Коробка передач устройство: Устройство механической коробки передач

Устройство механической коробки передач

Механическая коробка передач предназначена для изменения крутящего момента и передачи его от двигателя к колесам. Она обеспечивает разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок. Рассмотрим из чего состоит механическая коробка передач и схему работы. Механическая коробка передач состоит из:

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

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

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

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

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

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

КАК РАБОТАЮТ ШЕСТЕРНИ В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ

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

а) Передаточное отношение одной пары шестерен

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

б) Передаточное отношение двух шестерен

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

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

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

Задняя передача, т.е. вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону

, обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет направление:

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

ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ЧИСЛА МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Поскольку в коробке передач автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары, мы имеем возможность менять и общее передаточное отношение коробки. Давайте посмотрим на передаточные числа коробок передач:

Передачи	ВАЗ 2105	ВАЗ 2109
I	3,67	3,636
II	2,10	1,95
III	1,36	1,357
IV	1,00	0,941
V	0,82	0,784
R(Задний ход)	3,53	3,53

Такие числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на делимое число зубьев второй и далее по цепочке.

Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с той же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют – прямой и, как правило, это — четвертая передача.

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

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

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

НЕИСПРАВНОСТИ И ПОЛОМКИ В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ

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

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

Строение коробки передач

Коробка передач автомобиля предназначена для изменения силы тяги на ведущих колесах, скорости движения, изменения направления движения автомобиля. Кроме того, коробка передач позволяет на длительное время отсоединять двигатель от трансмиссии при работе двигателя на остановившемся автомобиле или при движении накатом.

Требования, предъявляемые к коробке передач автомобиля:

• обеспечение высоких тягово-скоростных и топливно-экономических качеств автомобиля;

• легкость и удобство управления;

• высокий КПД;

• низкий уровень шума при работе;

• надежность;

• малые габаритные размеры.

В зависимости от характера изменения передаточного числа различают коробки передач ступенчатые, бесступенчатое и комбинированные. По характеру связи между ведущим и ведомым валами коробки передач делятся на механические, гидравлические, электрические и комбинированные. По способу управления — на автоматические и не автоматические. Ступенчатые коробки передач различают по числу передач переднего хода, по числу валов — на двух- и трехвальные.

В основном на автомобилях применяют ступенчатые коробки передач — двух- или трехвальные. Переключение передач осуществляется передвижением зубчатых колес или передвижением муфт синхронизаторов.

На автомобилях с классической компоновкой обычно применяют трехвальные коробки передач. Особенностью таких автомобилей является то, что почти всегда можно выделить передачу, на которой они проходят большую часть пути. Поэтому основным преимуществом трехвальных коробок передач является наличие в них так называемой «прямой» передачи, которая получается при непосредственном соединении ведущего и ведомого валов. Другим преимуществом трехвальных коробок передач является относительная

легкость получения большого передаточного числа на низшей (первой) передаче при малом межосевом расстоянии. Это объясняется тем, что передаточное число всех передач, кроме «прямой», у таких коробок передач образуется двумя последовательно работающими парами зубчатых колес, в отличие от одной пары в двухвальных коробках передач.

Двухвальные коробки передач автомобиля проще по конструкции, дешевле и имеют более высокий КПД (только на «прямой» передаче трехвальная коробка передач имеет более высокий КПД, чем двухвальная). Преимуществом двухвальных коробок передач является простота вывода крутящего момента на любую сторону (переднюю или заднюю или обе сразу), что в некоторых случаях, например при заднемоторных, переднеприводных и полноприводных конструкциях автомобилей, предоставляет большие компоновочные возможности.

 

 

Устройство четырех ступенчатой коробки передач автомобиля:

1 — подшипник выключения сцепления; 2 — направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления; 3 — ведущее зубчатое колесо привода спидометра; 4 — картер сцепления; 5 — полуосевое зубчатое колесо; 6 — сателлит; 7 — ось сателлитов; 8 — коробка дифференциала; 9 — регулировочная прокладка; 10, 12— синхронизаторы; 11 — упорные полукольца; 13 — игольчатый подшипник зубчатого колеса; 14 — вторичный вал; 15 — задняя крышка картера коробки передач; 16 — картер коробки передач; 17— первичный вал.

Устройство и работа многоступенчатой коробки передач КАМАЗ

Коробка передач МАЗ Устройство коробки передач автомобиля МАЗ

Основные признаки и причины неисправностей коробки передач автомобиля

Устройство механической коробки передач — как устроена МКПП

Большинство современных транспортных средств комплектуются следующими типами коробок переключения передач:

Каждый тип КПП имеет свою, отличную от других конструкцию, свои достоинства и недостатки, исходя из которых, автолюбитель во время покупки автомобиля может отдавать предпочтение тому или иному устройству. Устройство механической коробки передач (МКПП), которое будет детально рассмотрено в данной статье, отличается своей простотой, поэтому понять принцип ее действия достаточно легко.

Механизм

Механическая коробка

Перед тем как приступить к изучению устройства механической коробки передач (МКПП) и принципов ее работы, следует подробно описать данный механизм. Механическая коробка передач – это неотъемлемая часть любого транспортного средства, оборудованного двигателем внутреннего сгорания. Ее обязательное наличие обусловлено спецификой работы современных моторов, имеющих достаточно небольшой диапазон оборотов, в пределах которого достигаются максимальные значения мощности и крутящего момента. Помимо этого любой двигатель имеет критическую величину частоты оборотов, превышение которой неизменно приводит к преждевременному износу агрегата, вплоть до выхода его из строя. Перед передачей крутящего момента на вторичный вал и на колесный привод транспортного средства МКПП меняет направление данной векторной физической величины и преобразовывает ее. Переход на каждую новую ступень в МКПП осуществляется посредством механического передвижения рычага в ту или иную позицию.

Непосредственно механизм КПП находится в металлическом корпусе, внутрь которого заливаются смазочные материалы, обеспечивающие стабильную работу механизма. Рычаг переключения скоростей может располагаться как в самой коробке переключения передач, так и за ее пределами (в кузове автомобиля). В случае дистанционного процесса переключения передач применяется тяга привода управления (кулиса).

Особенности конструкции

Составные части МКПП:

• первичный вал;
• промежуточный вал;
• вторичный вал;
• дополнительный вал;
• картер;
• синхронизаторы;
• устройство переключения передач, в комплектацию которого входят замки и блокировочные механизмы;
• рукоятка переключения передач.

Принцип действия

Принцип работы

Подшипники, находящиеся в картере, способствуют вращению валов устройства. Каждый вал имеет в своем оснащении наборы шестерен, на которых в различном количестве расположены специальные зубья.

Функция синхронизаторов заключается в уравновешивании угловых скоростей шестерен, возникающих в процессе их вращения. Благодаря их работе передачи переключаются плавно без постороннего шума.

Блокировочные механизмы предотвращают возможность самопроизвольного выключения передач, в то время как замки препятствуют одновременному включению нескольких передач.

Количество ступеней и валов

Трехвальная МКПП

Сегодня наибольшей популярностью пользуется пятиступенчатая КПП, однако, нередко можно встретить четырехступенчатые и шестиступенчатые механизмы.

В комплектацию МКПП могут входить два или три вала. Трехвальными механизмами оснащаются переднеприводные и заднеприводные транспортные средства (в т.ч. грузовые автомобили).

Двухвальными коробками чаще всего комплектуют переднеприводные легковые машины.

Основные различия КПП с разным количеством валов:

• Местонахождение валов. В двухвальной КПП валы располагаются параллельно друг другу;
• Процесс осуществления передачи. В КПП с тремя валами передача создается за счет работы одной пары шестерен, в трехвальной – за счет взаимодействия двух пар;
• Прямая передача. Двухвальная КПП не имеет прямой передачи.

В остальном устройство МКПП существенных отличий в конструкции и в принципе работы не имеет.

Видео

Принцип работы МКПП наглядно показан в следующем видеоматериале:

Гидромеханические коробки передач — гидротрансформатор, планетарная коробка передач

Основным неудобством при использовании механических ступенчатых коробок передач является то, что водителю для переключения передач постоянно приходится нажимать на педаль сцепления и перемещать рычаг переключения передач. Это требует от него затрат значительных физических сил, особенно в условиях городского движения или при управлении автомобилем, работающим с частыми остановками. Для устранения таких неудобств и облегчения работы водителя на легковых, грузовых автомобилях и автобусах все более широкое применение получают гидромеханические коробки передач. Они выполняют одновременно функции сцепления и коробки передач с автоматическим или полуавтоматическим переключением передач. При гидромеханической коробке передач управление движением автомобиля осуществляется педалью подачи топлива и при необходимости тормозной педалью.

Гидромеханическая коробка передач состоит из гидротрансформатора и механической коробки передач. При этом механическая коробка передач может быть двух-, трех- или многовальной, а также планетарной.

Гидромеханические коробки с вальными механическими коробками передач применяются главным образом на грузовых автомобилях и автобусах. Для переключения передач в таких коробках используются многодисковые муфты (фрикционы), работающие в масле, а иногда – для включения низшей передачи и заднего хода – зубчатая муфта. Переключение передач фрикционами происходит без снижения скорости вращения коленчатого вала двигателя, т.е. бесступенчато – без разрыва передаваемых мощности и крутящего момента.

Гидромеханические коробки с планетарными механическими коробками передач получили наибольшее распространение и применяются на легковых, грузовых автомобилях и в автобусах.

Их преимущества: компактность конструкции, меньшие металлоемкость и шумность, больший срок службы.

К недостаткам относятся сложность конструкции, высокая стоимость, пониженный КПД.

Переключение передач в этих коробках производится при помощи фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов. При этом при включении одной передачи часть фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов пробуксовывает, что также снижает их КПД.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор (рисунок 1) представляет собой гидравлический механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками – насосного (ведущего), турбинного (ведомого) и реактора. Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач, и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.

Рисунок 1 – Гидротрансформатор

а – общий вид; б – схема; 1 – маховик; 2 – турбинное колесо; 3 – насосное колесо; 4 – реактор; 5 – вал; 6 – муфта

При работающем двигателе насосное колесо вращается вместе с маховиком двигателя. Масло под действием центробежной силы поступает к наружной части насосного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор, который обеспечивает плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и существенное увеличение крутящего момента. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу, обеспечивая передачу крутящего момента в гидротрансформаторе.

Характерной особенностью гидротрансформатора является увеличение крутящего момента при его передаче от двигателя к первичному валу коробки передач. Наибольшее увеличение крутящего момента на турбинном колесе гидротрансформатора получается при трогании автомобиля с места. В этом случае реактор неподвижен, так как заторможен муфтой свободного хода. По мере разгона автомобиля увеличиваются скорости вращения насосного и турбинного колес. При этом муфта свободного хода расклинивается, и реактор начинает вращаться с увеличивающейся скоростью, оказывая все меньшее влияние на передаваемый крутящий момент. После достижения реактором максимальной скорости вращения гидротрансформатор перестает изменять крутящий момент и переходит на режим работы гидромуфты. Таким образом происходит плавный разгон автомобиля и бесступенчатое изменение крутящего момента.

Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и ведущими колесами автомобиля. Это обеспечивается следующим образом: с уменьшением скорости вращения ведущих колес автомобиля при увеличении сопротивления движению возрастает динамический напор жидкости от насоса на турбину, что приводит к росту крутящего момента на турбине и, следовательно, на ведущих колесах автомобиля.

Планетарная коробка передач

Планетарная коробка передач включает в себя планетарные механизмы. В простейшем планетарном механизме (рисунок 2) солнечная шестерня 6, закрепленная на ведущем валу 1, находится в зацеплении с шестернями-сателлитами 3, свободно установленными на своих осях. Оси сателлитов закреплены на водиле 4, жестко соединенном с ведомым валом 5, а сами сателлиты находятся в зацеплении с коронной шестерней 2, имеющей внутренние зубья.

Рисунок 2 – Планетарный механизм

1 – ведущий вал; 2 – коронная шестерня; 3 – сателлиты; 4 – водило; 5 – ведомый вал; 6 – солнечная шестерня; 7 – тормоз

Передача крутящего момента с ведущего вала 1 на ведомый вал 5 возможна только при заторможенной коронной шестерне 2 при помощи ленточного тормоза 7. В этом случае при вращении шестерни 6 сателлиты 3, перекатываясь по зубьям неподвижной шестерни 2, начнут вращаться вокруг своих осей и одновременно через водило 4 будут вращать ведомый вал 5. При растормаживании шестерни 2 сателлиты 3, свободно перекатываясь по шестерне 6, будут вращать шестерню 2, а вал 5 будет оставаться неподвижным.

На рисунке 3 приведена схема гидромеханической коробки передач, которая состоит из гидротрансформатора, трехвальной двухступенчатой механической коробки передач и системы управления. Наличие двухступенчатой механической коробки передач увеличивает диапазон регулирования крутящего момента.

Рисунок 3 – Схема гидромеханической коробки передач

1, 6, 7, 9, 10, 11, 13 – шестерни; 2, 3, 17 – фрикционы; 4 – муфта; 5, 12, 19 – ведомый, промежуточный и ведущий валы; 8 – регулятор; 14, 15 – насосы; 16 – коленчатый вал; 18 – гидротрансформатор

Гидромеханическая коробка передач включает ведущий 19, ведомый 5 и промежуточный 12 валы с шестернями, многодисковые фрикционные сцепления 2, 3, 17 (фрикционы) и зубчатую муфту 4 с приводом. К системе управления относятся передний 15 и задний 14 гидронасосы и центробежный регулятор 8, который воздействует на фрикционы 2, 3, 17, обеспечивающие переключение передач.

В нейтральном положении все фрикционы выключены, и при работающем двигателе крутящий момент на вторичный вал 5 не передается. На I (понижающей) передаче системой управления автоматически включается фрикцион 2. При этом ведущая шестерня 1, свободно установленная на ведущем валу 19 коробки передач, блокируется валом, а зубчатая муфта 4 устанавливается вручную в положение переднего хода с помощью дистанционной системы управления. Крутящий момент на I передаче от гидротрансформатора передается через фрикцион 2, шестерни 1, 13, 11, 10 и зубчатую муфту 4 на ведомый вал 5 коробки передач.

При разгоне на I передаче, когда гидротрансформатор автоматически осуществляет заданный диапазон регулирования крутящего момента, скорость возрастает до оптимального значения для переключения на II передачу. В этом случае центробежный регулятор 8 дает сигнал на включение фрикциона 3 и отключение фрикциона 2.

Автоматическая система управления обеспечивает включение II (прямой) передачи, при этом крутящий момент от первичного вала 19 коробки передач передается через фрикцион 3 непосредственно на вторичный вал, и скорость автомобиля возрастает до значения, определяемого диапазоном регулирования гидротрансформатором.

Гидромеханическая коробка передач на автомобилях

На рисунке 4 представлена двухступенчатая гидромеханическая коробка передач легкового автомобиля. Она состоит из гидротрансформатора 1, механической планетарной коробки передач с многодисковым фрикционом 3 и двумя ленточными тормозными механизмами 2 и 4 и гидравлической системы управления с кнопочным переключением передач. Кнопки соответственно означают: нейтральное положение, задний ход, I передача и движение с автоматическим переключением передач. В двухступенчатой механической коробке передач имеются два одинаковых планетарных механизма 5 и 6.

Рисунок 4 – Гидромеханическая коробка передач легкового автомобиля

1 – гидротрансформатор; 2, 4 – тормозные механизмы; 3 – фрикцион; 5, 6 – планетарные механизмы

В нейтральном положении фрикцион 3, а также тормозные механизмы 2 и 4 выключены. Трогание автомобиля с места происходит при включенной I передаче. В этом случае масло под давлением поступает в цилиндр тормозного механизма 2, лента которого затягивается, и солнечная шестерня планетарного механизма 6 останавливается.

Если включена кнопка «Движение», то при разгоне автомобиля происходит автоматическое переключение на II передачу, что обеспечивается одновременным выключением тормозного механизма 2 и включением фрикциона 3. В этом случае планетарные механизмