5.34 Элементы главной передачи. Гипоидная передача.

Дифференциал

Назначение дифференциала

Дифференциал позволяет катиться правому и левому ведущим колесам с различным числом оборотов при поворотах автомобиля и при движении по неровностям дороги.

При движении автомобиля на повороте (как показано на рисунке 5.35) внутреннее ведущее колесо его проходит меньший путь, чем наружное, и, для того чтобы обеспечить качение без буксования, оно должно вращаться медленнее, чем наружное колесо. Для того чтобы колеса могли вращаться с разным числом оборотов, их подсоединяют через приводные валы к дифференциалу, а уже дифференциал жестко связан с ведомым колесом главной передачи.

Принцип работы дифференциала

Дифференциал состоит из (смотрите рисунок 5.33) полуосевых шестерен, сателлитов, оси сателлитов (которая может быть крестовидной, если сателлитов четыре) и корпуса. Полуосевые конические шестерни закреплены на внутренних концах полуосей, на наружных концах которых крепятся ведущие колеса. Сателлиты, представляющие собой малые конические шестерни, посажены свободно на оси.

Рисунок 5.x Схема работы дифференциала.

При движении автомобиля на повороте, внутреннее колесо проходит меньший путь и вследствие сцепления с дорогой начинает вращаться медленнее. При этом сателлиты, вращаясь, начинают перекатываться по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне внутреннего колеса. В результате сателлиты начинают вращаться около своих осей, увеличивая число оборотов второй полуосевой шестерни и наружного колеса соответственно.

Примечание
При наличии дифференциала между количеством оборотов колес существует определенная зависимость, при которой сумма чисел оборотов колес всегда равна удвоенному числу оборотов коробки дифференциала, т. е. при уменьшении числа оборотов одного из колес число оборотов другого колеса на столько же увеличивается. При неподвижной коробке дифференциала, если вращается одно из колес, другое колесо будет вращаться в обратную сторону.

Однако работа дифференциала и результат положителен только в случае сухой дороги. В определенных условиях дифференциал может отрицательно повлиять на движение автомобиля.

Так, при попадании одного из колес на скользкое место (лед, грязь) колесо из-за недостаточного сцепления с дорогой начинает буксовать. При значительном ухудшении сцепления буксующего колеса с дорогой тяговое усилие на нем становится очень низким. При этом второе колесо, имеющее достаточное сцепление с дорогой, останавливается, так как вследствие свойства дифференциала распределять усилие между колесами поровну тяговое усилие на втором колесе также становится очень малым и недостаточным для движения автомобиля. Буксующее колесо вращается при этом с удвоенным числом оборотов, и автомобиль полностью останавливается.

Разновидности дифференциалов

Дифференциалы могут быть симметричными и не симметричными, а так же свободными или с возможностью блокировки.

Примечание
Дифференциал, распределяющий тягу от двигателя поровну между колесами или между осями, называется симметричным. Если же дифференциал межосевой (делит тягу от двигателя в полноприводном автомобиле между передней и задней осью), он может быть несимметричным, то есть на одну из осей передавать меньше тяги, чем на другую.

Если симметричное распределение не всегда играет на руку управляемости или проходимости автомобиля, значит эту проблему необходимо решить. Есть два пути:

1. Установить в главную передачу дифференциал с возможностью его блокировки.

Так появились дифференциалы с блокировкой. Процесс блокировки может быть отдан на откуп механическому приводу с выведением рычага управления в салон автомобиля или же передан в ведение электроники и может быть автоматическим полностью или же с управлением при помощи контроллеров в салоне автомобиля.

2. Установить дифференциал повышенного трения, который при усложнившихся дорожных ситуациях просто-напросто не позволит всей тяге «уйти» на колесо, потерявшее сцепление с поверхностью.

Главные передачи — классификация и типы. Цилиндрическая, коническая, гипоидная, червячная одинарные главные передачи. Центральная и разнесенная двойная главная передача

Шестеренный механизм, повышающий передаточное число трансмиссии автомобиля, называется главной передачей.

Главная передача служит для постоянного увеличения крутящего момента двигателя, подводимого к ведущим колесам, и уменьшения скорости их вращения до необходимых значений.

Главная передача обеспечивает максимальную скорость движения автомобиля на высшей передаче и оптимальный расход топлива в соответствии с ее передаточным числом. Передаточное число главной передачи зависит от типа и назначения автомобиля, а также мощности и быстроходности двигателя. Величина передаточного числа главной передачи обычно составляет 6,5…9,0 у грузовых автомобилей и 3,5…5,5 у легковых автомобилей. На автомобилях применяются различные типы главных передач (рисунок 1).

Рисунок 1 — Типы главных передач

Одинарные главные передачи

Одинарные главные передачи состоят из одной пары шестерен.

Цилиндрическая главная передача применяется в переднеприводных легковых автомобилях при поперечном расположении двигателя и размещается в общем картере с коробкой передач и сцеплением (см. Двухвальные коробки передач ВАЗ и АЗЛК рисунок 2). Ее передаточное число равно 3,5…4,2, а шестерни могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндрическая главная передача имеет высокий КПД — не менее 0,98, но она уменьшает дорожный просвет у автомобиля и более шумная.

Коническая главная передача (рисунок 2, а) применяется на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен в конической главной передаче лежат в одной плоскости и пересекаются, а шестерни выполнены со спиральными зубьями. Передача имеет повышенную прочность зубьев шестерен, небольшие размеры и позволяет снизить центр тяжести автомобиля.

КПД конической главной передачи со спиральным зубом 0,97…0,98. Передаточные числа конических главных передач 3,5…4,5 у легковых автомобилей и 5…7 у грузовых автомобилей и автобусов.

Рисунок 2 — Главные передачи

а, б, в — одинарные; г, д — двойные; е — редуктор; 1 — ведущая шестерня; 2 — ведомая шестерня; 3 — червяк; 4 — червячная передача; 5 — коническая шестерни; 6 — цилиндрические шестерни; 7 — полуось; 8 — солнечная шестерня; 9 — сателлит; 10 — ось; 11 — коронная шестерня; l — гипоидное смещение

Гипоидная главная передача (рисунок 2, б) имеет широкое применение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен гипоидной главной передачи в отличие от конической не лежат в одной плоскости и не пересекаются, а перекрещиваются. Передача может быть с верхним или нижним гипоидным смещением l. Гипоидная главная передача с верхним смещением используется на многоосных автомобилях, так как вал ведущей шестерни должен быть проходным, а на переднеприводных автомобилях — исходя из условий компоновки. Главная передача с нижним гипоидным смещением широко применяется на легковых автомобилях.

Передаточные числа гипоидных главных передач легковых автомобилей 3,5…4,5, а грузовых автомобилей и автобусов 5…7. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочная и бесшумная, имеет высокую плавность зацепления, малогабаритная и ее можно применять на грузовых автомобилях вместо двойной главной передачи. Она имеет КПД, равный 0,96…0,97. При нижнем гипоидном смещении имеется возможность ниже расположить карданную передачу и снизить центр тяжести автомобиля, повысив его устойчивость. Однако гипоидная главная передача требует высокой точности изготовления, сборки и регулировки. Она также требует из-за повышенного скольжения зубьев шестерен применения специального гипоидного масла с сернистыми, свинцовыми, фосфорными и другими присадками, образующих на зубьях шестерен прочную масляную пленку.

Червячная главная передача (рисунок 2, в) может быть с верхним или нижним расположением червяка 3 относительно червячной шестерни 4, имеет передаточное число 4…5 и в настоящее время используется редко. Ее применяют на некоторых многоосных многоприводных автомобилях. По сравнению с другими типами червячная главная передача меньше по размерам, более бесшумна, обеспечивает более плавное зацепление и минимальные динамические нагрузки. Однако передача имеет наименьший КПД (0,9…0,92) и по трудоемкости изготовления и применяемым материалам (оловянистая бронза) является самой дорогостоящей.

Двойные главные передачи

Эти передачи применяются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момента. КПД двойных главных передач находится в пределах 0,93…0,96.

Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.

В центральной главной передаче (рисунок 2, г) коническая и цилиндрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.

В разнесенной главной передаче (рисунок 2, д) коническая пара шестерен 5 находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 — в колесных редукторах. При этом цилиндрические шестерни соединяются полуосями 7 через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси 7 подводится к колесным редукторам.

Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор (рисунок 2, е) состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущим колес передается через дифференциал полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.

При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьшаются размеры картера и средней части ведущего моста. В результате увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложна, имеет большую металлоемкость, дорогостояща и трудоемка в обслуживании.

Смотрите наши другие статьи

Главная передача и дифференциал автомобиля

Расскажем про устройство главной передачи и для чего нужен дифференциал автомобиля. Как происходит обслуживание и основные неисправности в работе.

Для чего нужны

Крутящий момент от коленвала двигателя заднеприводной машины через сцепление, коробку передач и карданную передачу передается на пару косозубых шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении. Оба колеса будут вращаться с одинаковой угловой скоростью. Но ведь поворот автомобиля невозможен, т.к. колеса должны пройти неодинаковое расстояние при этом маневре! Внешнее от центра поворота колесо проходит путь значительно больший, чем внутреннее.

Если бы каждому колесу передавалось одинаковое количество оборотов, то поворот автомобиля, без черных следов, был бы невозможен. Следовательно, любой автомобиль имеет некий механизм, позволяющий ему делать повороты без «черчения» резиной колес по асфальту. Этот механизм называется – дифференциалом.

Дифференциал автомобиля предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги.

Иными словами 100% крутящего момента, который приходит на дифференциал, могут распределяться между ведущими колесами 50 х 50 или в другой пропорции (например, 60 х 40). К сожалению, пропорция может быть — 100 х 0. Значит одно из колес стоит на месте, а другое буксует. Зато данная конструкция позволяет автомобилю поворачивать без заноса, а водителю не менять каждый день изношенные шины.

Из чего состоит

двух шестерен полуосей
двух шестерен сателлитов

Главная передача с дифференциалом: 1 — полуоси; 2 — ведомая шестерня; 3 — ведущая шестерня; 4 — шестерни полуосей; 5 — шестерни-сателлиты.

У переднеприводных автомобилей главная передача и дифференциал расположены в корпусе коробки передач. Двигатель у таких автомобилей расположен не вдоль, а поперек оси движения, значит, изначально крутящий момент от двигателя передается в плоскости вращения колес. Поэтому нет необходимости изменять направление крутящего момента на 90^О, как у заднеприводных машин. Но, функция увеличения крутящего момента и распределения его по осям колес, остается неизменной.

Основные неисправности

Шум («вой» главной передачи) при движении на большой скорости возникает из-за износа шестерен, неправильной их регулировке или при отсутствии масла в картере главной передачи. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление шестерен, заменить изношенные детали, восстановить уровень масла. Подтекание масла может быть через сальники и неплотные соединения. Для устранения неисправности следует заменить сальники, подтянуть крепления.

Как происходит обслуживание

Шестерни главной передачи и дифференциала требуют смазки. Хотя детали выглядят массивными «железяками», но тоже имеют запас прочности. Поэтому рекомендации относительно резких стартов и торможений, грубых включений сцепления и прочей перегрузки машины остаются в силе.

Трущиеся детали и зубья шестерен должны постоянно смазываться. Поэтому в картер заднего моста (у заднеприводных авто) или в картер блока – коробка передач, главная передача, дифференциал (у переднеприводных авто), заливается масло, уровень которого необходимо периодически контролировать. Масло, в котором работают шестерни, имеет склонность к «утеканию» через неплотности в соединениях и через изношенные сальники.

При возникновении подозрений на какую-либо неприятность с трансмиссией, поднимите домкратом одно из ведущих колес автомобиля. Запустите двигатель и, включив передачу, заставьте вращаться это колесо. Просмотрите и прослушайте всё, что крутится, издает подозрительные звуки. Затем поднимите домкратом колесо с другой стороны. При повышенном шуме, вибрациях и подтеканиях масла – ищите сервис.

ᐉ Главная передача. Назначение и основные типы

Главная передача служит для преобразования вращающего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса. Для получения достаточного тягового усилия на ведущих колесах вращающий момент двигателя даже на высшей передаче необходимо увеличивать. Как правило, ось коленчатого вала двигателя расположена под углом 90° к осям ведущих колес.

Передаточное число главных передач изучаемых ТС обычно находится в пределах 6—10. Главную передачу устанавливают как можно ближе к ведущим колесам, чтобы уменьшить нагрузки на агрегаты трансмиссии, расположенные между двигателем и главной передачей.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили зубчатые главные передачи, которые в зависимости от числа дар шестерен, находящихся в зацеплении, подразделяются на одинарные (рис. а, б), имеющие одну пару шестерен, и двойные (рис. в, г), состоящие из двух пар шестерен.

Рис. Главные передачи:
а — одинарная коническая; б — одинарная гипоидная; в — двойная совмещенная; г — двойная разнесенная; 1 — ведущая коническая шестерня; 2 — ведомая коническая шестерня; 3 — ведущая цилиндрическая шестерня; 4 — ведомая цилиндрическая шестерня; с — смещение

Конические шестерни одинарных главных передач могут быть с прямыми или со спиральными зубьями. Применяются также одинарные главные передачи с гипоидным зацеплением, когда оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен не пересекаются в отличие от простой конической передачи. Смещение оси ведущей шестерни гипоидной передачи вверх позволяет увеличить дорожный просвет (клиренс) и проходимость машины, а смещение оси вниз позволяет снизить центр тяжести машины и повысить ее устойчивость.

У конических шестерен со спиральными зубьями прочность зубьев более высокая по сравнению с шестернями с прямыми зубьями. Кроме того, увеличение числа зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, делает работу шестерен более плавной и бесшумной, повышает их долговечность.

В главной передаче с гипоидным зацеплением зубья имеют специальный профиль, поэтому при одинаковых диаметрах ведомых шестерен и одном и том же передаточном числе диаметр ведущей шестерни гипоидной передачи больше, чем у простой конической, а это повышает прочность и долговечность гипоидной передачи, улучшает плавность зацепления ее шестерен и уменьшает шум при работе. Однако гипоидная передача более чувствительна к нарушению правильности зацепления и требует более точной регулировки. Кроме того, в гипоидной передаче при зацеплении происходит скольжение зубьев, сопровождающееся нагреванием. Следствием этого является разжижение и выдавливание смазки, приводящее к повышенному износу зубьев, для устранения которого необходимо использовать специальную смазку.

Двойные главные передачи обычно состоят из пары конических 2 и пары цилиндрических 3, 4 шестерен. На полноприводных колесных машинах применяются центральные главные передачи, когда обе пары шестерен располагаются в одном картере вместе с дифференциалом, и разнесенные главные передачи, когда коническая пара расположена в одном картере с дифференциалом, а цилиндрическая пара (колесная передача) — внутри ведущего колеса. Использование разнесенной главной передачи позволяет снизить нагрузки на детали дифференциала и полуоси, а также уменьшить размеры средней части ведущего моста, что способствует увеличению дорожного просвета и повышению проходимости машины.

У быстроходных гусеничных машин коническая пара главной передачи обычно располагается перед коробкой передач в одном с ней картере, а цилиндрическая пара (бортовая передача) — около ведущего колеса гусеничного движителя. На некоторых транспортных машинах применяются бортовые (колесные) передачи с двумя парами цилиндрических шестерен или планетарные передачи.

Главная передача

Двойные передачи устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности и на некоторых автомобилях средней грузоподъемности, когда общее передаточное число трансмиссии должно быть значительным, так как передаются большие крутящие моменты. В двойной главной передаче крутящий момент увеличивается последовательно двумя парами шестерен, из которых одна — коническая, а другая — цилиндрическая. Общее передаточное число двойной передачи равно произведению передаточных чисел составляющих пар.

Двойная главная передача при сравнительно небольших размерах шестерен позволяет получить значительное передаточное число. Пара цилиндрических шестерен двойкой главной передачи часто имеет косые зубья. Обычно обе пары шестерен устанавливают в общем картере (автомобили ЗИЛ, КамАЗ, КрАЗ), чтобы большая коническая шестерня сидела на одном валу с малой цилиндрической шестерней.

На автомобилях МАЗ и БелАЗ двойная главная передача разделена и состоит из пары конических шестерен и планетарных редукторов, расположенных снаружи ступиц колес.

Одинарная гипоидная главная передача. На рис. 2 показана одинарная гипоидная главная передача автомобиля ГАЗ-53А. Крутящий момент от карданной передачи через закрепленную корончатой гайкой втулку-фланец и внутренние шлицы передается ведущей шестерне, а от нее ведомой шестерне. Ось ведущей шестерни смещена вниз на 32 мм. Спиральные зубья ведущей шестерни имеют левое направление, а ведомой — правое. Передаточное число равно 6,83. Шестерни подбирают на заводе по контакту в зацеплении, поэтому они работают бесшумно. Изношенные или поврежденные шестерни главной передачи заменяют только парами.

Передача размещена в картере, отлитом из ковкого чугуна и прикрепленном болтами к картеру заднего моста. Для большей прочности этот неразъемный картер имеет ребра жесткости. Ведущая шестерня изготовлена как одно целое с валом, который опирается на цилиндрический роликоподшипник и на конические роликоподшипники, установленные для устранения зазора между кольцами и роликами с предварительным натягом и и закрытые крышкой. Роликоподшипник напрессован до упора в торец зубчатого венца и застопорен кольцом. Наружные кольца роликоподшипников установлены в стакане, закрепленном болтами в картере главной передачи. Роликоподшипники воспринимают возникающие при работе главной передачи осевые силы. Эти подшипники регулируют, используя прокладки и распорное кольцо. Конструкция опор вала ведущей шестерни обеспечивает малые деформации, поэтому главная передача отличается высокой долговечностью.

Ведомая шестерня закреплена на картере дифференциала. Зацепление шестерен регулируют прокладками. Регулировка не нарушается благодаря достаточной жесткости картера и наличию предварительного натяга подшипников. Радиальные и осевые силы, действующие на ведомую шестерню главной передачи, воспринимаются роликоподшипниками картера дифференциала. Гайки служат для регулировки подшипников и зацепления гипоидной передачи.

Винт упора, ввернутый в картер напротив зоны зацепления шестерен, ограничивает деформацию ведомой шестерни при передаче больших крутящих моментов. Эта деформация определяется величиной зазора между шестерней и упором; зазор можно регулировать, ввертывая или вывертывая винт.

Залитое в картер до определенного уровня масло захватывается ведомой шестерней и по маслоприемной трубке и каналу подается к подшипникам ведущей шестерни. Трубка прижата к шестерне пружиной и застопорена болтом. От подшипников масло отводится по нижнему каналу в маслоуловитель. Остальные детали главной передачи смазываются разбрызгиваемым маслом. Нормальное давление в полости картера поддерживается при помощи сапуна.

Двойная неразделенная главная передача. На рис. 3 показана двойная главная передача автомобиля ЗИЛ-130, состоящая из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с косыми зубьями. Ведущая коническая шестерня, изготовленная как одно целое с валом, приводится во вращение от карданной передачи через фланец. Ведомая коническая шестерня прикреплена заклепками к фланцу промежуточного вала. Ведущая цилиндрическая шестерня изготовлена как одно целое с валом, а находящаяся с ней в зацеплении ведомая цилиндрическая шестерня привернута болтами к коробке дифференциала, состоящей из левой и правой чашек. В коробке размещены сателлиты, крестовина, полуосевые шестерни и опорные шайбы полуосевых шестерен и сателлитов.

Рис. 3. Двойная главная передача автомобиля ЗИЛ-130: 1 — фланец; 2 — сальник; 3, 13 и 32 — крышки; 4 — шайба; 5 — уплотнительная прокладка; 6, 9, 14, 24 и 31 — роликоподшипники; 7 — стакан; 8 — регулировочные шайбы; 10 и J3 — регулировочные прокладки; 11 — ведущая коническая шестерня; 12 — ведомая коническая шестерня; 15 — промежуточный вал; 16 — ведущая цилиндрическая шестерня; 17 — картер; 19 и 29 — опорные шайбы полуосевых шестерен; 20 — правая чашка коробки дифференциала; 21 — ведомая цилиндрическая шестерня; 22 — полуосевая шестерня; 23 — левая чашка коробки дифференциала; 25 — гайка; 26 — полуось; 27 — кожух полуоси; 28 — сателлиты; 30 — крестовина; 33 — распорная втулка

Опорами вала ведущей конической шестерни и служат роликоподшипники, расположенные в стакане, привернутом болтами к картеру главной передачи. К стакану болтами прикреплена крышка с сальником. Между крышкой и стаканом помещена уплотнительная прокладка, а между втулкой фланца и роликоподшипником шайба. Между внутренними кольцами роликоподшипников находится распорная втулка, а между этой втулкой и роликоподшипником помещены шайбы для регулировки затяжки роликоподшипников. Положение ведущей комической шестерни регулируют прокладками, устанавливаемыми между картером и стаканом. В боковых крышках картера размещены конические роликоподшипники, на которые опирается промежуточный вал. Под фланцы крышек подложены прокладки для регулировки положения роликоподшипников и ведомой конической шестерни. Жесткость стакана увеличивают его внешние ребра.

Коробка дифференциала вращается на двух конических роликоподшипниках, закрытых крышками. Эти роликоподшипники регулируют гайками. Внутри кожухов проходят полуоси. Отверстие для заливки масла находится на задней крышке балки моста, а для его слива — в нижней части балки. Масло к подшипникам малой конической шестерни поступает по каналам, отлитым в картере.

Двойная разделенная главная передача. В случае применения разделенной главной передачи уменьшаются размеры средней части ведущего моста и разгружаются полуоси от большого крутящего момента. Задний мост с колесными редукторами может быть использован на автомобилях различных модификаций, так как он позволяет получить разные передаточные числа изменением чисел зубьев цилиндрических шестерен колесного редуктора. Ведущая шестерня колесного редуктора автомобиля MA3-5335 приводится во вращение от центральной передачи, состоящей из конических шестерен, через полуось и находится в зацеплении с сателлитами, свободно сидящими на осях. Сателлиты входят в зацепление с ведомой шестерней, имеющей вид зубчатого венца и прикрепленной к ступице колеса.

Рис. 4. Колесный редуктор автомобиля МАЗ: а — схема; 6 — конструкция; I — большая крышка; 2 — наружная чашка; 3 — резиновая прокладка; 4 — ведущая шестерня; 5 и 20 — стопорные кольца; 6 — упор; 7 — малая крышка; 8 — сателлит; 9 — ось сателлита; 10 — роликоподшипник: 11 — пробка отверстия для заливки масла; 12 — стопорный болт; 13 — ведомая шестерня; 14 — маслоотражчтель: 15 — ступица колеса; 16 — полуось; 17 — внутренняя чашка, 18 — труба полуоси; 19 и 21 гайки; 22 — ограничитель

Колесный редуктор помещают в совместно обработанных чашках — наружной и внутренней. Стопорное кольцо и гайки удерживают чашки от осевых перемещений. Ведущая шестерня сидит на шлицах полуоси и фиксирована стопорным кольцом и ограничителем. Шестерня передает вращение трем сателлитам, установленным на роликоподшипниках на осях. Ведомая шестерня соединена болтами со ступицей колеса. Колесный редуктор снаружи закрыт малой и большой крышками. Горловина для заливки масла расположена в штампованной крышке, закрывающей заднее отверстие балки моста.

—

Главная передача увеличивает крутящий момент, подводимый от карданной передачи к дифференциалу и далее к полуосям, расположенным под углом 90° к продольной оси автомобиля. Она должна быть компактной и работать плавно и бесшумно.

Главные передачи могут быть зубчатые и червячные. Если главная передача имеет одну пару шестерен, то она называется одинарной, а если две пары шестерен — двойной.

Одинарная зубчатая передача применяется на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Она состоит из двух находящихся в постоянном зацеплении конических шестерен, из которых малая ведущая соединена с карданным валом, а большая ведомая — с коробкой дифференциала и через дифференциал с полуосями. Главная коническая передача с шестернями со спиральными зубьями (рис. 202, а) устанавливается на автомобилях УАЗ-450, ЗАЗ-965 «Запорожец», «Москвич-407» и ПАЗ-652, а гипоидная передача — на автомобилях ГАЗ-бЗА, М-21 «Волга» и «Москвич-408».

Рис. 5. Схемы главных передач:
а — коническая с шестернями, имеющими спиральные зубья; б — гипоидная; в — двойная центральная (пара конических шестерен и пара цилиндрических)

По сравнению с зубчатыми передачами червячная передача имеет низкий к. п. д., отличается сложностью.изготовления, большей стоимостью и трудностью регулировки после износа.

В двойной главной передаче крутящий момент увеличивается последовательно двумя парами шестерен, из которых одна — коническая, а другая — цилиндрическая. Общее передаточное число двойной главной передачи равно произведению передаточных чисел каждой пары. Обычно обе пары располагаются вместе в общем картере (автобусы ЗИЛ и грузовые автомобили ЗИЛ и Урал) так, что большая коническая шестерня сидит на одном валу с малой цилиндрической. На автомобилях БелАЗ-540 и БелАЗ-548 двойная главная передача состоит из пары конических шестерен и колесного планетарного редуктора, расположенного снаружи ступиц колес.

Двойная главная передача применяется в тех случаях, когда необходимо получить большое передаточное число при небольших габаритах ведущего моста, и используется на грузовых автомобилях большой и средней грузоподъемности, так как позволяет устанавливать на них быстроходные двигатели.

Передаточные числа главных передач грузовых автомобилей обычно лежат в пределах 5—9, легковых автомобилей — 3—5. Иногда применяют двойные двухступенчатые главные передачи, в которых по желанию шофера может быть установлено одно из двух передаточных чисел (автомобиль МАЗ-500).

Рис. 6. Главная передача и дифференциал автомобиля ГАЗ-53А:
1 — регулировочный винт; 2 и 3 — каналы; 4 — регулировочные прокладки; 5 — стакан; 6 и 13 — конические роликоподшипники ведущей шестерни; 7 — фланец карданного шарнира; 8 и 17 — гайки; 9 — ведущая шестерня; 10 — крышка; 11 — болт; 12 — регулировочные прокладки; 14 — пробка; is — цилиндрический роликоподшипник; 16 — картер; 18 — полуось; 19 — правая половина коробки дифференциала; 20 — стопорная пластина; 21 — крышка; 22 — полуосевая шестерня; 23 — крестовина дифференциала; 24 — ведомая шестерня; 2S — левая половина коробки дифференциала; 26 — опорная шайба полуосевой шестерни; 27 — конический роликоподшипник коробки дифференциала; 28 — сателлит; 29 — опорная шайба сателлита

Одинарная главная передача. На рис. 203 показана одинарная главная передача с коническими шестернями, имеющими спиральные зубья. Ее передаточное число равно 6,83. Передача помещается в картере заднего моста, отлитом из ковкого чугуна. Ведущая шестерня главной передачи через закрепленный на ее валу гайкой фланец кардана получает вращение от карданной передачи. Эта шестерня изготовлена как одно целое с валом и опирается на конические роликоподшипники, закрытые крышкой, и на цилиндрический роликоподшипник. Наружные кольца роликоподшипников установлены в стакане. Конические роликоподшипники, помимо радиальных, воспринимают также и осевые усилия, возникающие при работе конических шестерен. Роликоподшипник расположен в специальном приливе картера и закреплен стопорным кольцом. Он воспринимает только радиальные усилия.

Под внутреннем кольцом заднего роликоподшипника поставлены металлические регулировочные прокладки для регулировки подшипников вала ведущей шестерни. Между фланцами картера и стакана расположены регулировочные прокладки для регулировки зазора в зацеплении шестерен главной передачи. Боковой зазор регулируют при сборке на заводе и при капитальном ремонте.

Ведомая шестерня главной передачи прикреплена болтами к фланцу левой половины коробки дифференциала, вращающейся на двух роликоподшипниках. При передаче больших крутящих моментов эта шестерня опирается на регулировочный винт. Внутри левой и правой половин коробки дифференциала помещаются сателлиты, крестовина, полуосевые шестерни и опорные шайбы полуосевых шестерен и сателлитов.

Детали главной передачи необходимо регулярно смазывать, так как они передают большие усилия. Для заливки и слива масла в картере имеются наливное и выпускное отверстия, закрываемые пробками на резьбе. Наиболее затруднен доступ смазки к переднему роликоподшипнику ведущей шестерни. Для обеспечения его достаточно обильной смазкой в верхней части горловины картера сделаны каналы, из которых масло стекает во внутреннюю полость стакана подшипников ведущей шестерни. В канал масло забрасывается зубьями ведомой шестерни. Обратно в картер масло стекает из переднего подшипника по другому каналу. Таким образом, обеспечивается постоянная циркуляция смазки. В автомобилях ЗИЛ-130 и М-21 «Волга» применяется в основном такой же способ смазки переднего подшипника ведущей шестерни.

Вытекание смазки из картера главной передачи предотвращается сальником в крышке и прокладкой. От попадания грязи сальник закрыт колпаком.

Двойная главная передача. Двойная главная передача состоит из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с косыми зубьями. Ведущая коническая шестерня приводится во вращение от карданной передачи через фланец. Она изготовлена как одно целое с валом, а находящаяся с ней в зацеплении ведомая шестерня крепится заклепками к фланцу промежуточного вала. Ведущая цилиндрическая шестерня изготовлена как одно целое с валом, а находящаяся с ней в зацеплении ведомая цилиндрическая шестерня привернута болтами к коробке дифференциала, состоящей из левой и правой половин. В коробке помещаются сателлиты, крестовина, полуосевые шестерни и опорные шайбы полуосевых шестерен и сателлитов.

Опорами для вала ведущей конической шестерни служат установленные в стакане, привернутом к картеру главной передачи, роликоподшипники. К стакану болтами крепится крышка с сальником. Между крышкой и стаканом помещается уплотнительная прокладка, а между втулкой фланца и подшипником — шайба. Между внутренними кольцами подшипников установлена распорная втулка, а между ней и подшипником расположены шайбы для регулировки затяжки подшипников. Регулировка положения ведущей конической шестерни производится прокладками, установленными между картером и стаканом.

В боковых крышках картера установлены конические роликоподшипники, на которые опирается промежуточный вал. Для регулировки этих подшипников, а также положения ведомой конической шестерни под фланцы крышек подложены регулировочные прокладки. Коробка дифференциала вращается на двух конических роликоподшипниках. закрытых крышками. Эти подшипники регулируются гайками.

Рис. 7. Двойная главная передача и дифференциал автомобиля ЗИЛ-130:
1 — фланец; 2 — сальник; 3, 18 и 32 — крышки; 4 — шайба; 5 — уплот-нительная прокладка; 6 и 9 — роликоподшипники; 7 — стакан; 8 — регулировочные шайбы; 10 — регулировочные прокладки; 11 — ведущая коническая шестерня; 12 — ведомая коническая шестерня; 13 — регулировочные прокладки; 14, 24 и 31 — конические роликоподшипники; 15 — промежуточный вал; 16 — ведущая цилиндрическая шестерня; 17 — картер; 19 — опорная шайба полуосевой шестерни; 20 — правая половина коробки дифференциала; 21 — ведомая цилиндрическая шестерня; 22 — полуосевая шестерня: 23 — левая половина коробки дифференциала; 25 — гайка; 26 — полуось; 27 — кожух полуоси; 28 — сателлит; 29 — опорная шайба сателлита; 30 — крестовина сателлитов; 33 — распорная втулка

Внутри полуосевых кожухов проходят полуоси.

Гипоидная главная передача. В гипоидной главной передаче ось ведущей шестерни не пересекаетсй с осью ведомой шестерни, а располагается ниже нее. Этим достигается более низкое расположение пола кузова автомобиля вследствие низкого размещения карданной передачи и устранения в полу «тоннеля» для карданного вала.

Рис. 8. Гипоидная главная передача и дифференциал автомобиля М-21 «Волга»:
1 — ведомая шестерня; 2 — ведущая шестерня; 3 — подводящий масляный канал; 4 — сальник; 5 — фланец кардана; в — отводящий канал; 7 — коробка дифференциала, 8, 9, 10 и 11 — конические роликоподшипники

Гипоидная передача обладает высокой прочностью зубьев и бесшумностью работы, но требует большой точности зацепления и смазки специального сорта, так как в этой передаче во время работы возникают большие давления и скорости скольжения между зубьями.

Вал ведущей шестерни установлен в картере, отлитом из ковкого чугуна, на конических роликоподшипниках, закрепленных гайкой через ступицу фланца карданного шарнира. Масло к этим подшипникам подводится по каналу и отводится по каналу. Вытекание масла предотвращается сальником.

Ведомая шестерня крепится к неразъемной коробке дифференциала, которая вращается на конических роликоподшипниках.

—

Главная передача служит для передачи крутящего момента раздаточному механизму — дифференциалу (колесный трактор, автомобиль) или механизму поворота (гусеничный трактор) и увеличения общего передаточного числа силовой передачи. Главные передачи выполняются с коническими спиральными или цилиндрическими прямозубыми шестернями.

Рис. 9. Схемы одинарных главных передач: а — простой; б — гипоидной: 1 — ведущая шестерня; 2 — ведомая шестерня; С — смещение центров шестерен

Передачи с цилиндрическими шестернями устанавливаются на тракторах с коробками передач, имеющими поперечные валы (Т-25, Т-40, Т-40А, Т-16М). В таких конструкциях изменение направления вращения от продольного вала на поперечные осуществляется двумя коническими шестернями первичного и вторичного валов.

Ведущие шестерни главной передачи изготовляются как одно целое со вторичным валом коробки передач или съемными (МТЗ-50, МТЗ-52). Ведомые шестерни чаще всего выполняются в виде съемных венцов, прикрепляемых болтами или заклепками к фланцу вала заднего моста (гусеничные тракторы, за исключением трактора Т-38М, у которого шестерня имеет шпоночное соединение с валом) или к корпусу дифференциала (колесные тракторы).

У трактора ДТ-75 ведомая шестерня прикреплена болтами к фланцу коронной шестерни планетарного механизма поворота.

Конические шестерни главной передачи воспринимают и передают валам не только радиальные, но и большие осевые нагрузки. Поэтому валы, несущие эти шестерни, устанавливаются на конических роликоподшипниках или на шарикоподшипниках. Последние менее приспособлены к восприятию осевых нагрузок, но не требуют регулировок.

Главная передача гусеничных тракторов размещается в специальном отсеке корпуса заднего моста, масляная ванна которого обычно сообщается с полостью коробки передач. Отсек главной передачи имеет прокладки и сальниковые уплотнения, предупреждающие перетекание масла в отсеки муфт управления (Т-74, Т-130) или тормозов управления (Т-4А, ДТ-75, ДТ-75М).

У колесных тракторов детали главной передачи смазываются из общей масляной ванны корпуса силовой передачи.

Главные передачи автомобилей подразделяются на одинарные и двойные. Одинарные передачи используются в легковых и грузовых автомобилях малой грузоподъемности и состоят из одной пары конических или гипоидных шестерен.

В гипоидной передаче вследствие смещения осей шестерен на величину С угол спирали ведущей шестерни больше, чем ведомой (у спиральных шестерен он одинаков). При одних и тех же размерах ведомой шестерни ведущая шестерня гипоидной передачи имеет большую длину и толщину зуба, чем спиральная, а среднее число одновременно участвующих в зацеплении зубьев выше. Поэтому гипоидные передачи бесшумны в работе и более долговечны. Смещение осей гипоидных шестерен позволяет уменьшить дорожный просвет легкового автомобиля и тем самым повысить его устойчивость. Для этого ось ведущей шестерни перемещают вниз относительно оси ведомой шестерни. Противоположное расположение шестерен дает возможность увеличить дорожный просвет грузового автомобиля.

Смещение осей шестерен гипоидной передачи вызывает значительное скольжение зубьев, поэтому для смазки применяют специальное масло.

Двойные главные передачи образуются двумя парами шестерен, из которых первая (со стороны карданного вала)—коническая спиральная, а вторая — цилиндрическая. Цилиндрические шестерни имеют косой или шевронный зуб. Двойные главные передачи устанавливаются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности (например, ЗИЛ-130).

Ведущие и ведомые шестерни главной передачи изготавливаются из легированных малоуглеродистых сталей различных марок, подвергаются цементации, закалке и отпуску.

Главная передача и все,что нужно о ней знать.

Главная передача автомобиля – элемент трансмиссии, в наиболее распространенном варианте состоящий из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванный преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи напрямую зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива. Рассмотрим устройство, принцип действия, виды и требования к механизму трансмиссии.

Устройство главной передачи

По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:

цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом;
коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;
гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;
червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.

Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП.

В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным.

Принцип работы

Основная характеристика этого редуктора — передаточное число. Данный параметр отражает отношение количества зубьев ведомой шестерни (связана с колесами) к ведущей (связана с вторичным валом коробки передач). Чем больше передаточное число, тем быстрее автомобиль разгоняется (крутящий момент увеличивается), но при этом уменьшается значение максимальной скорости. Уменьшение передаточного числа увеличивает максимальную скорость, при этом машина начинает ускоряться медленнее. Для каждой модели автомобиля передаточное число подбирается с учетом характеристик двигателя, КПП, размера колес, тормозной системы и т.д.Принцип действия главной передачи достаточно прост: во время движения автомобиля крутящий момент от двигателя передается коробке переменных передач (КПП), а затем, посредством главной передачи и дифференциала, приводным валам автомобиля. Таким образом, главная передача непосредственным образом изменяет крутящий момент, который передается колесам машины. Соответственно, посредством нее изменяется и скорость вращения колес.

Основные требования. Современные тенденции

Главным передачам выдвигается немало требований, основными из которых являются:

Надежность;
Минимальная потребность в обслуживании;
Высокие показатели КПД;
Плавность и бесшумность;
Минимально возможные габаритные размеры.

Естественно, идеального варианта не существует, поэтому конструкторам при выборе типа главной передачи приходится искать компромиссы.

Отказаться от использования главной передачи в конструкции трансмиссии пока не получается, поэтому все наработки направлены на повышение эксплуатационных показателей.

Примечательно, что изменение рабочих параметров редуктора является одним из основных видов тюнинга трансмиссии. За счет установки шестерен с измененным передаточным числом можно существенно повлиять на динамику авто, максимальную скорость, расход топлива, нагрузку на КПП и силовой агрегат.

Напоследок стоит упомянуть особенности конструкции роботизированных КПП с двойным сцеплением, что сказывается и на устройстве главной передачи. В таких КПП парные и непарные передачи разделены, поэтому на выходе имеется два вторичных вала. И каждый из них передает вращение на свою ведущую шестерню главной передачи. То есть, в таких редукторах ведущих шестерен – две, а ведомая только одна.

Схема коробки передач DSG

Эта конструктивная особенность позволяет сделать передаточное число на редукторе изменяемым. Для этого всего лишь используются ведущие шестеренки с разным количеством зубьев. К примеру, при задействовании ряда непарных передач для повышения тягового усилия используется шестерня, обеспечивающая большее передаточное число, а шестерня парного ряда имеет меньшее значение этого параметра.

Двойные главные передачи

Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущим колес передается через дифференциал полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.

Классификация главных передач

По числу пар зацеплений

Одинарная и двойная главная передача

Одинарная — имеет в составе только одну пару шестерен: ведомую и ведущую.
Двойная — имеет в составе две пары зубчатых колес. Делится на двойную центральную или двойную разнесенную. Двойная центральная располагается только в ведущем мосту, а двойная разнесенная еще и в ступице ведущих колес. Применяется на грузовом транспорте, так как на нем требуется повышенное передаточное число.

По виду зубчатого соединения

По компоновке Цилиндрическая. Применяется на машинах с передним приводом, в которых двигатель и коробка переключения передач имеют поперечное расположение. В этом типе соединения применяются шестерни с шевронными и косыми зубьями.
Коническая. Используется на тех заднеприводных машинах, в которых не важны размеры механизмов и нет ограничений на уровень шума.
Гипоидная — самый популярный вид зубчатого соединения для автомобилей с задним приводом.
Червячная -в конструкции трансмиссии автомобилей практически не применяется.

Размещенные в коробке передач либо в силовом агрегате. На переднеприводных автомобилях главная передача расположена непосредственно в корпусе КПП.
Размещенные отдельно от КПП. В машинах с задним приводом главная пара шестерен располагается в картере ведущего моста вместе с дифференциалом.

Отметим, что в полноприводных автомобилях расположение главной пары зубчатых колес зависит от разновидности привода.

Преимущества и недостатки

Цилиндрическая главная передача. Максимальное передаточное число ограничено значением 4,2. Дальнейшее увеличение отношения числа зубьев ведет к существенному увеличению размера механизма, а также повышению уровня шума.Каждый из типов зубчатых соединений имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их:

Гипоидная главная передача. Этот тип отличается низкой нагрузкой на зубья и пониженным уровнем шума. При этом из-за смещения в зацеплении шестерен повышается трение скольжения и понижается КПД, но в то же время появляется возможность опустить карданный вал максимально низко. Передаточное число для легковых автомашин – 3,5-4,5; для грузовых – 5-7;.
Коническая главная передача. Используется редко из-за большого размера и шумности.
Червячная главная передача. Данная разновидность зубчатого соединения из-за трудоемкости изготовления и высокой стоимости производства практически не используется.

Главная передача | Автомобильный справочник

Суммарное передаточное число трансмиссии обеспечивают следующие элементы: коробка передач с несколькими постоянными передаточными числами (автоматическая или неавтоматическая), дополнительная коробка передач (например, раздаточная коробка полноприводного автомобиля) и главная передача.

Содержание

Главная передача автомобиля

Между коробкой передач и главной передачей в заднеприводном автомобиле расположена карданная передача (однозвенная или с несколькими валами и промежуточными опорами). Универсальные шарниры, шарниры равных угловых скоростей или упругие муфты компенсируют угловые перемещения валов агрегатов трансмиссии.

В легковых автомобилях главная передача состоит из ведущего и ведомого зубчатых колес — гипоидных (при продольном расположении двигателя) или цилиндрических (при поперечном расположении двигателя). (рис. «Главная передача заднего моста легкового автомобиля» ) Главная передача может быть конструктивно объединена с дифференциалом (на автомобилях с приводом на задние колеса и полным приводом) или с дифференциалом и коробкой передач (на переднеприводных автомобилях).

Основными элементами главной передачи и дифференциала являются ведущая и ведомая шестерни, планетарная передача, подшипники, полуоси, фланцы полуосей и картер дифференциала. Передаточное число главной передачи обычно находится в диапазоне между 2,6:1 и 4,5:1.

Ведомая шестерня главной передачи обычно крепится болтами к картеру дифференциала. Также в картере располагаются планетарная передача и ведомая шестерня, выполненная заодно с валом, установленным на двух конических роликовых подшипниках. Для уменьшения шума главная передача прикрепляется к раме транспортного средства посредством упругих (резиновых) опор.

Кроме крутящего момента, механического к.п.д. и массы, решающим критерием при современном производстве автомобилей становится уровень шума, вызываемого главной передачей. Бесшумность механизма, главным образом, зависит от способа производства ведущей и ведомой шестерен. Для снижения шума, помимо стандартной технологии изготовления шестерен, могут применяться методы финишной тепловой обработки зубьев (закалка с поверхностным упрочнением). Благодаря этому устраняются неточности обработки (с получением максимально возможного соответствия между расчетной топографией профиля зуба и действительной геометрией, нарезаемой на станке). Подробнее о конструкции ведущих мостов можно почитать здесь.

Главная передача на грузовых автомобилях

На грузовых автомобилях обычно используются главные передачи с коническими гипоидными зубчатыми шестернями. Передаточное отношение главной передачи обычно изменяется в диапазоне от 3:1 до 6:1. На автомобилях, для которых большое значение имеют характеристики плавности хода, например, на автобусах, шестерни главной передачи изготавливаются со шлифованными зубьями.

На городских автобусах (см. рис. «Главная передача автобуса (ZF AV132)» ), которые в настоящее время, как правило, имеют конструкцию с низким расположением пола, используется разнесенная главная передача с цилиндрическими бортовыми редукторами.

Для увеличения дорожного просвета (например, у транспортных средств, используемых на строительных площадках), применяются разнесенные главные передачи с планетарными бортовыми редукторами (см. рис. «Разнесенная главная передача с планетарными колесными редукторами» ). Они позволяют уменьшить размеры главной передачи и валов полуосей.

Дифференциал в автомобиле

Дифференциал служит для распределения крутящего момента между колесами или мостами и позволяет ведомым валам вращаться с неодинаковыми угловыми скоростями.

За редким исключением, дифференциал состоит из конических зубчатых колес. (см. рис. «Принципиальная схема дифференциала» ) Если шестерни слева и справа — одинаковых размеров, дифференциал осуществляет равное распределение крутящего момента на левое и правое колеса. При различных коэффициентах сцепления левых и правых шин с дорожным покрытием сохраняется равенство моментов на левой и правой шине. При этом шина с меньшим коэффициентом сцепления начинает буксовать.

Подробнее о межколесных дифференциалах можно почитать здесь.

Дифференциал повышенного трения (LSD)

Дифференциал повышенного трения (LSD) позволяет устранить этот нежелательный эффект посредством использования фрикционных дисков, фрикционных конусов, самоблокирующихся зубчатых передач или многодисковых муфт, находящихся в высоковязкой жидкостной среде.

Дифференциал повышенного трения может иметь электронное управление для работы в широком диапазоне эксплуатационных условий. Высокий коэффициент блокировки, характерный при трогании автомобиля с места, может уменьшаться при возрастании частоты вращения или при достижении предельной величины силы тяги. Включаемая водителем блокировка дифференциала может использоваться при специфических условиях движения (например, во время движения по бездорожью).

Самоблокирующиеся дифференциалы, в которых автоматически действует устройство, препятствующее относительному вращению ведомых звеньев, постепенно вытесняются электронными системами, например, системой контроля тягового усилия (TCS). Такая система обеспечивает замедление проворачивания колеса посредством использования тормоза — когда мощность продолжает передаваться от трансмиссии к притормаживаемому колесу.

Главная передача на полноприводном автомобиле

Компоновочная схема с приводом на все колеса улучшает тяговое усилие легковых автомобилей, внедорожных транспортных средств и грузовых автомобилей на мокрых и скользких дорожных покрытиях и неровной местности.

У автомобиля с постоянным полным приводом и распределением крутящего момента поровну между ведущими осями используется конический дифференциал или планетарный механизм. Распределение крутящего момента изменяется с помощью автоматических или управляемых дифференциалов повышенного трения.

Управление полным приводом (с жестким приводом на передний и задний мосты, вязкостной муфтой или раздаточной коробкой) включает блокировку дифференциала в главной передаче и раздаточной коробке (имеющей пониженную передачу для движения на крутых уклонах, при низких скоростях и для передачи высоких крутящих моментов).

Вязкостная муфта (герметизированный многодисковый механизм с высоковязкой кремнийорганической жидкостью) либо дифференциал Torsen представляют собой еще одно средство приведения в действие привода на все колеса. Как только предельное тяговое усилие на постоянно подключенном мосту превышается, муфта, реагируя на увеличение проскальзывания, начинает передавать крутящий момент ко второму ведущему мосту.

Передача полного привода может осуществляться дополнительным узлом в автоматической трансмиссии. Интеграция такого узла (рис. «Автоматическая трансмиссия легкового автомобиля с интегрированным полным приводом (ZZ 8 HP)» ) позволяет уменьшить объем занимаемого пространства, стоимость и массу трансмиссии.

На более поздних автомобилях стали применяться дополнительные блокировки дифференциала в раздаточной коробке, осуществляемые в соответствии с интеллектуально контролируемым функционированием тормозов.

Подробнее о полноприводных автомобилях можно почитать здесь.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Что такое коробка передач? Объяснение основных компонентов коробки передач — MechStuff

Если вы автолюбитель или инженер-механик, вы, вероятно, знаете, что такое коробки передач или системы трансмиссии и насколько они невероятно сложны!
Сегодня в этой статье мы подробно расскажем о них. Что такое редуктор? каковы основные компоненты коробки передач? Зачем они нам нужны? ВСЕ.

Что такое коробка передач?

Коробка передач или система трансмиссии в автомобиле представляет собой машину, в которой используется множество шестерен, валов и исполнительных частей для передачи мощности от двигателя к колесам.

Работа базовой ручной коробки передач с постоянным зацеплением

Основные компоненты коробки передач-

1. Вал сцепления

Вал сцепления ИЛИ Ведущий вал представляет собой вал, который передает мощность от двигателя для дальнейшей подачи на другие валы. Как следует из названия, ведущий вал подключается через сцепление, и когда сцепление включено, ведущий вал также вращается. На валу сцепления закреплена только одна шестерня, и она вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя.
Кроме того, ведущий вал и главный вал находятся на одной линии.

2. Промежуточный вал

Промежуточный вал является самым длинным из трех в коробке передач. Он имеет несколько шестерен разных размеров, которые способны создавать широкий диапазон крутящего момента. Промежуточный вал вращается с другой, но постоянной скоростью, как и вал сцепления.

3. Главный вал

Главный вал ИЛИ выходной вал вращается с различной скоростью, а также обеспечивает необходимый крутящий момент для автомобиля. Выходной вал представляет собой шлицевой вал, чтобы шестерни или синхронизаторы можно было перемещать для включения или выключения.Нейтральная передача — это положение, при котором ни одна из шестерен выходного вала не зацеплена с промежуточным валом. Выходной конец соединен с дифференциалом автомобиля через двойной шарнир Гука .

4.Подшипники

Подшипники установлены на обоих концах каждого вала. Они служат двум целям:

Обеспечивают поддержку и
Минимизируют потери на трение, обеспечивая максимальную мощность.

4. Шестерни

Шестерни используются для передачи мощности с одного вала на другой.Величина крутящего момента, передаваемого через шестерни, зависит от количества зубьев и размера шестерни. Чем выше передаточное число, тем выше крутящий момент/ускорение и ниже скорость . Все шестерни закреплены на соответствующих валах, кроме шестерен на главном валу; они могут скользить в любом из направлений вдоль вала.
Если отношение больше 1, транспортное средство будет обладать высоким ускорением, а если отношение больше 1, оно будет двигаться с высокой скоростью.
Следующие передаточные числа помогут вам понять это.

Приближенные зубчатые соотношения
1-й шестерня — 3: 1
2-я передача — 2: 1
3-я передач — 1,5: 1
4-й шестерня — 1: 1
5-й редуктор — 0,8: 1
Обратное снаряжение — -3.2: 1
Это объясняет, почему наше транспортное средство может развивать большую скорость, когда мы переключаем передачу вверх.

5. Вилка переключения передач

Переключатели передач представляют собой простое устройство, в котором используется рычаг для выбора передачи для включения механизма отключения. Движение рычага перемещает зацепляющую часть на валу.
В зависимости от типа коробки передач рычаг перемещает шестерни или синхронизаторы, которые уже находятся в зацеплении с главным валом.

Сейчас существуют различные типы систем трансмиссии, которые состоят из десятков сложных современных деталей, и в каждом случае они разные. Итак, выше мы обсудили основные части редуктора, которые являются общими независимо от их типа.

Узнайте больше о типах коробок передач!

Зачем нужна коробка передач?

Для перевозки больших грузов ИЛИ подъема по крутым склонам, а также для достижения высокой скорости на прямых дорогах.
Для поддержания работы двигателя, даже когда автомобиль не движется.
Уметь вести автомобиль задним ходом, переключаясь на заднюю передачу.

Как работают редукторы?

Детали коробки передач с скользящим зацеплением и ее работа

Работа современных автоматических коробок передач и синхронизированных коробок передач сильно отличается от более ранних. Объясняемая здесь работа является самой простой – Редуктор с раздвижной сеткой .
А теперь представьте, что вал сцепления постоянно вращается вместе с промежуточным валом.

НЕЙТРАЛЬ – Поскольку ни одна шестерня промежуточного вала не находится в зацеплении с выходным, автомобиль находится в состоянии покоя и не передает мощность на колеса.

1-я ПЕРЕДАЧА — Когда шестерня D перемещается с левой стороны на главном валу с втулкой, мощность передается через A-B-C-D-ВАЛ-КОЛЕСА. Теперь ваш автомобиль находится на 1-й передаче с передаточным числом примерно 3:1.

2-я ПЕРЕДАЧА — Когда передача F перемещается вправо, мощность передается через A-B-E-F-ВАЛ-КОЛЕСА. Теперь автомобиль находится на 2-й передаче с передаточным числом 2:1.

3-Я ПЕРЕДАЧА – Чтобы переключиться на 3-ю передачу, мы должны сдвинуть шестерню F влево. Таким образом, промежуточный вал напрямую входит в зацепление с валом сцепления, и оба они вращаются с одинаковой скоростью, что обеспечивает передаточное число 1:1.
Поток мощности будет A-F-SHAFT-WHEELS. Также в этот момент отсутствует контакт между промежуточным валом и промежуточным валом.

ПЕРЕДАЧА ЗАДНЕГО ХОДА – Для включения передачи заднего хода шестерня D перемещается вправо. Шестерня D здесь входит в зацепление с маленькой шестерней, которая всегда находится в зацеплении с шестерней G.Маленькая шестерня работает как промежуточная шестерня, и ее основная цель — изменить направление вращения.

Итак, все о КПП или МКПП. Надеюсь, анимация была полезной. Теперь, когда вы знаете о ручных, но как насчет автоматических? Ха… ну, вот статья о том, КАК РАБОТАЮТ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ТРАНСМИССИИ (с большим количеством анимаций)

Если у вас есть что спросить или оценить, пожалуйста, не стесняйтесь и обязательно сделайте это, оставив комментарий ниже! 🙂

Родственные

Компоненты и детали коробки передач: все, что вам нужно знать — Блог промышленного производства .В самом общем смысле коробка передач работает как любая система передач; он изменяет крутящий момент и скорость между приводным устройством, таким как двигатель, и нагрузкой. Чтобы знать, как работает коробка передач, необходимо понимать ее компоненты и функции. В этой статье мы обсудим узлы и детали коробки передач. Прочтите этот новый блог в Linquip, чтобы узнать обо всех компонентах коробки передач и их функциях.

⇒ Посмотреть список редуктора для продажи и их поставщиков ⇐

4
Счетчик муфты
Счетчик вала
Главный вал
Gears
Подшипники
Перечень запасных частей главного редуктора приведен ниже.
A Вал сцепления или ведущий вал представляет собой вал, который получает мощность от двигателя для дальнейшей подачи на другие валы. Как следует из названия, ведущий вал подключается через муфту, и когда муфта включена, ведущий вал также вращается. На валу сцепления закреплена только одна шестерня, и она вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя.
Find All Вал сцепления в Linquip
Промежуточный вал — это вал, который напрямую соединяется с валом сцепления.Он содержит шестерню, которая соединяет его с валом сцепления, а также с главным валом. Он может работать на частоте вращения двигателя или ниже частоты вращения двигателя в зависимости от передаточного числа.
Это вал, который вращается со скоростью автомобиля. Он передает мощность от промежуточного вала с помощью шестерен, и в зависимости от передаточного числа он работает с разными скоростями и крутящим моментом по сравнению с промежуточным валом. Один конец этого вала соединен с карданным валом.
Шестерни используются для передачи мощности от одного вала к другому.Величина крутящего момента, передаваемого через шестерни, зависит от количества зубьев и размера шестерни. Чем выше передаточное число, тем выше крутящий момент/ускорение и ниже скорость. Все шестерни закреплены на соответствующих валах, кроме шестерен на главном валу; они могут скользить в любом направлении вдоль вала.
Всякий раз, когда возникает вращательное движение, необходимы подшипники для поддержки вращающейся части и снижения трения. В редукторе и ведомый, и главный вал опираются на подшипник.
Найти все подшипники в Linquip
Подробнее на Linquip

Детали коробки передач
в коробке передач
в коробке передач. . Таким образом, вторичный вал всегда находится в рабочем состоянии. Когда промежуточный вал входит в контакт с главным валом с помощью зубчатых зацеплений, главный вал начинает вращаться в соответствии с передаточным числом. Когда водитель хочет изменить передаточное число, просто нажмите педаль сцепления, которая разъединит промежуточный вал с двигателем и соединит главный вал с промежуточным валом другим передаточным числом с помощью рычага переключения передач.
Схема компонентов промышленного редуктора показана на рисунке ниже.

Руководство по эксплуатации
4
Синхронизация
Синхронизаторы
Mywheel
Gears
Selector Fork
Shift Shift
Wollection
Здесь мы описываем список частей ручной коробки передач.
Диск сцепления помогает передавать крутящий момент от двигателя к механической коробке передач.Диск управляется водителем, нажимающим на педаль сцепления.
Педаль сцепления фактически является отдельной передачей, которая управляется гидравликой. Это позволяет выключать сцепление нажатием на педаль сцепления ногой.
Синхронизаторы стимулируют зацепление между муфтой и шестерней, чтобы можно было синхронизировать их скорости. Иногда скорости могут оказаться разными, поэтому вам нужны синхронизаторы, чтобы этого не произошло.
Маховик представляет собой круглый компонент, передающий крутящий момент от двигателя на диск сцепления.
Трансмиссия имеет шестерни всех размеров. Есть большие шестерни с большим количеством зубьев и маленькие шестерни с меньшим количеством зубьев. Большие шестерни генерируют дополнительный крутящий момент, чтобы замедлить скорость автомобиля. Меньшие шестерни генерируют меньший крутящий момент, что позволяет автомобилю двигаться быстрее.
Это механизм, похожий на механическую руку. Это позволяет кольцам перемещаться по выходному валу.
Это компонент, которым вы управляете рукой. Это вертикальный джойстик, выступающий из центральной консоли.Он соединен с коробкой передач, чтобы вы могли переключать передачи с его помощью.
При выборе передачи муфта фиксирует выбор на месте и позволяет крутящему моменту передаваться на выходной вал.
Подробнее на Linquip
Автоматическая коробка передач Общий насос крутящего момента
Масляный насос
Набор планет
Упаковки сцепления
Выходной вал
Band
Масло PAN
Корпус клапана
Основные компоненты автоматической коробки передач описаны ниже.
В автоматических коробках передач гидротрансформатор заменяет сцепление на автомобилях со стандартным переключением передач. Это необходимо для того, чтобы двигатель продолжал работать, когда автомобиль останавливается.
Гидротрансформатор представляет собой большую гидравлическую муфту в форме пончика (диаметром от 10 до 15 дюймов), которая устанавливается между двигателем и коробкой передач. Он состоит из трех внутренних элементов, которые вместе передают мощность на трансмиссию. Три элемента гидротрансформатора — это насос, турбина и статор.
Масляный насос внутри автоматической коробки передач работает так же, как и любой другой масляный насос. Он подает трансмиссионную жидкость из поддона трансмиссии к корпусу клапана, который по мере необходимости направляет все различные компоненты трансмиссии.
Искать все Масляный насос в Linquip
В отличие от механической коробки передач, которая состоит из нескольких шестерен, автоматическая коробка передач имеет одну или несколько (обычно несколько) планетарных передач.
Планетарные передачи имеют три комплекта шестерен.Главная шестерня — солнечная шестерня, она находится в центре водила планетарной передачи. Второй набор — планетарные передачи. Обычно имеется три или более таких шестерен и зацепление между солнечной шестерней и зубчатым венцом.
Зубчатый венец одним кольцом окружает все планетарные шестерни, соединяя всю систему и сводя ее воедино. Система работает, блокируя два из трех наборов шестерен одновременно. Поскольку каждый набор шестерен имеет разный размер, это дает вам множество передаточных чисел, просто фиксируя другие шестерни на месте.
При использовании механической коробки передач вы вручную выбираете нужную передачу; с автоматической коробкой передач немного сложнее. Вместо ручного переключателя, чтобы получить желаемое передаточное отношение, в вашей трансмиссии используется пакет сцепления.
Пакет фрикционов состоит из нескольких пластин, сжатых вместе. Когда корпус клапана подает давление масла на пакет фрикционов, он блокирует определенное количество пакетов фрикционов вместе, обеспечивая желаемое передаточное отношение. Разное давление масла задействует разное количество дисков, что дает ступице разное передаточное число.
После того, как ваша трансмиссия завершила все свои внутренние операции, она подает мощность на карданный вал, который, в свою очередь, подает мощность на ступицы. Но выходной вал вашей коробки передач — это то, что приводит в движение приводной вал.
На одном конце у вас есть шестерня, которая соединяется с коробкой передач, а на другом конце у вас есть шлицевой вал, который соединяется с карданным валом через карданный шарнир.
Тормозные ленты служат для временного удержания планетарных передач.Они позволяют оборотам двигателя соответствовать передаточному числу перед отпусканием, что обеспечивает более плавное переключение передач. Тормозные ленты работают так же, как барабанные тормоза: поршень сжимает ленту вокруг барабана. Чем сильнее толкает поршень, тем больше тормозного усилия.
Так же, как ваш двигатель имеет масляный поддон внизу, так же, как и ваша коробка передач. Он делает именно то, что вы думаете; он удерживает избыточную трансмиссионную жидкость (масло), которую масляный насос может использовать при необходимости. Обычно он имеет фильтр трансмиссионной жидкости, прикрепленный либо внутри, либо снаружи.
Ваш двигатель оснащен электронным блоком управления, а ваша автоматическая коробка передач имеет гидроблок. Этот компонент направляет все давление от масляного насоса на все компоненты вашей трансмиссии, чтобы получить желаемые результаты. От гидротрансформатора до пакетов фрикционов ничто не получает трансмиссионную жидкость без того, чтобы гидроблок не сообщал ему, куда двигаться.
В автоматической коробке передач она контролируется датчиками, которые работают непосредственно с модулем управления коробкой передач (TCM), чтобы контролировать, куда направляются все жидкости.Это сложный компонент, но он самый важный в вашей передаче.
Схема узлов АКПП представлена на рисунке ниже.
Найдите корпус клапана в Linquip
Итак, теперь вы знаете все, что вам нужно знать о компонентах и деталях коробки передач. Если вам понравилась эта статья в Linquip, дайте нам знать, что вы думаете, оставив ответ в разделе комментариев. Мы будем более чем рады узнать ваше мнение о различных частях сборки редуктора.Есть ли какие-либо вопросы, с которыми мы можем вам помочь? Не стесняйтесь зарегистрироваться на нашем сайте, где наши специалисты готовы предоставить вам самую профессиональную консультацию.
Купите оборудование или запросите услугу
Используя Linquip RFQ Service, вы можете рассчитывать на получение предложений от различных поставщиков из разных отраслей и регионов.
Щелкните здесь, чтобы запросить коммерческое предложение от поставщиков и поставщиков услугПланетарные передачи
Начинающие механики тратят часы на изучение того, как главные и планетарные передачи работают в автомобильной трансмиссии, поэтому в рамках этой относительно короткой статьи просто невозможно написать полную диссертацию. Однако, если вам интересно, как они работают, этот краткий обзор должен помочь.
Механическая коробка передач
Механическая коробка передач управляется сцеплением и подвижной рукояткой. Водитель выбирает передачу и обычно может переключаться с любой передачи переднего хода на другую, не переходя на следующую передачу в последовательности.Исключение составляют некоторые типы гоночных автомобилей, которые позволяют водителю выбирать только следующую более низкую или следующую более высокую передачу — это так называемая секвентальная механическая коробка передач.
В любой механической коробке передач к коленчатому валу прикреплен маховик, и он крутится вместе с коленчатым валом. Между маховиком и нажимным диском находится диск сцепления. Функция нажимного диска заключается в том, чтобы прижимать диск сцепления к маховику. Когда педаль сцепления поднята, маховик заставляет диск сцепления вращаться.Когда педаль сцепления нажата, нажимной диск больше не воздействует на диск, и диск сцепления перестает получать мощность от двигателя. Это то, что позволяет переключать передачи, не нанося вреда трансмиссии автомобиля. Механическая коробка передач характеризуется выбираемыми передаточными числами — это означает, что выбранные пары шестерен могут быть привязаны к выходному валу, находящемуся внутри коробки передач. Именно это мы имеем в виду, когда используем термин «главные передачи». С другой стороны, автоматическая коробка передач использует планетарные передачи, которые работают совершенно по-другому.
Планетарные передачи и автоматическая коробка передач
Основой вашей автоматической коробки передач является планетарная или эпициклоидальная передача. Это то, что позволяет вам изменять передаточное число вашего автомобиля, не включая и не выключая сцепление.
Планетарная передача состоит из трех частей. Центральная шестерня — солнце. Меньшие шестерни, которые вращаются вокруг Солнца, известны как планеты. И, наконец, кольцо — это кольцо, которое взаимодействует с планетами на внешней стороне.Если вам было интересно, как планетарные передачи получили свое название, теперь вы знаете!
В коробке передач водило первой передачи соединено с кольцом второй передачи. Два набора соединены осью, которая передает мощность на колеса. Если одна часть планетарной передачи заблокирована, остальные продолжают вращаться. Это означает, что переключение передач происходит легко и плавно.
Типичная автоматическая коробка передач имеет две планетарные передачи, три передних и одну заднюю. 30 лет назад автомобили имели повышающую передачу в дополнение к основной коробке передач, чтобы снизить обороты двигателя и «растянуть» высшую передачу с идеей достижения экономии топлива при движении по шоссе.В этом овердрайве использовалась одна планетарная передача. Проблема заключалась в том, что это фактически увеличило обороты, а не уменьшило их. Сегодня автоматические трансмиссии поглотили повышающую передачу, и конфигурация теперь состоит из трех планетарных передач — двух для нормальной работы и одной для повышающей передачи, что дает четыре передачи переднего хода.
Будущее
Некоторые автомобили теперь фактически выжимают пять передач, используя три планетарных передачи. Этот тип 5-ступенчатой или 6-ступенчатой коробки передач становится все более распространенным.
Это ни в коем случае не исчерпывающее обсуждение главных передач и планетарных передач.Если вы хотите узнать больше о том, как работает трансмиссия вашего автомобиля, существует бесчисленное множество онлайн-ресурсов, которые предоставят информацию настолько сложную, насколько вы этого хотите.
типов шестерен | KHK Производитель зубчатых колес
Что такое шестерня?

Различные типы зубчатых колес
Существует много типов зубчатых колес, таких как прямозубые, косозубые, конические, червячные, зубчатые реечные и т. д. Их можно классифицировать по расположению осей, таких как параллельные валы, пересекающиеся валы и непересекающиеся валы. .
Необходимо точно понимать различия между типами зубчатых передач, чтобы обеспечить необходимую передачу усилия в механических конструкциях. Даже после выбора общего типа важно учитывать такие факторы, как: размеры (модуль, количество зубьев, угол подъема, ширина торца и т. д.), стандарт класса точности (ISO, AGMA, DIN), потребность в шлифовке зубьев. и/или термообработка, допустимый крутящий момент и КПД и т. д.

Различные типы зубчатых колес
Помимо этой страницы, мы представляем более подробную техническую информацию о снаряжении в разделе Gear Knowledge (отдельная страница в формате PDF).В дополнение к приведенному ниже списку, каждый раздел, такой как червячная передача, рейка и шестерня, коническая передача и т. д., имеет собственное дополнительное пояснение, касающееся соответствующего типа передачи. Если просмотр PDF затруднен, обратитесь к этим разделам.
Лучше всего начать с общих знаний о типах шестерен, как показано ниже. Но помимо них существуют и другие типы, такие как торцевое зубчатое колесо, шевронное зубчатое колесо (двойное косозубое зубчатое колесо), коронное зубчатое колесо, гипоидное зубчатое колесо и т. д.

Короткометражный фильм «Легкий выбор передач»
Цилиндрическое зубчатое колесо
Зубчатые колеса с цилиндрическими делительными поверхностями называются цилиндрическими зубчатыми колесами.Цилиндрические зубчатые колеса относятся к группе зубчатых колес с параллельными валами и представляют собой цилиндрические зубчатые колеса с линией зубьев, которая является прямой и параллельной валу. Цилиндрические зубчатые колеса являются наиболее широко используемыми зубчатыми колесами, которые позволяют достичь высокой точности при относительно простых производственных процессах. Они имеют характеристику отсутствия нагрузки в осевом направлении (осевая нагрузка). Большую часть зацепляющей пары называют шестерней, а меньшую — шестерней.
Нажмите здесь, чтобы выбрать цилиндрические шестерни
Шестерни с защитой от люфта KHK

Эскиз цилиндрических шестерен
Косозубая шестерня
Косозубая шестерня используется с параллельными валами, подобными цилиндрическим зубчатым колесам, и представляет собой цилиндрическую шестерню с намотанной линией зубьев.Они имеют лучшее зацепление зубьев, чем цилиндрические шестерни, обладают превосходной бесшумностью и могут передавать более высокие нагрузки, что делает их подходящими для высокоскоростных приложений. При использовании косозубых передач они создают осевое усилие в осевом направлении, что обуславливает необходимость использования упорных подшипников. Косозубые шестерни бывают с правым и левым вращением, что требует наличия противоположных шестерен для зацепления пары.
Нажмите здесь, чтобы выбрать косозубые шестерни

Эскиз косозубых шестерен
Зубчатая рейка
Зубья одинакового размера и формы, расположенные на равных расстояниях вдоль плоской поверхности или прямого стержня, называются зубчатой рейкой.Зубчатая рейка представляет собой цилиндрическую шестерню с бесконечным радиусом делительного цилиндра. Зацепляясь с цилиндрической шестерней, он преобразует вращательное движение в поступательное движение. Зубчатые рейки можно условно разделить на рейки с прямыми зубьями и рейки с косыми зубьями, но обе они имеют прямые зубья. Обрабатывая концы зубчатых реек, можно соединить зубчатые рейки встык.
Щелкните здесь, чтобы выбрать зубчатую рейку

Эскиз зубчатой рейки
Коническое зубчатое колесо
Коническое зубчатое колесо имеет форму конуса и используется для передачи усилия между двумя валами, которые пересекаются в одной точке (пересекающиеся валы).Коническая шестерня имеет конус в качестве поверхности шага, и ее зубья нарезаны вдоль конуса. Виды конических зубчатых колес включают прямые конические зубчатые колеса, косозубые конические зубчатые колеса, спирально-конические зубчатые колеса, угловые зубчатые колеса, угловые конические зубчатые колеса, коронные зубчатые колеса, нулевые конические зубчатые колеса и гипоидные зубчатые колеса.
Нажмите здесь, чтобы выбрать конические шестерни

Эскиз конических шестерен
Спирально-коническое зубчатое колесо
Спирально-коническое зубчатое колесо представляет собой коническое зубчатое колесо с изогнутыми линиями зубьев. Благодаря более высокому коэффициенту контакта зубьев они превосходят прямозубые конические шестерни по эффективности, прочности, вибрации и шуму.С другой стороны, их сложнее производить. Кроме того, поскольку зубья изогнуты, они вызывают осевое усилие. В спирально-конических зубчатых колесах зубчатое колесо с нулевым углом закручивания называется нулевым коническим зубчатым колесом.
Нажмите здесь, чтобы выбрать спиральные конические шестерни

Эскиз спирально-конических зубчатых колес
Винтовые шестерни
Винтовые передачи представляют собой пару одноручных косозубых шестерен с углом закручивания 45° на непараллельных, непересекающихся валах.Поскольку контакт зуба является точечным, их грузоподъемность низкая, и они не подходят для передачи большой мощности. Поскольку мощность передается за счет скольжения поверхностей зубьев, необходимо обратить внимание на смазку при использовании винтовых передач. Нет никаких ограничений в отношении комбинаций количества зубьев.
Нажмите здесь, чтобы выбрать винтовые передачи

Эскиз винтовых передач
Угловая шестерня
Угловая шестерня — это коническая шестерня с передаточным отношением 1.Они используются для изменения направления передачи мощности без изменения скорости. Различают прямые угловые и спиральные угловые передачи. При использовании спиральных угловых передач возникает необходимость рассмотреть возможность использования упорных подшипников, поскольку они создают осевое усилие в осевом направлении. Помимо обычных угловых зубчатых колес с углом наклона вала 90 °, косые зубчатые колеса с любым другим углом наклона вала называются угловыми косыми зубчатыми колесами.
Нажмите здесь, чтобы выбрать угловые шестерни

Эскиз угловых шестерен
Червячная передача
Винтовая форма, нарезанная на валу, называется червяком, сопряженная шестерня — червячным колесом, а вместе на непересекающихся валах называется червячной передачей.Червяки и червячные колеса не ограничиваются цилиндрическими формами. Существует тип песочных часов, который может увеличить коэффициент контакта, но его производство становится более сложным. За счет скользящего контакта поверхностей зубчатых колес необходимо уменьшить трение. По этой причине обычно для червяка используется твердый материал, а для червячного колеса — мягкий материал. Несмотря на низкую эффективность из-за скользящего контакта, вращение плавное и бесшумное. Когда угол опережения червяка мал, он создает функцию самоблокировки.
Щелкните здесь, чтобы выбрать червячную передачу

Эскиз червячных передач
Внутреннее зубчатое колесо
Внутреннее зубчатое колесо имеет зубья, нарезанные внутри цилиндров или конусов, и соединено с внешним зубчатым колесом. В основном внутренние шестерни используются для планетарных зубчатых передач и муфт зубчатого вала. Существуют ограничения на разницу в количестве зубьев между внутренними и внешними шестернями из-за эвольвентного взаимодействия, трохоидного взаимодействия и проблем с обрезкой.Направления вращения внутреннего и внешнего зубчатых колес в зацеплении одинаковы, но они противоположны, когда два внешних зубчатых колеса находятся в зацеплении.
Нажмите здесь, чтобы выбрать внутренние шестерни

Эскиз внутренней шестерни
Что такое шестерня?
Зубчатое колесо представляет собой элемент машины, в котором зубья нарезаны вокруг цилиндрических или конусообразных поверхностей с одинаковым шагом. Зацепив пару этих элементов, они используются для передачи вращения и усилий от ведущего вала к ведомому валу.По форме зубчатые колеса можно разделить на эвольвентные, циклоидальные и трохоидальные. Кроме того, их можно классифицировать по положению вала как шестерни с параллельными валами, шестерни с пересекающимися валами, а также шестерни с непараллельными и непересекающимися валами. История зубчатых колес стара, и использование зубчатых колес появилось еще в Древней Греции в до н.э. в сочинениях Архимеда.

Коробка для образцов различных типов зубчатых колес

Обзор зубчатых колес
(Важная терминология и номенклатура передач на этом рисунке)
Червяк
Червячное колесо
Внутренняя шестерня
Зубчатая муфта
Винтовая передача
Эвольвентные шлицевые валы и втулки
Угловой редуктор
Цилиндрическая шестерня
Винтовая шестерня
Трещотка
Собачка
Стойка
Шестерня
Прямая коническая шестерня
Спирально-коническая шестерня
Существует три основных категории зубчатых колес в соответствии с ориентацией их осей
Конфигурация :
Параллельные оси / прямозубая шестерня, косозубая шестерня, зубчатая рейка, внутренняя шестерня
Пересекающиеся оси / угловая шестерня, прямая коническая шестерня, спиральная коническая шестерня
Непараллельные, непересекающиеся оси / винтовая передача, червяк, червячная передача (червячное колесо)
Другое / Эвольвентный шлицевой вал и втулка, зубчатая муфта, собачка и храповик
Отличие шестерни от звездочки
Проще говоря, шестерня входит в зацепление с другой шестерней, а звездочка входит в зацепление с цепью и не является шестерней.Помимо звездочки, предмет, который чем-то похож на шестерню, представляет собой храповик, но его движение ограничено одним направлением.
Классификация типов зубчатых передач с точки зрения взаимного расположения присоединяемых валов
Когда два вала шестерен параллельны (параллельные валы)
Цилиндрическая шестерня, зубчатая рейка, внутренняя шестерня и косозубая шестерня и т. д.
Как правило, они имеют высокий КПД передачи.
Когда два вала шестерен пересекаются друг с другом (пересекающиеся валы)
Коническая шестерня относится к этой категории.
Как правило, они имеют высокую эффективность передачи.
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
При группировке типов шестерен по точности используется класс точности. Класс точности определяется стандартами, установленными ISO, DIN, JIS, AGMA и т. д.Например, JIS определяет погрешность шага, погрешность профиля зуба, отклонение спирали, погрешность биения и т. д. для каждого класса точности.
Наличие заточки зубов
Наличие шлифовки зубьев сильно влияет на работу зубчатых колес. Таким образом, при рассмотрении типов зубчатых колес шлифование зубьев является важным элементом, который следует учитывать. Шлифование поверхности зубьев делает шестерни тише, увеличивает мощность передачи усилия и влияет на класс точности. С другой стороны, добавление процесса шлифования зубьев увеличивает стоимость и подходит не для всех зубчатых колес.Для получения высокой точности помимо шлифовки существует процесс, называемый бритьем, с использованием бритвенных резцов.
Виды формы зуба
Чтобы широко классифицировать типы зубчатых колес по форме их зубьев, различают эвольвентную форму зуба, форму зуба циклоиды и форму зуба трохоиды. Среди них чаще всего используется эвольвентная форма зуба. Они просты в изготовлении и имеют возможность правильно создавать сетку, даже если расстояние между центрами немного отличается. Циклоидная форма зуба в основном используется в часах, а трохоидная форма зуба — в основном в насосах.
Создание шестеренок
Эта статья воспроизводится с разрешения.
Масао Кубота, Хагурума Нюмон, Токио: Ohmsha, Ltd., 1963.
Шестерни — это колеса с зубьями, которые иногда называют зубчатыми колесами.
Зубчатые колеса — механические компоненты, передающие вращение и мощность от одного вала к другому, если каждый вал имеет выступы (зубья) соответствующей формы, равномерно расположенные по его окружности, так что при вращении следующий зуб входит в пространство между зубьями другого вал.Таким образом, это компонент машины, в котором мощность вращения передается поверхностью зуба первичного двигателя, толкающей поверхность зуба ведомого вала. В крайнем случае, когда одна сторона представляет собой прямолинейное движение (это можно представить как вращательное движение вокруг бесконечной точки), это называется зубчатой рейкой.
Существует множество способов передачи вращения и мощности от одного вала к другому, например, за счет трения качения, оборачивающей передачи и т. д. Однако, несмотря на простую конструкцию и относительно небольшой размер, зубчатые колеса имеют много преимуществ, таких как надежность передачи, точное соотношение угловых скоростей, длительный срок службы и минимальная потеря мощности.
От небольших часов и прецизионных измерительных приборов (применения для передачи движения) до больших зубчатых колес, используемых в морских системах трансмиссии (применения для передачи энергии), шестерни широко используются и считаются одним из важных механических компонентов наряду с винтами и подшипниками.
Существует множество типов шестерен. Однако самыми простыми и наиболее часто используемыми передачами являются те, которые используются для передачи определенного передаточного числа между двумя параллельными валами на определенном расстоянии.В частности, шестерни с зубьями, параллельными валам, как показано на рисунке 1.1, называемые цилиндрическими шестернями, являются наиболее популярными.

[Рис. 1.1 Цилиндрические шестерни]
Простейший способ передачи определенного отношения угловых скоростей между двумя параллельными валами — это привод трения качения. Это достигается, как показано на рис. 1.2, за счет наличия двух цилиндров с диаметрами, обратно пропорциональными отношению скоростей, которые соприкасаются и вращаются без проскальзывания (если два вала вращаются в противоположных направлениях, контакт происходит снаружи; а если они вращаются в одном и том же направлении). направление, контакт внутри).То есть вращение получается за счет силы трения контакта качения. Однако избежать некоторых проскальзываний невозможно и, как следствие, на надежную передачу рассчитывать не приходится. Чтобы получить большую передачу мощности, требуются более высокие контактные усилия, что, в свою очередь, приводит к высоким нагрузкам на подшипники. По этим причинам такая компоновка не подходит для передачи большого количества энергии. В результате возникла идея создать подходящую форму зубьев, равномерно расположенных на поверхностях качения цилиндров таким образом, чтобы хотя бы одна пара или несколько зубьев всегда находились в контакте.Сталкивая зубья ведомого вала с зубьями ведущего вала, можно гарантировать надежную передачу. Это называется цилиндрическим зубчатым колесом, а эталонный цилиндр, на котором вырезаны зубья, называется делительным цилиндром. Цилиндрические зубчатые колеса представляют собой один из видов цилиндрических зубчатых колес.

[Рис. 1.2 Шаговые цилиндры]
При пересечении двух валов опорными точками для резьбовых зубьев являются конусы в контакте качения. Это конические шестерни, как показано на рисунке 1.3, где базовый конус, на котором вырезаны зубья, называется делительным конусом. (рис. 1.4).

[Рисунок 1.3 Конические шестерни]

[Рис. 1.4 Делительные конусы]
Когда два вала не параллельны и не пересекаются, криволинейные поверхности, контактирующие с качением, отсутствуют. В зависимости от типа зубчатых колес зубья создаются на паре эталонных контактирующих вращающихся поверхностей. Во всех случаях необходимо установить профиль зуба таким образом, чтобы относительное движение контактирующих поверхностей шага соответствовало относительному движению зацепления зубьев на эталонных криволинейных поверхностях.
Если зубчатые колеса рассматриваются как твердые тела, то для того, чтобы два тела сохраняли заданное отношение угловых скоростей при контакте поверхностями зубьев, не наталкиваясь друг на друга и не разделяясь, необходимо, чтобы общие нормальные компоненты скорости две шестерни в точке контакта должны быть равными. Другими словами, в этот момент относительного движения поверхностей зубчатых колес в направлении общей нормали нет, а относительное движение существует только по поверхности контакта в точке контакта.Это относительное движение есть не что иное, как скольжение поверхностей зубчатых колес. Поверхности зубьев, за исключением особых точек, всегда связаны так называемой передачей скольжения.
Для того, чтобы формы зуба удовлетворяли условиям, описанным выше, использование огибающей поверхности может привести к желаемой форме зуба в качестве общего метода.
Теперь задайте одну сторону поверхности шестерни A как изогнутую поверхность FA и задайте обеим шестерням указанное относительное вращение.Затем в системе координат, привязанной к зубчатому колесу В, проводится группа последовательных положений поверхности зубчатого колеса FA. Теперь подумайте об огибающей этой группы кривых и используйте ее как поверхность зуба FB шестерни B. Тогда из теории огибающих поверхностей становится ясно, что две поверхности шестерни находятся в постоянном линейном контакте, и две шестерни будут иметь желаемое относительное движение.
Также можно привести формы зуба следующим методом. Рассмотрим, кроме пары шестерен A и B с заданным относительным движением, третью воображаемую шестерню C в зацеплении, где A и B находятся в зацеплении, и зададим ей произвольную поверхность в форме зуба FC (криволинейная поверхность только без тела зуба) и соответствующее относительное движение.
Теперь, используя тот же метод, что и раньше, из воображаемого зацепления шестерни А с воображаемой шестерней С получите форму зуба FA как огибающую формы зуба FC. Обозначим линию контакта поверхностей зубьев FA и FC как IAC. Точно так же получите контактную линию IBC и поверхность зуба FB из воображаемого зацепления шестерни B и воображаемой шестерни C. Таким образом, поверхности зуба FA и FB получаются при посредничестве FC. В этом случае, если контактные линии 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 в этом пересечении.
Это означает, что с помощью этого метода можно получить форму зуба с точечным контактом, а также форму зуба с линейным контактом.
Однако существуют ограничения геометрических форм зубьев, как описано выше, особенно когда тела зубьев поверхностей FA и FB заходят друг на друга или когда эти области нельзя использовать в качестве форм зубьев. Это вторжение одного тела зуба в другое называется интерференцией профилей зуба.
Как видно из приведенного выше объяснения, теоретически существует много способов изготовления зубьев, создающих заданное относительное движение.Однако в действительности учет зубчатого зацепления, прочности формы зубьев и сложности нарезания зубьев ограничит использование этих видов форм зубьев лишь немногими.
Технические данные Free Gear доступны в формате PDF
KHK предлагает бесплатно книгу «Технические данные редуктора» в формате PDF. Эта книга очень полезна для изучения зубчатых колес и зубчатых передач. В дополнение к типам зубчатых колес и терминологии зубчатых передач, книга также включает разделы, касающиеся профиля зубьев, расчетов размеров, расчетов прочности, материалов и термической обработки, идей о смазке, шуме и т. д.Из этой книги вы можете многое узнать о зубчатых передачах.
Способы использования зубчатых колес в ситуациях механического проектирования
Шестерни в основном используются для передачи мощности, но, исходя из идей, их можно использовать как элементы машин по-разному. Ниже приводится введение в некоторые из способов.
Механизм захвата
Используйте две цилиндрические шестерни одинакового диаметра в зацеплении, чтобы при реверсировании ведущей шестерни ведомая шестерня также реверсировалась. Используя это движение, вы можете получить механизм захвата рабочей детали.Заготовки различных размеров можно размещать, регулируя угол раскрытия захватного кулачка, что обеспечивает универсальную конструкцию механизма захвата.
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 подразумеваем шестерню, в которой любое количество зубьев шестерни удалено из корней.Шестерня, соединенная с шестерней с отсутствующими зубьями, будет вращаться до тех пор, пока она находится в зацеплении, но остановится, как только встретится с участком с отсутствующими зубьями ведущей шестерни. Однако у него есть недостаток, заключающийся в переключении при приложении внешней силы, когда шестерни выключены. В этих случаях необходимо поддерживать его положение с помощью таких средств, как использование фрикционного тормоза.
Специальный механизм передачи мощности
Установив обгонную муфту (механизм, обеспечивающий вращательное движение только в одном направлении) на одной ступени зубчатой передачи зубчатого редуктора, можно создать механизм, который передает движение в одном направлении, но работает на холостом ходу. в обратном порядке.
Используя этот механизм, вы можете создать систему, которая приводит в действие двигатель при подаче электроэнергии, но когда питание отключается, он перемещает выходной вал под действием силы пружины.
За счет внутренней установки пружины (витой пружины кручения или спиральной пружины), которая наматывается в направлении вращения в зубчатой передаче, редуктор приводится в действие по мере наматывания пружины. Когда пружина полностью закручена, двигатель останавливается, и электромагнитный тормоз, встроенный в двигатель, удерживает это положение.
При отключении электричества тормоз отпускается, и сила пружины приводит в движение шестерню в направлении, противоположном вращению двигателя.Этот механизм используется для закрытия клапанов при отключении питания (аварийный режим) и называется «аварийный запорный клапан с пружинным возвратом».
Почему трудно достать нужные шестерни?
Стандарта на саму шестерню нет
Зубчатые колеса использовались во всем мире с древних времен во многих областях и являются типичными компонентами элементов машин. Однако, что касается класса точности зубчатых колес, в разных 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 [само зубчатое колесо], таких как его форма, размер, диаметр отверстия, материал, твердость и т. д. В результате нет единого подхода, но это набор фактических спецификаций редуктора, определенных отдельными дизайнерами, которые подходят для конструкции их машин, или тех, которые определены отдельными производителями редукторов.
Существует множество спецификаций шестерен
Как упоминалось выше, существует множество спецификаций передач.За исключением очень простых шестерен, не будет преувеличением сказать, что существует столько видов, сколько мест, где используются шестерни. Например, среди многих зубчатых колес, когда совпадают характеристики угла прижатия, шага зубьев и количества зубьев, существует множество других характеристик, которые определяют зубчатые колеса, такие как размер отверстия, ширина торца, термообработка, окончательная твердость, шероховатость поверхности после шлифования, существование вала и т. д. Можно сказать, что вероятность совместимости двух шестерен мала.Это одна из причин, по которой (например, при поломке шестерни) трудно получить замену шестерни.
Не удается получить нужные шестерни
Иногда бывает так, что вы не можете получить замену изношенной или сломанной шестерни на месте эксплуатации машины. В этом случае, в большинстве случаев, нет проблем, если есть руководство или список деталей для машины, содержащий чертеж, необходимый для изготовления шестерни. Также нет проблем, если есть возможность связаться с производителем машины и что производитель может поставить необходимое оборудование.К сожалению, во многих случаях:
— В инструкции к машине не указан чертеж шестерни
— Невозможно получить только шестерню от производителя машины и т.д.
По таким причинам трудно получить необходимое механизм. В этих случаях возникает необходимость изготовления производственного чертежа сломанной шестерни. Это часто сложно без специальных технических знаний о снаряжении. Для производителей зубчатых колес ситуация часто бывает столь же сложной из-за недостаточности данных о зубчатом колесе.Кроме того, для создания чертежа из сломанной шестерни требуется много инженерной рабочей силы, и это ставит вопрос о том, кто будет нести эти затраты.
Когда требуется только одна шестерня, стоимость производства высока
Когда машина, использующая зубчатое колесо, производится серийно, то же самое происходит и с зубчатым колесом, изготовленным для определенного размера производственной партии, с распределением удельной стоимости зубчатого колеса за счет экономии за счет масштаба. С другой стороны, пользователи, использующие машину после ее изготовления, когда одна или две шестерни нуждаются в замене, часто сталкиваются с высокой себестоимостью производства, что делает окончательные затраты на ремонт порой очень дорогими.Короче говоря, разница в двух методах производства (массовое производство или мелкосерийное производство) оказывает большое влияние на стоимость снаряжения. Например, покупка 300 шестерен за один раз для проекта по производству нового оборудования (изготовление 300 шестерен одной партией) по сравнению с покупкой одной шестерни на замену позже (с производственной партией из 1 штуки) имеет огромную разницу в себестоимости единицы продукции. Это та же самая ситуация на этапе проектирования новой машины, когда для прототипа нужна одна шестерня с той же высокой стоимостью.
Возможность использования стандартных шестерен
При проектировании новой машины, если технические характеристики используемых зубчатых колес могут быть согласованы со стандартными зубчатыми колесами производителя зубчатых колес, упомянутые выше проблемы могут быть решены. По этому методу:
Вы можете избежать этапа проектирования новых шестерен при проектировании машины
Вы можете использовать 2D/3D модели САПР, чертежи деталей для печати, расчеты прочности и т. д., предоставленные производителем зубчатых колес
Даже если вам нужна только одна шестерня для пробы, стандартные шестерни обычно выпускаются серийно производителем шестерен и имеют разумную цену
Вот некоторые из удобств, которыми вы можете воспользоваться.
Кроме того, когда шестерня в используемой машине нуждается в замене, если ее технические характеристики аналогичны характеристикам производителя шестерен, можно заменить ее стандартной шестерней отдельно или стандартной шестерней с дополнительной операцией. В этой ситуации также можно избежать неудобств при выполнении следующих задач:
Ищите чертежи
Создать новые чертежи
Найдите подрядчика для изготовления шестерни
Смириться с высокой стоимостью штучного производства
Ссылки по теме:
Зубчатые колеса, предназначенные для машин пищевой промышленности
Знать о типах зубчатых колес и отношениях между двумя валами
Номенклатура зубчатых колес
Калькулятор зубчатых колес
Типы и характеристики зубчатых колес
Как работает механическая коробка передач в автомобилях
Добро пожаловать обратно в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для новичков в автомобилестроении.
Поскольку вы читали «Искусство мужественности», вы знаете, как управлять коробкой передач. Но знаете ли вы, что происходит под капотом всякий раз, когда вы переключаете передачу?
Нет?
Что ж, сегодня твой счастливый день!
В этом выпуске Gearhead 101 мы подробно рассмотрим, как работает механическая коробка передач. К тому времени, когда вы закончите читать эту статью, у вас должно быть общее представление об этой жизненно важной части трансмиссии вашего автомобиля.
Засучим рукава и приступим.
Примечание. Прежде чем вы прочтете, как работает трансмиссия, я настоятельно рекомендую ознакомиться с нашими Gearhead 101, чтобы узнать все тонкости двигателей и трансмиссий.
Что делают коробки передач
Прежде чем мы углубимся в особенности работы механической коробки передач, давайте поговорим о том, что вообще делают коробки передач.
Как обсуждалось в нашем учебнике по работе автомобильного двигателя, двигатель вашего автомобиля создает мощность вращения. Чтобы двигать машину, нам нужно передать эту мощность вращения колесам.Это то, что делает трансмиссия автомобиля, частью которой является трансмиссия.
Но есть пара проблем с мощностью двигателя внутреннего сгорания. Во-первых, он обеспечивает полезную мощность или крутящий момент только в определенном диапазоне частоты вращения двигателя (этот диапазон называется диапазоном мощности двигателя). Двигайтесь слишком медленно или слишком быстро, и вы не получите оптимального крутящего момента, чтобы заставить машину двигаться. Во-вторых, автомобилям часто требуется больший или меньший крутящий момент, чем тот, который двигатель может оптимально обеспечить в своем диапазоне мощности.
Чтобы понять вторую проблему, нужно понять первую проблему. И чтобы понять первую проблему, нужно понимать разницу между двигателем скорость и двигателем момент .
Частота вращения двигателя — скорость вращения коленчатого вала двигателя. Измеряется в оборотах в минуту (об/мин).
Крутящий момент двигателя — это сила крутящего момента, которую двигатель создает на своем валу при определенной скорости вращения.
Автомеханик привел следующую аналогию, чтобы понять разницу между частотой вращения и крутящим моментом двигателя:
Представьте, что вы — двигатель и пытаетесь забить гвоздь в стену:
Скорость = сколько раз вы попали в головка гвоздя за минуту.
Крутящий момент = Насколько сильно вы каждый раз попадаете в цель.
Вспомните, когда вы в последний раз забивали гвозди. Если вы били очень быстро, вы, вероятно, заметили, что не забиваете гвоздь с большой силой. Более того, вы, вероятно, утомились от такого количества безумных раскачиваний.
Наоборот, если вы не торопитесь между каждым ударом, но убедитесь, что каждый удар, который вы делаете, был как можно сильнее, вы бы вбили гвоздь с меньшим количеством ударов, но это может занять у вас немного больше времени, потому что вы не качается в постоянном темпе.
В идеале вы должны найти темп удара молотком, который позволит вам ударять по шляпке гвоздя несколько раз с хорошей силой при каждом ударе, не утомляя себя. Не слишком быстро, не слишком медленно, но просто правильно.
Ну, мы хотим, чтобы двигатель нашей машины делал то же самое. Мы хотим, чтобы он вращался со скоростью, которая позволяет ему создавать необходимый крутящий момент, не работая так усердно, чтобы он сам себя разрушил. Нам нужно, чтобы двигатель оставался в своем диапазоне мощности.
Если двигатель вращается ниже своего диапазона мощности, у вас не будет крутящего момента, необходимого для движения автомобиля вперед.Если он выходит за пределы своего диапазона мощности, крутящий момент начинает падать, и ваш двигатель начинает звучать так, как будто он вот-вот сломается из-за нагрузки (что-то вроде того, что происходит, когда вы пытаетесь бить молотком слишком быстро — вы забиваете гвоздь с меньшей мощностью, и вы действительно, действительно устал). Если вы крутите двигатель до тех пор, пока тахометр не станет красным, вы интуитивно понимаете эту концепцию. Ваш двигатель звучит так, будто вот-вот заглохнет, но вы не двигаетесь быстрее.
Итак, вы понимаете, что транспортное средство должно работать в своем диапазоне мощности, чтобы оно работало эффективно.
Но это подводит нас ко второй проблеме: автомобилям требуется больший или меньший крутящий момент в определенных ситуациях.
Например, когда вы заводите автомобиль на месте, вам нужна большая мощность или крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться. Если вы нажмете педаль газа в пол, вы заставите коленчатый вал двигателя вращаться очень быстро, в результате чего двигатель выйдет за пределы своего диапазона мощности и, возможно, разрушится в процессе. И самое интересное, что вы даже не будете двигать машину так сильно, потому что крутящий момент двигателя падает, когда он выходит за пределы своего диапазона мощности.В этой ситуации нам нужно намного больше крутящего момента, но чтобы получить его, мы должны пожертвовать скоростью.
Хорошо, а что, если ты просто чуть-чуть нажмешь на газ? Ну, это, вероятно, не заставит двигатель вращаться достаточно быстро, чтобы войти в свой диапазон мощности, в первую очередь, чтобы он мог обеспечить крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться.
Давайте рассмотрим другой сценарий. Допустим, ваша машина движется очень быстро, например, когда вы едете по автостраде. Вам не нужно передавать столько мощности от двигателя к колесам, потому что автомобиль и так движется в быстром темпе.Чистый импульс делает большую работу. Таким образом, вы можете позволить двигателю вращаться на более высокой скорости, не беспокоясь о количестве мощности, передаваемой на колеса. Нам нужно больше вращения скорости , идущей на колеса, и меньше вращения мощности .
Нам нужен какой-то способ увеличить мощность, вырабатываемую двигателем, когда это необходимо (пуск с места, подъем в гору и т. д.), а также уменьшить мощность, отправляемую двигателем, когда это не требуется. необходимо (спуск или движение очень быстро).
Войти в передачу.
Коробка передач обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса необходимой мощностью, необходимой для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.

Он способен эффективно передавать мощность через серию шестерен разного размера, которые используют силу передаточного числа.
Передаточные числа
Внутри трансмиссии находится ряд зубчатых шестерен различного размера, создающих крутящий момент.Поскольку шестерни, которые взаимодействуют друг с другом, имеют разные размеры, крутящий момент можно увеличивать или уменьшать без существенного изменения скорости вращения двигателя. Это благодаря передаточному числу.
Передаточные числа представляют отношение шестерен друг к другу по размеру. Когда шестерни разного размера входят в зацепление, они могут вращаться с разной скоростью и передавать разную мощность.
Чтобы объяснить это, давайте посмотрим на упрощенную версию шестеренок в действии. Скажем, у вас есть входная шестерня с 10 зубьями (под входной шестерней я подразумеваю шестерню, которая генерирует мощность), соединенная с более крупной выходной шестерней с 20 зубьями (под выходной шестерней я имею в виду шестерню, которая получает мощность).Чтобы провернуть эту 20-зубую шестерню один раз, 10-зубчатой шестерне нужно повернуться дважды, потому что она в два раза меньше 20-зубчатой шестерни. Это означает, что хотя 10-зубая шестерня вращается быстро, 20-зубая шестерня вращается медленно. И хотя 20-зубчатая шестерня вращается медленнее, она обеспечивает большую силу или мощность, потому что больше. Соотношение в этой схеме 1:2. Это низкое передаточное число.
Или, скажем, две шестерни, соединенные друг с другом, имеют одинаковый размер (10 зубьев и 10 зубьев).Они оба будут вращаться с одинаковой скоростью, и оба будут выдавать одинаковую мощность. Передаточное отношение здесь 1:1. Это называется передаточным отношением «прямой передачи», потому что две шестерни передают одинаковую мощность.
Или, допустим, входная шестерня была больше (20 зубьев), а выходная шестерня меньше (10 зубьев). Чтобы провернуть 10-зубую шестерню один раз, 20-зубчатой шестерне нужно будет повернуться только наполовину. Это означает, что хотя входная шестерня с 20 зубьями вращается медленно и с большей силой, выходная шестерня с 10 зубьями вращается быстрее и выдает меньшую мощность.Передаточное отношение здесь 2:1. Это называется высоким передаточным числом.
Вернемся к этой концепции к цели передачи.
Ниже вы найдете диаграмму потока мощности при включении различных передач в автомобиле с 5-ступенчатой механической коробкой передач.
Первая передача. Это самая большая шестерня в трансмиссии, сцепленная с маленькой шестерней. Типичное передаточное число, когда автомобиль находится на первой передаче, составляет 3,166:1. При включении первой передачи подается низкая скорость, но высокая мощность.Это передаточное число отлично подходит для запуска автомобиля с места.
Вторая передача. Вторая шестерня немного меньше первой, но все же находится в зацеплении с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,882:1. Скорость увеличилась, а мощность немного уменьшилась.
Третья передача. Третья передача немного меньше второй, но все же зацеплена с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,296:1.
Четвертая передача. Четвертая передача немного меньше третьей.Во многих транспортных средствах к моменту включения четвертой передачи выходной вал движется с той же скоростью, что и входной вал. Такая схема называется «прямой привод». Типичное передаточное число составляет 0,972:1
Пятая передача. В автомобилях с пятой передачей (также называемой повышающей передачей) она связана со значительно большей передачей. Это позволяет пятой передаче вращаться намного быстрее, чем передача, передающая мощность. Типичное передаточное число составляет 0,78:1.
Детали механической коробки передач
Итак, к настоящему моменту вы должны иметь общее представление о назначении коробки передач: она обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса нужное количество энергии, необходимое им для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.
Давайте посмотрим на части трансмиссии, которые позволяют это сделать:
Первичный вал. Первичный вал идет от двигателя. Это вращается с той же скоростью и мощностью двигателя.
Промежуточный вал. Промежуточный вал (также известный как промежуточный вал) расположен непосредственно под выходными валами. Промежуточный вал соединяется непосредственно с входным валом через шестерню с фиксированной скоростью. Всякий раз, когда входной вал вращается, промежуточный вал вращается с той же скоростью, что и входной вал.
Помимо шестерни, принимающей мощность от первичного вала, промежуточный вал также имеет несколько шестерен, по одной на каждую из «передач» автомобиля (1-5-ю), включая задний ход.
Выходной вал. Выходной вал проходит параллельно промежуточному валу. Это вал, который передает мощность на остальную часть трансмиссии. Количество мощности, которую выдает выходной вал, зависит от того, какие шестерни на нем включены. Выходной вал имеет свободно вращающиеся шестерни, установленные на нем на шарикоподшипниках.Скорость выходного вала определяется тем, какая из пяти шестерен находится в «передаче» или включена.
1-5 передачи. Это шестерни, которые установлены на вторичном валу с помощью подшипников и определяют, на какой «передаче» находится ваш автомобиль. Каждая из этих шестерен постоянно находится в зацеплении с одной из шестерен на промежуточном валу и постоянно вращается. Это постоянно запутанное расположение — это то, что вы видите в синхронизированных трансмиссиях или трансмиссиях с постоянным зацеплением, которые используются в большинстве современных автомобилей.(Чуть позже мы рассмотрим, как все шестерни всегда могут вращаться, в то время как только одна из них на самом деле передает мощность на трансмиссию.) до пятой передачи. Помните, передаточные числа. Поскольку первая шестерня больше, чем шестерня промежуточного вала, с которой она связана, она может вращаться медленнее, чем первичный вал (помните, промежуточный вал движется с той же скоростью, что и первичный вал), но передает большую мощность на выходной вал.По мере повышения передачи передаточное число уменьшается, пока вы не достигнете точки, когда входной и выходной валы движутся с одинаковой скоростью и передают одинаковую мощность.
Промежуточная шестерня. Промежуточная шестерня (иногда называемая «промежуточной шестерней заднего хода») расположена между шестерней заднего хода на выходном валу и шестерней на промежуточном валу. Промежуточная шестерня — это то, что позволяет вашему автомобилю двигаться задним ходом. Задняя передача — единственная передача в синхронизированной трансмиссии, которая не всегда находится в зацеплении или вращается с шестерней промежуточного вала.Он движется только тогда, когда вы действительно переключаете автомобиль на задний ход.
Хомуты/втулки синхронизатора. Большинство современных автомобилей имеют синхронизированную трансмиссию, то есть шестерни, передающие мощность на выходной вал, постоянно находятся в зацеплении с шестернями на промежуточном валу и постоянно вращаются. Но вы можете подумать: «Как все пять шестерен могут быть постоянно запутаны и постоянно вращаться, но только одна из этих шестерен на самом деле передает мощность на выходной вал?»
Другая проблема, возникающая при постоянном вращении шестерен, заключается в том, что ведущая шестерня часто вращается с другой скоростью, чем выходной вал, к которому она подключена.Как синхронизировать вращение шестерни с другой скоростью, чем выходной вал, и плавно, чтобы не было сильного шлифования?
Ответ на оба вопроса: втулки синхронизатора.
Как уже упоминалось выше, шестерни 1-5 установлены на выходном валу через шарикоподшипники. Это позволяет всем шестерням свободно вращаться одновременно при работающем двигателе. Чтобы задействовать одну из этих шестерен, нам нужно прочно соединить ее с выходным валом, чтобы мощность передавалась на выходной вал, а затем на остальную часть трансмиссии.
Между каждой шестерней находятся кольца, называемые муфтами синхронизатора. В пятиступенчатой трансмиссии есть муфта между 1-й и 2-й передачами, между 3-й и 4-й передачами, а также между 5-й и передачей заднего хода.
Всякий раз, когда вы включаете передачу автомобиля, муфта синхронизатора переключается на движущуюся передачу, которую вы хотите включить. На внешней стороне шестерни имеется ряд конусообразных зубьев. Воротник синхронизатора имеет канавки для приема этих зубьев. Благодаря отличной механике муфта синхронизатора может соединяться с шестерней с очень небольшим шумом или трением даже во время движения шестерни и синхронизировать скорость шестерни с первичным валом.Как только муфта синхронизатора входит в зацепление с ведущей шестерней, эта ведущая шестерня передает мощность на выходной вал.
Всякий раз, когда автомобиль находится в нейтральном положении, ни одно из колец синхронизатора не зацеплено с ведущей шестерней.
Ошейники синхронизатора также легче понять визуально. Вот короткий небольшой ролик, который отлично объясняет, что происходит (начинается примерно с отметки 1:59):

Gearshift. Переключение передач — это то, что вы двигаете, чтобы включить передачу автомобиля.
Тяга переключения. Тяги переключения — это то, что перемещает муфты синхронизатора в направлении передачи, которую вы хотите включить. На большинстве автомобилей с пятью скоростями есть три тяги переключения. Один конец тяги переключения передач соединен с рычагом переключения передач. На другом конце штока переключения находится вилка переключения, удерживающая муфту синхронизатора.
Вилка переключения. Вилка переключения удерживает муфту синхронизатора.
Сцепление. Муфта находится между двигателем и коробкой передач.Когда сцепление выключено, оно отключает поток мощности между двигателем и коробкой передач. Это отключение питания позволяет двигателю продолжать работать, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает мощности. Когда мощность двигателя отключена от трансмиссии, переключение передач становится намного проще и предотвращается повреждение шестерен трансмиссии. Вот почему всякий раз, когда вы переключаете передачу, вы нажимаете на педаль сцепления и выключите сцепление.
При включенном сцеплении — нога отрывается от педали — сцепление между двигателем и трансмиссией восстанавливается.
Как работают механические коробки передач
Итак, давайте соберем все вместе и рассмотрим, что происходит, когда вы переключаете передачу в автомобиле. Начнем с запуска автомобиля и переключения на вторую передачу.
При запуске автомобиля с механической коробкой передач перед поворотом ключа сцепление выключается нажатием на педаль сцепления. Это отключает поток мощности между входным валом двигателя и трансмиссией. Это позволяет вашему двигателю работать, не передавая мощность остальной части автомобиля.
При выключенном сцеплении вы включаете рычаг переключения передач на первую передачу. Это приводит к тому, что шток переключения в коробке передач вашей коробки передач перемещает вилку переключения в направлении первой передачи, которая прикреплена к выходному валу через шарикоподшипники.
Эта первая шестерня выходного вала находится в зацеплении с шестерней, соединенной с промежуточным валом . Промежуточный вал соединяется с входным валом двигателя через шестерню и вращается с той же скоростью, что и входной вал двигателя.
К вилке переключения прикреплена втулка синхронизатора . Втулка синхронизатора выполняет две функции: 1) она надежно крепит ведущую шестерню к выходному валу, чтобы шестерня могла передавать мощность на выходной вал, и 2) она обеспечивает синхронизацию шестерни со скоростью выходного вала.
Когда муфта синхронизатора входит в зацепление с первой передачей, шестерня прочно соединяется с выходным валом, и теперь автомобиль находится на передаче.
Чтобы заставить автомобиль двигаться, вы слегка нажимаете на педаль газа (что увеличивает мощность двигателя) и медленно отпускаете педаль сцепления (что приводит к включению сцепления и воссоединению мощности между двигателем и коробкой передач).
Поскольку первая передача большая, она заставляет выходной вал вращаться медленнее, чем входной вал двигателя, но передает большую мощность остальной части трансмиссии. Это благодаря чудесам передаточных чисел .
Если вы все сделали правильно, машина начнет медленно двигаться вперед.
Как только вы заведете машину, вам захочется ехать быстрее. Но с автомобилем на первой передаче вы не сможете ехать очень быстро, потому что передаточное число заставляет выходной вал вращаться с определенной скоростью.Если вы нажмете педаль газа в пол, когда автомобиль находится на первой передаче, вы просто заставите входной вал двигателя вращаться очень быстро (и, возможно, повредить двигатель в процессе), но не увидите увеличения скорости автомобиля.
Чтобы увеличить скорость вторичного вала, нам нужно переключиться на вторую передачу. Поэтому мы нажимаем сцепление, чтобы отключить питание между двигателем и коробкой передач и переключиться на вторую передачу. Это перемещает шток переключения, который имеет вилку переключения и муфту синхронизатора, в сторону второй передачи.Втулка синхронизатора синхронизирует скорость второй передачи с выходным валом и надежно фиксирует ее на вторичном валу. Выходной вал теперь может вращаться быстрее без бешеного вращения входного вала двигателя для производства мощности, необходимой автомобилю.
Для остальных пяти передач промывка, промывка и повторение.
Задняя передача является исключением. В отличие от других передач, при которых вы можете переключаться на более высокую передачу, не останавливая автомобиль полностью, для переключения на заднюю передачу вам нужно стоять на месте.Это связано с тем, что шестерня заднего хода не находится в постоянном зацеплении с шестерней на промежуточном валу. Чтобы вставить шестерню заднего хода в соответствующую шестерню промежуточного вала, необходимо убедиться, что промежуточный вал не движется. Чтобы убедиться, что промежуточный вал не вращается, вам нужно полностью остановить автомобиль.
Конечно, вы можете заставить движущийся вперед автомобиль включить заднюю передачу, но это не будет звучать или чувствоваться красиво, и вы можете сильно повредить трансмиссию.
Теперь, когда вы включаете передачу, вы будете знать, что происходит под капотом.Далее: автоматические коробки передач.
Теги: Автомобили
Что такое коробка передач? Каковы основные компоненты коробки передач?
Сегодня мы познакомимся с типами коробки передач и ее составными частями Автомобиль требует высокого крутящего момента при подъеме в гору и при трогании с места, даже если они выполняются на малых скоростях. С другой стороны, при движении на высоких скоростях по ровным дорогам высокий крутящий момент не требуется из-за инерции. Поэтому возникает потребность в устройстве, которое может изменять крутящий момент автомобиля и его скорость в зависимости от состояния дороги или когда это необходимо водителю.Это устройство известно как трансмиссионная коробка или редуктор.
Назначение коробки передач (коробки передач) в автомобиле:
Коробка передач, также известная как коробка передач, является вторым элементом силовой передачи в автомобиле. Он используется для изменения скорости и крутящего момента транспортного средства в зависимости от различных дорожных условий и нагрузки. Трансмиссионная коробка превращает обороты двигателя в крутящий момент при подъеме в гору и тогда, когда этого требует автомобиль. Иногда его называют гидротрансформатором. Основные функции коробки передач следующие:

1.Обеспечивают крутящий момент, необходимый для движения автомобиля в различных условиях дороги и нагрузки. Это достигается путем изменения передаточного числа между коленчатым валом двигателя и ведущими колесами автомобиля.
2. Включите передачу заднего хода, чтобы автомобиль мог двигаться назад.
3. Включите нейтраль для запуска двигателя.

Основные компоненты коробки передач:
В любом устройстве два или более компонента работают вместе и выполняют требуемую функцию. В коробке передач для выполнения своей функции требуется четыре компонента.Эти компоненты:
1. Промежуточный вал:
Промежуточный вал представляет собой вал, который напрямую соединяется с валом сцепления. Он содержит шестерню, которая соединяет его с валом сцепления, а также с главным валом. Он может работать на частоте вращения двигателя или ниже частоты вращения двигателя в зависимости от передаточного числа.

2. Главный вал:
Это вал, который вращается со скоростью автомобиля. Он передает мощность от промежуточного вала с помощью шестерен, и в зависимости от передаточного числа он работает с другой скоростью и крутящим моментом по сравнению с промежуточным валом.Один конец этого вала соединяется с универсальным валом.
3. Шестерни:
Шестерни используются для передачи мощности с одного вала на другой. Они являются наиболее полезным компонентом коробки передач, потому что изменение крутящего момента промежуточного вала и главного вала зависит от передаточного числа. Передаточное число – это отношение зубьев ведомой шестерни к зубьям ведущей шестерни. Если передаточное отношение больше единицы, главный вал вращается с меньшей скоростью, чем промежуточный вал, и крутящий момент главного вала выше, чем промежуточного вала.С другой стороны, если передаточное число меньше единицы, то главный вал вращается с большей скоростью, чем промежуточный вал, и крутящий момент главного вала ниже, чем промежуточного вала. Коробка передач небольшого автомобиля содержит четыре передаточных числа и одну передачу заднего хода.
4. Подшипники:
Всякий раз, когда встречается вращательное движение, необходимы подшипники для поддержки вращающейся части и снижения трения. В редукторе и промежуточный, и главный вал поддерживаются подшипником.

Принцип работы коробки передач:
В коробке передач промежуточный вал прижимается к сцеплению с помощью пары шестерен.Таким образом, вторичный вал всегда находится в рабочем состоянии. Когда промежуточный вал входит в контакт с главным валом с помощью зубчатых зацеплений, главный вал начинает вращаться в соответствии с передаточным числом. Когда водитель хочет изменить передаточное число, просто нажмите педаль сцепления, которая отсоединит промежуточный вал от двигателя и соединит главный вал с промежуточным валом с другим передаточным отношением с помощью рычага переключения передач. В редукторе зубья шестерни и другой движущийся металл не должны соприкасаться. Они должны быть непрерывно разделены тонкой пленкой смазки.Это предотвращает чрезмерный износ и преждевременный выход из строя. Поэтому редуктор работает частично заполненным смазочным маслом.
Это все о том, что такое коробка передач и типы коробок передач. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для более информативной статьи.
Цилиндрические зубчатые колеса: полное руководство
Цилиндрические зубчатые колеса представляют собой зубчатый компонент цилиндрической формы, используемый в промышленном оборудовании для передачи механического движения, а также для управления скоростью, мощностью и крутящим моментом.Эти простые зубчатые колеса экономичны, долговечны, надежны и обеспечивают привод с постоянной скоростью для облегчения повседневных промышленных операций.
В Grob, Inc. мы производим собственные инструменты, что позволяет нам гибко изготавливать стандартные или нестандартные холоднокатаные цилиндрические зубчатые колеса, разработанные в соответствии с точными спецификациями для широкого спектра промышленных применений.
Что такое прямозубая шестерня?
Зубчатые колеса
являются одним из самых популярных типов прецизионных цилиндрических зубчатых колес.Эти шестерни имеют простую конструкцию с прямыми параллельными зубьями, расположенными по окружности корпуса цилиндра с центральным отверстием, которое надевается на вал. Во многих вариантах шестерня обрабатывается со ступицей, которая утолщает корпус шестерни вокруг отверстия без изменения поверхности шестерни. Центральное отверстие также можно прошить, чтобы цилиндрическая шестерня могла поместиться на шлицевом или шпоночном валу.
Цилиндрические зубчатые колеса используются в механических приложениях для увеличения или уменьшения скорости устройства или увеличения крутящего момента путем передачи движения и мощности от одного вала к другому через ряд сопряженных шестерен.
Важные термины и определения цилиндрических зубчатых колес
Конструкция цилиндрического зубчатого колеса существенно влияет на его характеристики. Чтобы эффективно и качественно выполнять свою работу, они должны быть изготовлены из высококачественных материалов и иметь точные размеры. Размерные измерения каждой функции являются неотъемлемой частью того, как работает конкретная передача. Таким образом, когда профессионалу отрасли требуется новая конструкция цилиндрического зубчатого колеса или замена цилиндрического зубчатого колеса, крайне важно, чтобы он был знаком с терминами для каждой детали зубчатого колеса и их соответствующими размерами, чтобы обеспечить ясность и точность в заказе на производство или покупку.
Некоторые часто используемые термины цилиндрических зубчатых колес включают:
. Окружность шага: Окружность, полученная из числа зубьев и заданного диаметрального шага. Окружность, в которой устанавливается расстояние между зубьями или профили, из которых строятся пропорции зубьев.
. Диаметральный шаг: Отношение количества зубьев к делительному диаметру.
. Pitch Diameter: Диаметр делительной окружности. Здесь измеряется угловая скорость цилиндрических шестерен.Это также важный компонент для определения межцентровых расстояний между сопрягаемыми прямозубыми шестернями.
. Center Distance: Расстояние между двумя шестернями, измеренное от центрального вала одной шестерни до центрального вала сопряженной шестерни. Это можно приблизительно найти, взяв радиус делительной окружности каждой цилиндрической шестерни и сложив их вместе.
. Модуль: Отношение эталонного диаметра шестерни к количеству зубьев. Модуль — это метрический эквивалент диаметрального шага.
. Приложение: Высота, на которую зуб выступает за пределы делительной окружности.
. Дедендум: Глубина зубчатого промежутка под делительной окружностью. Обычно больше, чем дополнение сопряженной шестерни, чтобы обеспечить зазор.
. Внешний диаметр: Диаметр вспомогательной окружности или окружности, расположенной вдоль крайних точек зубьев цилиндрической шестерни. Это измерение является наибольшим диаметром цилиндрических зубчатых колес.
.Диаметр корня : Диаметр у основания зубного промежутка.
. Угол давления: 90 009 Угол в точке тангажа между линией давления, перпендикулярной поверхности зуба, и плоскостью, касательной к поверхности тангажа.
. Полная глубина: Общая глубина зубного промежутка, равная добавлению плюс нижняя часть зуба.
Применение цилиндрических зубчатых колес
Цилиндрические зубчатые колеса используются для передачи движения и мощности от одного вала к другому в механической установке.Эта передача может изменить рабочую скорость оборудования, увеличить крутящий момент и обеспечить точное управление системами позиционирования. Их конструкция делает их пригодными для работы на более низких скоростях или в условиях эксплуатации с более высокой устойчивостью к шуму.
Некоторые из типичных промышленных приложений включают:
Трансмиссии
Конвейерные системы
Редукторы скорости
Двигатели и механические транспортные системы
Шестеренчатые насосы и двигатели
Инструменты для обработки
Преимущества
Цилиндрические зубчатые колеса обеспечивают несколько преимуществ для промышленных применений и процессов, в том числе:
Простота.Цилиндрические зубчатые колеса имеют простую компактную конструкцию, что упрощает их проектирование и установку даже в условиях ограниченного пространства.
Привод с постоянной скоростью. Эти шестерни увеличивают или уменьшают скорость вала с высокой степенью точности при постоянной скорости.
Надежность. В отличие от других компонентов передачи мощности и движения, прямозубые шестерни практически не проскальзывают во время работы. Кроме того, их долговечность снижает риск преждевременного выхода из строя.
Экономичность. Простота их конструкции также обеспечивает большую технологичность, что делает их менее дорогими в производстве и покупке даже с очень специфическими или индивидуальными размерами.
Эффективность. Системы цилиндрических зубчатых передач имеют КПД передачи мощности от 95 % до 99 % и могут передавать большое количество мощности через несколько шестерен с минимальными потерями мощности.
Стандартные и нестандартные цилиндрические зубчатые колеса в Grob, Inc.
В компании Grob, Inc. мы специализируемся на производстве стандартных и нестандартных прямозубых зубчатых колес для соответствия каждому промышленному процессу и применению. Мы предлагаем различные размеры (например, внешний диаметр до 6 дюймов) и варианты материалов (включая алюминий и углеродистую сталь от малой до средней) для удовлетворения конкретных потребностей наших клиентов.
. Стандартные/стандартные прямозубые шестерни
Наше предприятие оборудовано для производства стандартных цилиндрических зубчатых колес со следующими характеристиками :
Холоднокатаные строительные материалы из алюминия или углеродистой стали с высококачественной отделкой поверхности
АГМА 6-8 качество
Угол наклона 5° или 20°
Диаметральный шаг 6–48 зубьев на дюйм
Модули 0.6–4 мм на зуб
Наружный диаметр до 6 дюймов
.Пользовательские прямозубые шестерни
Если вам нужна нестандартная прямозубая шестерня, наше предприятие может предоставить вам индивидуальное решение, адаптированное к вашим уникальным спецификациям. Наши нестандартные прямозубые зубчатые колеса позволяют модифицировать следующих элементов конструкции :
Главный диаметр или наружный диаметр
Внутренний диаметр или внутренний диаметр
Люфт, обеспечивающий смазку и тепловое расширение без существенного изменения функциональности оборудования
Эвольвентный профиль зуба
Производство цилиндрических зубчатых колес – Наш процесс холодной прокатки:
Для производства нашего цилиндрического зубчатого колеса мы используем специальный процесс холодной прокатки, который называется Grob Rolling.

Главная передача и дифференциал — назначение, устройство и типы

Главная передача

Назначение главной передачи

Устройство главной передачи

Дифференциал

Назначение дифференциала

Принцип работы дифференциала

Разновидности дифференциалов

Одинарные главные передачи

Двойные главные передачи

Смотрите наши другие статьи

Главная передача и дифференциал автомобиля

Для чего нужны

Из чего состоит

Основные неисправности

Как происходит обслуживание

ᐉ Главная передача. Назначение и основные типы

Главная передача

Главная передача и все,что нужно о ней знать.

Устройство главной передачи

Принцип работы

Основные требования. Современные тенденции

Классификация главных передач

По числу пар зацеплений

По виду зубчатого соединения

Преимущества и недостатки

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Главная передача | Автомобильный справочник

Что такое коробка передач? Объяснение основных компонентов коробки передач — MechStuff

Что такое коробка передач?

Основные компоненты коробки передач-

1. Вал сцепления

2. Промежуточный вал

3. Главный вал

4.Подшипники

4. Шестерни

5. Вилка переключения передач

Зачем нужна коробка передач?

Как работают редукторы?

Механическая коробка передач

Планетарные передачи и автоматическая коробка передач

Будущее

типов шестерен | KHK Производитель зубчатых колес

Что такое шестерня?

Цилиндрическое зубчатое колесо

Косозубая шестерня

Зубчатая рейка

Коническое зубчатое колесо

Спирально-коническое зубчатое колесо

Винтовые шестерни

Угловая шестерня

Червячная передача

Внутреннее зубчатое колесо

Что такое шестерня?

Существует три основных категории зубчатых колес в соответствии с ориентацией их осей

Отличие шестерни от звездочки

Классификация типов зубчатых передач с точки зрения взаимного расположения присоединяемых валов

Класс точности шестерен

Наличие заточки зубов

Виды формы зуба

Создание шестеренок

Технические данные Free Gear доступны в формате PDF

Способы использования зубчатых колес в ситуациях механического проектирования

Почему трудно достать нужные шестерни?

Стандарта на саму шестерню нет

Существует множество спецификаций шестерен

Не удается получить нужные шестерни

Когда требуется только одна шестерня, стоимость производства высока

Возможность использования стандартных шестерен

Как работает механическая коробка передач в автомобилях

Что делают коробки передач

Передаточные числа

Детали механической коробки передач

Как работают механические коробки передач

Что такое коробка передач? Каковы основные компоненты коробки передач?

Назначение коробки передач (коробки передач) в автомобиле:

Основные компоненты коробки передач:

1. Промежуточный вал:

2. Главный вал:

3. Шестерни: