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

Содержание

Коробка передач — устройство, назначение, виды

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


Назначение и устройство

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

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

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

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

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

Сцепление

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

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

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

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

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

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

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

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

Шестерни и валы

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

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

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

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

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

Синхронизаторы

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

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

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


Как работает стандартный синхронизатор?

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

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

Принцип работы механических коробок переключения передач

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

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

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

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

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

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

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

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


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

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

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

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

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


3-вальная КПП: устройство и принцип работы

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

Устройство:

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

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

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

Виды коробок переключения передач

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

Механические КПП

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

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

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

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

Автоматические КПП


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

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

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

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

Роботизированные вариаторы

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

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

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

Вариатор

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

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

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

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

 Исключение составляют только лёгкая коммунальная, сельскохозяйственная техника.

Плюсы и минусы


Тип коробки

Плюсы

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

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

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

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

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

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

Устройство механической коробки передач автомобиля

Механическая трансмиссия автомобиля предназначена для изменения крутящего момента и передачи его от двигателя к колесам. Она отсоединяет двигатель от ведущих колес машины. Объясним для начинающих автолюбителей и чайников из чего состоит механическая коробка передач и как работает.

Из чего состоит

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

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

Картер

Содержит основные детали трансмиссии. Он крепится к картеру сцепления, который закреплен на двигателе. Т.к. при работе шестерни испытывают большие нагрузки, они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом.

Валы

Вращаются в подшипниках, установленных в картере. Они имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы

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

Механизм переключения

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

Требования к коробке передач

  • высокий КПД
  • легкость управления и безударное переключение и бесшумность работы
  • невозможность включения одновременно двух передач или заднего хода при движении вперед
  • надежное удержание передач во включенном положении
  • простоту конструкции и небольшую стоимость, малые размеры и массу, удобство обслуживания и ремонта
Чтобы удовлетворить первое требование, необходимо правильно выбрать число ступеней и их передаточные числа. При увеличении числа ступеней обеспечивается лучший режим работы двигателя с точки зрения динамичности и экономии топлива. Но усложняется конструкция, возрастают габаритные размеры, масса трансмиссии. Передачи переключают с помощью подвижных шестерен, зубчатых муфт, синхронизаторов, фрикционных или электромагнитных устройств. Для безударного переключения устанавливают синхронизаторы, которые усложняют конструкцию, а также увеличивают размеры и массу трансмиссии. Поэтому наибольшее распространение получили те, в которых высшие передачи переключают синхронизаторами, а низшие — зубчатыми муфтами.

Как работают шестерни

Разберемся на примере как происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах.

а) Передаточное отношение одной пары шестерен.

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

б) Передаточное отношение двух шестерен.

На рисунке б) у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») — 20, у четвертой («Г») — 40. Дальше простая арифметика.

Первичный вал и шестерня «А» вращаются со скоростью 2000 об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, т.е. она имеет 1000 об/мин, а т.к. шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее — 500 об/мин. От двигателя на первичный вал приходит — 2000 об/мин, а выходит — 500 об/мин. На промежуточном валу в это время — 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже — двум. Общее передаточное число схемы 2х2=4. Т.е. в 4 раза уменьшается число оборотов на вторичном валу, по сравнению с первичным. А если выведем из зацепления шестерни «В» и «Г», то вторичный вал вращаться не будет. Прекращается передача крутящего момента на ведущие колеса авто, что соответствует нейтральной передаче.


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

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

Передаточные числа

Поскольку в «коробке» имеется большой набор шестерен, то вводя в зацепление различные пары, имеем возможность менять общее передаточное отношение. Давайте посмотрим на передаточные числа:
ПередачиВАЗ 2105ВАЗ 2109
I3,67 3,636
II2,101,95
III1,361,357
IV1,00 0,941
V0,82 0,784
R(Задний ход) 3,53 3,53

Такие числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то значит, что вторичный вал вращается с той же угловой скоростью, как первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, называют – прямой. Как правило, это — четвертая. Пятая (или высшая) имеет передаточное число меньше единицы. Она нужна для езды по трассе с минимальными оборотами двигателя. Первая и передача заднего хода — самые «сильные». Двигателю не трудно крутить колеса, но машина движется медленно. А при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах мотору не хватает сил. Поэтому приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения, чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелую машину. Далее, увеличив скорость и сделав некоторый запас инерции, можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью и так далее. Обычный режим движения – на четвертой (в городе) или пятой (на трассе) — они самые скоростные и экономичные.

Какие бывают неисправности

Обычно появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, переводит его из одной передачи в другую быстрым, резким движением — это приведёт к поломке. При таком обращении с рычагом, обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы.
Рычаг переключения переводится спокойным плавным движением, с микропаузами в нейтральной позиции, чтобы сработали синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок. При грамотном обращении и периодической замене масла в «коробке», трансмиссия не сломается до конца срока службы.

Шум при работе, зависящий в основном от типа установленных шестерен, значительно уменьшается при замене прямозубых шестерен косозубыми. Правильная работа также зависит от обслуживания в срок.

Как работает механическая коробка передач: подробно и наглядно

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

Наглядное пособие

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

Конструктор FischerTehnik, демонстрирующий принцип работы МКПП


Изобретая велосипед

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

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



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

От велосипеда к автомобилю



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



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

А теперь – к самой коробке передач

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



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

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



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

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

Включаем передачу

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


На видео: Коробка передач FischerTechnik — Первая передача


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

Синхронизаторы

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



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



Прямая и повышающая передачи

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


На видео: Коробка передач FischerTechnik — Вторая передача


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



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



Задний ход

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


На видео: коробка передач FischerTechnik, задняя передача


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



Двухвальные коробки передач

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

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



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

Вместо заключения

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


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


Читайте также:

Коробка переключения передач | УралМобиле

 

 

1. Первичный вал.
2. Крышка подшипника первичного вала.
3. Синхронизатор 4ой и 5ой передач.
4. Верхняя крышка коробки передач со штоками и вилками переключения передач.
5. Шестерня 5ой передачи вторичного вала.
6. Шестерня Зой передачи вторичного вала.
7. Синхронизатор 2ой и 3ей передач.
8. Шестерня 2ой передачи вторичного вала.
9. Шестерня 1ой передачи и заднего хода вторичного вала.
10. Задний шариковый подшипник вторичного вала.
11. Картер коробки.
12. Втулка распорная.
13. Крышка подшипника вторичного вала.
14. Фланец крепления карданного вала.
15. Вторичный вал.
16. Крышка подшипника промежуточного вала.
17. Задний роликовый подшипник промежуточного вала.

 

18. Промежуточный вал с венцом шестерни первой передачи.
19. Шестерня 2ой передачи промежуточного вала.
20. Крышка заборника насоса с сеткой.
21. Шестерня 3ой передачи промежуточного вала.
22. Шестерня 5ой передачи промежуточного вала.
23. Пробка сливная с магнитом.
24. Шестерня отбора мощности.
25. Шестерня постоянного зацепления промежуточного вала.
26. Передний роликовый подшипник промежуточного вала.
27. Масляный насос.
28. Передний роликовый подшипник вторичного вала.
29. Шариковый подшипник первичного вала.
30. Блок шестерен заднего хода.
31. Ось блока шестерен заднего хода.
32. Шайба упорная.
33. Верхняя крышка коробки передач.
34. Опора рычага переключения передач.
35. Чехол опоры рычага переключения передач.


36. Рычаг переключения передач.
37. Пружина рычага.
38. Пружина стопорного шарика.
39. Сапун коробки передач.
40. Шток вилки переключения 1ой передачи и заднего хода.
41. Вилка переключения 1ой передачи и заднего хода.
42. Шток вилки переключения 2ой и Зой передач.
43. Пробка заливного отверстия для масла.
44. Вилка переключения 2ой и Зой передач.
45. Шарики стопорные.
46. Вилка переключения 4ой и 5ой передач.
47. Шток вилки переключения 4ой и 5ой передач.
48. Предохранители включения 1ой передачи и заднего хода.
49. Пружина предохранительная.
50. Установочные винты.
51. Вал ведомой шестерни.
52. Корпус масляного насоса.
53. Ведомая шестерня масляного насоса.

 

54. Ведущая шестерня масляного насоса.
55. Вал ведущей шестерни масляного насоса.
56,65,73. Крышки.
57. Ось ведущей шестерни.
58. Картер.
59. Шестерня ведущая.
60. Крышка картера.
61. Шестерня ведомого вала.
62. Диафрагма камеры включения.
63. Крышка камеры включения.
64,68,79. Прокладки уплотнительные.
66. Вилка включения.
67. Шток вилки включения.
69. Пружина.

 

70. Выключатель.
71. Прокладка регулировочная.
72. Кольцо стопорное.
74. Фланец.
75. Гайка.
76. Шайба.
77. Манжета.
78. Шарикоподшипник.
80. Вал ведомый.
81. Кольцо распорное подшипников.
82. Роликоподшипник.
83. Болт стопорный с шайбой.
84. Заглушка.
85. Насос.

 

 

     В нашем каталоге можно сделать выбор и заказ любых деталей для обслуживания и ремонта коробок передач всех модификаций и любого исполнения. В случае отсутствия какой-либо из деталей можно оформить заявку на автозапчасти Урал и получить выполненный заказ в самые кратчайшие сроки.

Устройство коробки переключения передач: схема, принцип работы МКПП

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

Содержание статьи:

Устройство механической коробки передач

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

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

Сцепление

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

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

Шестерни и валы

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

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

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

Синхронизаторы

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

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

Виды механических КПП

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

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

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

По количеству валов МКПП подразделяются на:

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

Принцип работы МКПП

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

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

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

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

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

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

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

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

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

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

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

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

Преимущества и недостатки МКПП

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

Как пользоваться механической коробкой

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

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

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

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

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

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

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

Заключение

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

Назначение и устройство коробки передач автомобиля

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.

Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).

Принцип работы автомобильных коробок передач

Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.

Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.

На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.

Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.

Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.

Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.

Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.

При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.

Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода

Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.

Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.

Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.

Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.

Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.

Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.

Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.

Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы

При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.

Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.

В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.

Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.

Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.

В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.

Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора

Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.

Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.

Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.

В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.

Каталог HOWO. КПП.Fuller.Вторичный вал, первичный вал, вал заднего хода.

Номер детали

Кол-во

применение

наименование

1

16118

3

 

скользящая муфта вторичного вала

1

JS130T-1701108

1

8B~F

скользящая муфта вторичного вала

2

18701

5

 

регулировочная шайба

3

14749

5

 

корончатая шайба подшипника вторичного вала

3

JS100-1701113

1

7A,7B,8A

корончатая шайба подшипника вторичного вала

4

16748

1

 

шестерня 3-й передачи вторичного вала

4

JS100A-1701131

1

7A

шестерня 4-й передачи

4

19242

1

9A

шестерня 3-й передачи

4

JS100-1701131

1

7B,8A

шестерня 3-й передачи

4

19638

1

9B

шестерня повышающей передачи

4

T116E-1701132

1

9E,9T

шестерня повышающей передачи

4

JS150-1701113

1

9G

шестерня повышающей передачи

4

JS100T一1701131

1

8B

шестерня 3-й передачи

4

JS100TA-1701131

1

8C

шестерня 4-й передачи

4

JS130TA-1701131

1

8E

шестерня 4-й передачи

4

JS180T-1701131

1

8F

шестерня 3-й передачи

5

14750

5

 

стопорное кольцо

6

16750

1

 

шестерня 2-й передачи

6

JS100T-1701130

1

8B,8C

шестерня 2-й передачи

6

19614

1

9A

шестерня 2-й передачи

6

JS130T-1701130

1

8D,8E

шестерня 2-й передачи

6

19633

1

9B

шестерня 2-й передачи

6

JS180T-1701130

1

8F

шестерня 2-й передачи

6

JS150-1701112

1

9G

шестерня 2-й передачи

7

16752

1

 

шестерня 1-й передачи

7

JS100T-1701112

1

8B,8C

шестерня 1-й передачи

7

19246

1

9A

шестерня 1-й передачи

7

JS130T-1701112

1

8D,8E

шестерня 1-й передачи

7

19628

1

9B

шестерня 1-й передачи

7

JS100-1701112

1

7A,7B,8A

шестерня 1-й передачи

7

JS180T-1701112

1

8F

шестерня 1-й передачи

7

JS150-1701111

1

9G

шестерня 1-й передачи

8

16754

1

 

шестерня понижающей передачи

9

16756

1

 

шестерня передачи заднего хода

9

JS100-1701111

1

7A,713,8A

шестерня передачи заднего хода

9

JS180T-1701111

1

8F

шестерня передачи заднего хода

10

62504

1

 

упругий штифт

11

17109

1

 

шпонка

12

18729

1

 

вторичный вал

12

JS180-1701105

1

9H,9T

вторичный вал

12

JS130T-1701105

1

8B~E

вторичный вал

12

JS180T-1701105

1

8F

вторичный вал

Высокоточные валы редукторов | Специальные валы коробки передач

Проектирование и спецификация коробки передач и валов коробки передач

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

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

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

Основные характеристики

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

Рабочий цикл

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

Окружающая среда

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

Потребности на входе и выходе

Отверстия, валы и выходное вращение можно изменить в соответствии с вашими потребностями. При необходимости отверстия и валы могут быть шестигранными, квадратными, D и шлицевыми.Выходное вращение может быть создано по часовой стрелке или против часовой стрелки и даже может быть двойным валом, вращающимся в противоположных направлениях.

Ondrives предлагает различные конструкции валов коробки передач

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

Валы червячной коробки

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

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

Выходные валы с поперечной осью

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

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

Применения коробки передач

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

Контактные приводы валов коробки передач

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

Червячные редукторы и наши цилиндрические редукторы доступны для немедленной доставки.Валы редукторов могут быть изготовлены по индивидуальному заказу из любой длины и из любого материала, а диаметр вала, выступающего из коробки, может быть больше или меньше размера отверстия редуктора. Эти нестандартные валы редукторов могут иметь резьбу, канавки, отверстия, лыски или другие функции в соответствии с конкретными потребностями клиентов.

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

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

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

Обновлено в мае 2016 г. || Редукторы, адаптированные под конкретные задачи, и специальные редукторы становятся все более распространенными, главным образом потому, что их проще, чем когда-либо, изготовить по спецификации.

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

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

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

• Какая скорость и мощность на входе?

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

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

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

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

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

• Требуются ли в окружающей среде коррозионно-стойкие краски или корпус и валы из нержавеющей стали?

Связанная статья: Какие существуют варианты передач и их применение? Техническое резюме

Коэффициент обслуживания: Для большинства производителей редукторов отправной точкой является определение коэффициента обслуживания. Это регулирует такие проблемы, как тип ввода, часы использования в день, а также любые удары или вибрации, связанные с приложением. Применение с неравномерным ударом (например, шлифование) требует более высокого эксплуатационного фактора, чем приложение с равномерной нагрузкой. Аналогичным образом, редуктор, который работает с перерывами, требует меньшего коэффициента, чем редуктор, который используется 24 часа в сутки.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Подробнее о шестернях для передачи усилия и уменьшения скорости

Тенденция высшей передачи этого десятилетия: быстрое изменение дизайна

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

Часто задаваемые вопросы по мотор-редукторам

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

Часто задаваемые вопросы по мотор-редукторам

: Что такое Dept.нового правила малого двигателя энергетики?

Мотор-редукторы

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

Как это работает: Механические коробки передач

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

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

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

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

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

СВЯЗАННЫЙ

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

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

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

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

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

Трансмиссия

Трансмиссия
Практически все автомобили имеют трансмиссию, будь то автоматический или ручной.Основные функции передачи должны передавать вращение коленчатый вал двигателей в более удобный вращательный скорости и умножить крутящий момент (см. крутящий момент и мощность ) двигателя выход.

Каждый двигатель имеет идеальный диапазон рабочих скоростей, измеряемых в оборотах в минуту (об / мин), при которой двигатель работает на пике эффективность.Это называется диапазоном мощности. Этот диапазон пикового КПД можно изменить, изменив несколько характеристики работы двигателя, но остается относительно узкая полоса по сравнению со скоростями, на которых машину надо водить. Трансмиссия позволяет двигатель должен оставаться в расчетном рабочем диапазоне оборотов в то время как автомобиль движется с очень разными скоростями. Это осуществляется за счет использования вращающихся шестерен.Если бы не было трансмиссии, автомобиль мог двигаться только со скоростью, которая позволит шинам вращаться с той же скоростью, что и коленчатый вал (это игнорирует шестерни, которые находятся внутри дифференциал). Это сильно ограничит скорость диапазон, в котором машина могла двигаться.

Шестерни в трансмиссии предварительно выбраны, чтобы позволить автомобилю быть разогнался от полной остановки до максимальной скорости, все при сохранении максимальной эффективности двигателя рабочий диапазон.Это достигается за счет использования шестерен разные размеры между входным и выходным валами трансмиссия. Например, самая низкая передача передача (обычно называемая первой передачей) может иметь 3 раз больше зубов (и в 3 раза больше диаметра) на шестерня выходного вала такая же, как на шестерне первичного вала. Это означает что первичный вал будет вращаться 3 раза для каждого оборот выходного вала (см. шестерню математика ).В в результате автомобиль может двигаться со скоростью 1/3 скорости что бы машина ехала, если бы мощность двигателя пошел прямо к колесам, все время сохраняя двигатель в пределах своего диапазона мощности.

Трансмиссии сегодня, будь то автоматический или ручной, обычно от 3 до 5 передачи переднего хода вместе с шестерней заднего хода. Реверсивный шестерня просто изменяет вращение выходного вала относительно входного вала, за счет использования дополнительная промежуточная шестерня.

Руководство Трансмиссия

А механическая коробка передач требует вмешательства водителя не только для начала в состоянии покоя, но также для выбора правильного передаточного числа для различные условия вождения. Когда машина первая запущен, водитель отключает трансмиссию от двигатель с помощью сцепления. Сцепление — это устройство, которое использует две фрикционные поверхности, одна прикреплена к выходу вал двигателя и один прикреплен к первичному валу трансмиссии.Когда он полностью задействован, он заставляет выход двигателя и вход трансмиссии вращаются на точно такая же скорость. Трансмиссия напрямую настроена на выходной вал трансмиссии и, следовательно, колеса машина. Если бы не было сцепления, машины не было бы в состоянии простоя при остановке. Автомобиль либо должен был бы продолжать движение, иначе двигатель перестанет работать, когда машина остановилась.

Опытный водитель работает с механической коробкой передач, знает, как сцепления, чтобы плавно довести скорость автомобиля до скорости двигатель при первом запуске. Это достигается постепенно увеличивая давление между вращающимися фрикционные диски. Если это кажется обратным, имейте в виду что давление пружины толкает пластины все вместе. Когда водитель нажимает педаль сцепления, это давление пружины, которое пытается отодвинуть педаль назад вверх, чтобы включить сцепление.

Шестерни в МКПП трансмиссии названы численно в зависимости от их передаточного числа.Первая передача имеет наивысшее числовое отношение мощности к входное вращение и обычно используется на самом низком скорости автомобиля. Он предлагает максимальный крутящий момент умножение, а также более высокие обороты двигателя для данного скорость автомобиля. Чем выше номер шестерни, тем более высокая передача (что может сбивать с толку, так как ее передаточное число численно ниже). При нормальном ускорении шестерни изменяются в числовом порядке при ускорении до крейсерская скорость достигнута. То есть можно было бы начать с полная остановка на первой передаче, переключение на вторую передачу на основе на оборотах двигателя, затем на третьем и так далее.

Механизм, переключение передач в МКПП предполагает устройства в форме вилки, которые скользят собачьи муфты внутри главный вал, чтобы можно было включать разные шестерни или позволить свободно вращаться независимо от главного вала, в зависимости от положения переключателя передач.Это прямое механическое соединение, в котором рычаг переключения передач механически связан с переключателями вилок внутри трансмиссия (кстати, англ. трансмиссия как коробка передач).

Современное руководство трансмиссии используют кольца синхронизатора, чтобы помочь согласовать передачу скорости друг к другу. Без синхронизаторов вращающиеся шестерни будет сложнее зацепить или зацепить при переключении, так как зубцы будут проходить каждый другие на разных скоростях. Синхронизаторы используют низкое трение действие, подобное сцеплению, чтобы мягко подтолкнуть промежуточный вал скорость передачи так, чтобы она соответствовала скорости передачи, которая это будет интересно. Когда синхронизаторы включаются, через трение они приносят скорость счетчика шестерня вала вверх или вниз, чтобы соответствовать ведущей шестерне.

Автомат Трансмиссия

Самая важная часть АКПП — гидротрансформатор.Это устройство заменяет сцепление, а вместо механическое трение, использует гидравлическую муфту между выходной вал двигателя и вход трансмиссии вал. В гидротрансформаторе используется несколько лопаток, а не в отличие от лопастей вентилятора, за исключением того, что они почти повернуты параллельно ориентации вала. Когда выходной вал двигателя вращается, он вращает насос. В сила прядильного насоса передается на трансмиссионная жидкость, находящаяся в гидротрансформаторе. Эта вращающаяся жидкость затем передает силу на турбина подключена к входному валу трансмиссии. Третий набор лопаток, называемый статором, вращается свободно, но перенаправляет вращающуюся жидкость обратно в насос, чтобы для максимальной передачи крутящего момента. Эта схема позволяет достаточное скольжение на низких оборотах двигателя для обеспечения минимального поступательное движение автомобиля. Поскольку частота вращения двигателя равна увеличивается, количество силы, приложенной к жидкости, и таким образом турбина увеличивается, заставляя автомобиль ускоряться.Гидравлическая муфта обеспечивает достаточное скольжение, чтобы позволить автомобиль простаивает, когда он не движется, но все равно обеспечит передача крутящего момента при увеличении оборотов двигателя.

Коробка передач в автомат несколько отличается от ручного коробка передач. В автомате используются планетарные передачи. вместо валов встречного вращения, которые используются в механическая коробка передач.Планетарный редуктор предполагает меньшее шестерни, которые вращаются вокруг центральной шестерни, как планеты вокруг солнца. Наружное кольцо с зубьями шестерни содержит планетарные передачи и удерживает их в зацеплении с внутренним механизм. Передаточное число в планетарной передаче составляет определяется не только размером и количеством зубьев в каждая шестерня, а также то, какой вал соединен с которым шестерня (и). Если первичный вал соединен с внутренним центральная шестерня, а выходной вал соединен с вращая планетарные шестерни, будет редуктор основанный на том факте, что внутренняя шестерня будет крутить много раз, прежде чем планетарные шестерни сделают один полный революция внутри кольца.Итак, в данном случае передаточное число изменения могут быть достигнуты за счет использования муфт, которые подключите входной и выходной валы к различным шестерням внутри каждой планетарной передачи.

В АКПП трансмиссии, эти муфты управляются гидравлически. Насос в гидротрансформаторе обеспечивает давление, необходимое для включения каждого сцепления по мере необходимости. В старых автоматических трансмиссиях это было достигнуто проверьте шарики и пружины в корпусе клапана трансмиссии.Новейшие трансмиссии контролируются электронным способом. компьютер двигателя (см. электроника ). В случае клапана корпус, увеличивая давление насоса, создаваемое увеличенным обороты двигателя превысили бы сопротивление пружины, заставив уберите шар с пути, чтобы открыть клапан, который направить эту жидкость под давлением к приводу сцепления, заставляя трансмиссию переключать передачи. Корпус клапана очень сложен и выходит за рамки данной статьи.

Дом


Тормоза , Дифференциал , Трансмиссия , Электронное управление , Органы управления выбросами , Двигатель , Шина Формула , Gear Math , Система зажигания , Впускной Система , Подвеска , Крутящий момент и мощность

10 лучших советов по работе с мотор-редукторами

  • При указании начните с определения необходимого крутящего момента на выходном валу коробки передач.

    Мотор-редуктор предназначен для работы в качестве компонента передачи энергии. Таким образом, двумя наиболее важными факторами на выходном валу коробки передач являются его скорость (в об / мин) и объем работы, который он может выполнять, что определяется величиной крутящего момента, который он производит. Обычно редукторы используются для получения мощности двигателя, снижения его скорости и увеличения крутящего момента. Однако, пытаясь подобрать мотор-редуктор для конкретного применения, сосредоточьтесь на скорости и доступном крутящем моменте на выходном валу коробки передач.

    Загрузите эту статью в формате PDF
    Знать основы: зубчатые передачи (или зубчатая передача) внутри коробки передач обеспечивают механическое преимущество, которое увеличивает крутящий момент от входной стороны к выходному валу коробки передач.Это механическое преимущество называется передаточным числом коробки передач и является числом, используемым для определения увеличения крутящего момента от входа к выходу. Например, передаточное число коробки передач 30: 1 означает, что выходная сторона примерно в 30 раз сильнее, чем входная. Таким образом, если мотор-редуктор должен создавать крутящий момент полной нагрузки 30 дюйм-фунт на своем выходном валу, то входной крутящий момент должен составлять 1,0 дюйм-фунт. (В этом простом примере не учитываются внутренние потери зубчатой ​​передачи, измеряемые ее общим КПД.) Если известно требование к входному крутящему моменту, легко рассчитать требуемую потребляемую мощность двигателя на входе на основе входной скорости двигателя.Это как раз тот момент, когда многие люди хотят сосредоточиться на входной мощности двигателя. Однако конструкторы действительно должны начать с определения того, какой именно крутящий момент требуется на выходном валу коробки передач, а затем работать в обратном направлении, чтобы определить требуемую входную мощность двигателя.

    Ким Ковалевски, Leeson Electric

  • Чтобы повысить энергоэффективность, тщательно подумайте о типе двигателя и КПД редуктора.

    В некоторых случаях можно значительно повысить эффективность мотор-редуктора, заменив двигатель переменного тока с постоянным разделенным конденсатором (PSC) на двигатель постоянного тока с постоянным магнитом (PMDC).PSC могут иметь больший потенциал максимальной эффективности, но их истинная эффективность может быть намного ниже в фактической рабочей точке нагрузки приложения. Также имейте в виду, что мотор-редукторы с трехфазным приводом намного эффективнее однофазного эквивалента (например, 64% против 53%) и более надежны из-за своей упрощенной конструкции. Однако, когда трехфазное питание недоступно, требуется частотно-регулируемый привод (VFD) для преобразования однофазного входа в трехфазный выход для мотор-редуктора.Современные частотно-регулируемые приводы экономичны и легко оправдываются, если учесть их встроенные функции, такие как плавный пуск для уменьшения механических ударов и увеличения срока службы оборудования.

    При выборе двигателя с редуктором важно знать, относятся ли опубликованные характеристики выходной мощности только к двигателю или также учитываются КПД редуктора / редуктора.

    Чтобы максимизировать общую эффективность системы мотор-редуктора, избегайте снижения эффективности двигателя из-за неэффективной передачи. Хотя прямоугольные червячные редукторы являются хорошим решением для ограниченного пространства, их КПД составляет всего 50% или меньше; напротив, прямозубые и косозубые шестерни, используемые в редукторах с параллельными валами, обычно имеют КПД около 98%.В действительно ограниченном пространстве рассмотрите вариант мотор-редуктора со смещенным параллельным валом, в котором прямозубые цилиндрические и косозубые шестерни с более высоким КПД расположены вертикально, а выходной вал затем образует компактную U- или S-образную конфигурацию относительно приводного двигателя.
    Клейтон Хинкль, Bison Gear & Engineering Corp.

  • Остерегайтесь недостаточного или слишком большого размера мотор-редуктора.

    Самая частая ошибка — неправильный размер. Имейте в виду, что необходимо учитывать не только требования к крутящему моменту и скорости для вашего приложения.Фактор обслуживания имеет решающее значение. Американская ассоциация производителей зубчатых колес (AGMA) имеет много полезной информации, которая помогает определить потребности в коэффициентах обслуживания для общих приложений. Пренебрежение фактором обслуживания может и часто приводит к выбору единиц, которые не прослужат так долго, как надеется инженер. Подумайте об этом — мотор-редуктор, работающий с вентилятором два часа в день, испытывает гораздо меньшую нагрузку, чем камнедробилка, работающая 24 часа в сутки. Даже если требования к скорости и крутящему моменту для перемещения соответствующих нагрузок одинаковы, эксплуатационные коэффициенты, применяемые к требуемому крутящему моменту (и, следовательно, получаемым мотор-редукторам), очень разные.

    В то время как меньший размер может привести к преждевременному отказу двигателя, завышение размера — это скорее проблема эффективности. Половина мотор-редуктора обычно наиболее эффективна при 80-90% номинальной полной нагрузки. Многие инженеры думают, что если мотор 5 л.с. — это хорошо, то 7,5 л.с. должны быть лучше. А 10? Что ж, это здорово! Проблема с этой логикой заключается в том, что модель мощностью 10 л.с. в основном работает без нагрузки, а ее энергопотребление и эффективность без нагрузки намного хуже, чем у правильно загруженной модели мощностью 5 л.с.
    Рич Минц, SEW Eurodrive

  • КПД коробки передач зависит от многих факторов, особенно от нагрузки коробки передач.

    Производители часто указывают КПД двигателя. То же касается КПД коробки передач. Однако общий КПД системы (двигатель плюс редуктор) нельзя ни однозначно понять, ни легко рассчитать. Это делает указанные в каталоге характеристики КПД ненадежными, поскольку они обычно дают только один рейтинг КПД. Эффективность зависит от ряда факторов, особенно от нагрузки на коробку передач, но большинство производителей не указывают допуски на КПД или разницу в КПД между сильно нагруженной коробкой передач и коробкой, работающей при нормальных нагрузках.

    Входная электрическая мощность коробки передач (произведение напряжения и тока двигателя), умноженная на КПД двигателя, является входной мощностью коробки передач. Выходная мощность — это частота вращения коробки передач и момент нагрузки. Отношение выходной мощности к входной мощности равно эффективности.

    Потери мощности в коробке передач в основном связаны с трением, которое выделяет тепло. В миниатюрных редукторах нагрев не представляет большой проблемы, поскольку потери мощности (и абсолютное количество задействованной мощности) относительно невелики.Однако в больших коробках передач используются маслоохладители и насосы для компенсации неэффективности коробки передач. Трение коробки передач, в свою очередь, зависит от качества передачи, количества зацеплений зубьев (сколько раз одно колесо приводит в движение другое) и крутящего момента нагрузки (или от того, какой момент должен передать коробка передач).

    Общее правило: чем меньше нагрузка и чем выше передаточное число, тем меньше вероятность того, что коробка передач действительно достигнет эффективности, указанной производителем. Небольшая нагрузка и высокие передаточные числа приводят к снижению КПД коробки передач.И наоборот, при большой нагрузке и с высокими передаточными числами коробка передач приближается к своей теоретической эффективности.
    Фриц Фаульхабер, MicroMo

  • Не сокращайте математику.

    При правильном выборе и последующем обслуживании мотор-редукторы могут прослужить бесконечно. Что бы вы ни делали, не сокращайте математику. Подходы к отбору, такие как « практическое правило», «мы всегда так поступали, » и « это сломалось? Увеличить размер ”- не лучший способ выбирать мотор-редукторы.Подумайте о коэффициенте обслуживания и рассмотрите динамику. Например, это реверсивное приложение? Если да, то как насчет люфта? Выбор шестерен и двигателей — настоящая наука. Самый лучший и быстрый способ — использовать программное обеспечение, предлагаемое производителем. Многие производители имеют веб-программное обеспечение, которое позволяет вам выбирать тип приложения и вводить такие параметры, как вес, скорость, диаметр шкива и коэффициент трения. Затем программа выполняет все вычисления и выбирает единицы измерения за вас.
    Рич Минц, SEW Eurodrive

  • Разберитесь, что вызывает отказ мотор-редуктора.
    • Чрезмерная консольная нагрузка (радиальная нагрузка на вал) может разрушить опорные системы подшипников. Усталостное разрушение вала также часто встречается на перегруженных валах.

    • Редукторы, которые испытывают ударные нагрузки из-за больших инерционных нагрузок или чрезмерного ускорения / замедления, могут вызвать поломку зуба шестерни.

    • Высокие осевые силы на валах могут превышать возможности подшипников, ухудшать прессовую посадку компонентов и превышать прочность конструкции корпуса.

    • Чрезмерные скручивающие нагрузки на валу в шпоночных пазах, поперечных отверстиях и изменениях диаметра — все это потенциальные места выхода из строя.

    • Мотор-редукторы

      , размещенные в неподходящей для них среде, испытывают нагрузку на уплотнение коробки передач, проблемы со смазкой и плохой отвод тепла. Надлежащим образом защитите мотор-редуктор, чтобы продлить срок его службы.

    • В мотор-редукторах, подвергающихся термоциклированию, может образовываться конденсат.Иногда лучше выпустить воздух из двигателя и дать возможность окружающей среде стабилизироваться, чем пытаться держать продукт полностью закрытым и герметичным.

    • Смазочные материалы следует указывать для реальных условий эксплуатации. Вместо более дорогостоящего полного диапазона температур можно выполнить настройки для экстремально низких или высоких температур.

    • Крепление двигателя должно быть устойчивым. Поверхности, которые могут изгибаться и вызывать смещение, сокращают срок службы продукта.
      Инженерная группа, Bodine Electric

    Если мотор-редуктор имеет меньший размер (недостаточная мощность для применения), типичным предупреждающим знаком является перегрев. Однако, если вы не проверите температуру или не почувствуете тепло, это трудно обнаружить до отказа. Если температура смазочного масла в коробке передач поднимется достаточно высоко, это вызовет термическое разрушение масла, и при выходе из строя системы смазки коробка передач в конечном итоге выйдет из строя. Иногда малоразмерному двигателю приходится «работать слишком тяжело», и он фактически перегорает — постоянная и неустранимая неисправность.Опять же, предупреждающие знаки трудно обнаружить: иногда вы можете почувствовать запах масла или двигателя, если он перегревается, или увидеть обесцвечивание краски. Но если мотор-редуктор не виден четко, он будет работать до отказа, даже если вы этого не заметите.

    Мотор-редуктор меньшего размера обычно возникает из-за непонимания того, что и двигатель, и коробка передач имеют отдельные тепловые характеристики, а также КПД, которые в сочетании друг с другом приводят к выходной мощности системы, отличной от той, которая обычно публикуется.Определение и покупка с учетом только мощности и эффективности двигателя является ошибкой.
    Джон Рутман, Грошопп

  • Рассмотрите возможность использования встроенного двигателя переменного тока для оптимальной производительности.

    Лучшая причина для перехода на интегрированные мотор-редукторы переменного тока — это производительность. В полностью интегрированном мотор-редукторе малоинерционный ротор двигателя специально согласован с характеристиками редуктора. Это приводит к высокой динамической способности, что особенно важно для приложений с высокой циклической остановкой / пуском.Кроме того, большинство современных мотор-редукторов оснащены высокопроизводительным тормозом, полезным для приложений, требующих контролируемого замедления нагрузки.

    Еще одно преимущество встроенных мотор-редукторов в том, что они предназначены для работы с инверторами. Использование мотор-редуктора и частотно-регулируемого привода (VFD) с обратной связью с обратной связью (через энкодеры, установленные на валу двигателя) делает возможными приложения для индексирования и двухточечного позиционирования. Электронные приводы также обеспечивают точную настройку скорости и управления, включая такие функции, как защита от перегрузки и регулируемые пусковые моменты.Однако, несмотря на расширенные функции, наибольший прирост производительности достигается за счет неограниченного количества комбинаций двигателей и редукторов.
    Рич Минц, SEW Eurodrive

  • Не забудьте поискать в Интернете полезные ресурсы.

    Будь то отраслевая ассоциация или веб-сайт производителя, Интернет — отличный ресурс для получения советов по выбору размеров и технических характеристик мотор-редукторов. Вот три, с чего вы начнете:

    www.agma.org

    Американская ассоциация производителей шестерен (AGMA)

    www.groschopp.com Инструмент

    STP Design Search связывает «соответствие» двигателя или мотор-редуктора с рабочими характеристиками приложения; «Подгонка» означает максимальное соответствие скорости, крутящего момента, КПД двигателя и КП.

    www.ptpilot.com

    Бесплатное программное обеспечение от SEW Eurodrive, которое помогает пользователям выбрать индивидуальный редуктор или мотор-редуктор.

  • По своей конструкции мотор-редукторы рассчитаны на более долгий срок, чем встроенные пользователем двигатели и редукторы.

    Типичным вариантом решения, интегрированного с пользователем, является редуктор с гайковертом. Как правило, они дешевле и занимают меньше места, чем редукторы с внешним входным валом. Но у них нет подшипника для поддержки входа двигателя, поэтому выходной подшипник двигателя поддерживает входной вал редуктора. Проблема здесь в том, что в большинстве двигателей используется подшипник размером 200, и он не рассчитан на осевые нагрузки, которые он будет испытывать во время использования. Значит, этот подшипник выйдет из строя преждевременно. Когда это произойдет, возникающее биение и несоосность вала двигателя приведет к разрушению входного уплотнения редуктора и, весьма вероятно, к повреждению зубчатой ​​передачи.

    Важно отметить, что так называемые ответные фланцы двигателей и редукторов с C-образной поверхностью обычно плохо уплотняются, поэтому загрязнения (вода, грязь, тепло, части курицы) в конечном итоге попадут в полость между двигателем и редуктор. Здесь уплотнение на входе двигателя может выйти из строя, потому что он подвергается суровой промышленной среде. Это не относится к мотор-редукторам. Фланцы двигателя и редуктора обработаны и герметизированы на заводе-изготовителе для предотвращения попадания промышленных загрязнений.Точно так же внутренние компоненты мотор-редуктора предназначены для совместной работы, а условия окружающей среды и механические нагрузки, которым они подвергаются, известны. Наконец, одна из самых ненавистных задач как при установке, так и при профилактическом обслуживании устройств, интегрированных с пользователем, — это выравнивание. Несоосность вызывает сбои; с мотор-редукторами агрегат доставляется конечному пользователю в идеальном состоянии и остается таким же.
    Рич Минц, SEW Eurodrive

  • Разберитесь, что на самом деле означает мотор-редуктор системная мощность .

    При определении и выборе мотор-редуктора очень важно знать и понимать мощность мотор-редуктора системы , а не только мощность двигателя. Обычно производители мотор-редукторов публикуют указанную выходную мощность мотора, которая часто неточно передает фактическую выходную мощность моторедуктора; при указании или выборе мотор-редуктора для OEM-производителя использование только этой опубликованной спецификации мощности двигателя (л.с.) может вводить в заблуждение. Чтобы полностью оптимизировать решение с мотор-редуктором, рассчитайте или получите выходную мощность системы , которая представляет собой результирующую мощность мотор-редуктора после расчета КПД как двигателя , так и редуктора.

  • Понимание мощности системы и знание отдельных значений КПД двигателя и коробки передач также дает инженеру важные данные, с которыми можно проводить сравнения. Например, сравнение КПД планетарного мотор-редуктора с мотор-редуктором с параллельным валом позволяет сделать выбор продукта на основе общей эффективности, производительности и стоимости.

    Итак, при выборе мотор-редуктора определите, указаны ли указанные мощность или выходная мощность только для двигателя, или же эта спецификация также включает КПД редуктора / редуктора.Любой поставщик мотор-редукторов должен иметь возможность предоставить рейтинги эффективности как двигателя, так и коробки передач; если она не рассчитывается как мощность системы, рассчитайте мощность системы мотор-редуктора, умножив выходную мощность двигателя на соответствующий КПД редуктора.
    Рон Дидье, Грошопп

    Изображения мотор-редуктора любезно предоставлены Bodine Electric Co.

    Многодвигательный привод для одного выходного вала и комбинированная коробка передач для него (Патент)

    Солой, Дж. Многодвигательный привод для одного выходного вала и комбинированная коробка передач для него . США: Н. П., 1989. Интернет.

    Soloy, J I. Многодвигательный привод для одного выходного вала и комбинированная коробка передач для него . Соединенные Штаты.

    Солой, Дж.Вт. «Многодвигательный привод для одного выходного вала и комбинированная коробка передач для него». Соединенные Штаты.

    @article {osti_5847485,
    title = {Привод нескольких двигателей для одного выходного вала и комбинированная коробка передач для него},
    author = {Soloy, J I},
    abstractNote = {Описана система привода с несколькими двигателями для привода одного ведущего вала, содержащая: несколько входных валов, каждый из которых соединен с приводом от выходного вала другого двигателя; общий вал главной передачи; отдельные средства зубчатой ​​передачи для приводного соединения каждого из множества входных валов с общим валом главной передачи; каждое отдельное средство зубчатой ​​передачи включает в себя отдельную входную шестерню на соответствующем входном валу и отдельную ведомую шестерню на общем валу главной передачи, а также отдельные средства соединения для соединения каждой выходной шестерни с общим валом главной передачи; средство сцепления, содержащее отдельное средство сцепления, способное приводить в действие каждую ведомую шестерню с общим валом главной передачи, когда каждая выходная шестерня приводится в действие соответствующей входной шестерней со скоростью, по меньшей мере, такой же, как скорость общего вала главной передачи.},
    doi = {},
    url = {https://www.osti.gov/biblio/5847485}, журнал = {},
    номер =,
    объем =,
    place = {United States},
    год = {1989},
    месяц = ​​{5}
    }

    Понимание конструкции двигателя и коробки передач: 10 шагов (с изображениями)

    Теперь мы должны выбрать двигатель и передаточное число.Мы начнем с рассмотрения технических характеристик доступных двигателей и сделаем предположение о том, какой из двигателей может хорошо подойти для этой работы. Мы попробуем использовать один BaneBots RS-550 в качестве отправной точки из-за его высокой мощности, а это значит, что он сможет выполнять работу быстрее. Кроме того, он обычно используется в таких приложениях, как это, а это означает, что он, вероятно, хорошо подходит для работы в целом. Чтобы упростить оценку, я сделал график кривой двигателя для RS-550.

    Во-первых, мы хотим убедиться, что двигатель не потребляет больше 40 А и не срабатывает автоматический выключатель.Глядя на график, мы можем визуально увидеть, что RS-550 требуется нагрузка 0,23 Нм, чтобы тянуть 40 А. Чтобы двигатель не достиг этого уровня даже при большой нагрузке, мы попробуем спроектировать для потребляемый ток 20 А. Посмотрев снова на график, мы видим, что это соответствует крутящему моменту 0,115 Нм. Теперь мы можем рассчитать уменьшение, необходимое для достижения необходимого крутящего момента 3,05 Нм.
    Редуктор:
    Теперь мы выбрали редуктор 26: 1, что означает, что мы можем рассчитать точную нагрузку, с которой должен столкнуться наш двигатель лифта.
    Нагрузка на двигателе:
    Теперь мы можем использовать уравнение (1) из «Характеристики двигателя», чтобы рассчитать ток, который мы ожидаем от RS-550 при этой нагрузке:
    Потребляемый ток:
    Наш расчетный ток потребления, 21,0 А, находится в пределах допустимого диапазона 40 А. Затем мы определим скорость вращения выходного вала коробки передач с помощью уравнения (2). На этом этапе расчетов мы учтем КПД коробки передач 75%.
    Скорость двигателя:
    Теперь мы можем проверить, позволит ли выбранное передаточное число достичь желаемой выходной скорости 357 об / мин.
    Скорость передачи:
    Наконец, теперь, когда мы убедились, что передаточное число соответствует нашим требованиям, мы можем рассчитать, сколько времени потребуется двигателю, чтобы поднять лифт.
    Время подъема:
    Теперь мы полностью проверили, что наш двигатель RS-550 и редуктор 26: 1 достигнут или превзойдут наши первоначальные цели. Поскольку реальная производительность часто бывает хуже, чем теоретическая, разумно «перепроектировать» эти системы. Это также гарантирует, что наши упрощения не приведут к тому, что наша система будет работать намного хуже, чем ожидалось.

    Когда вы впервые выполняете этот процесс, вам, возможно, придется выполнять вычисления несколько раз, поскольку вы пробуете разные двигатели и передаточные числа. По мере накопления опыта вы научитесь интуитивно понимать, какие двигатели и передаточные числа лучше всего подходят для вашей работы.

    Автор: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *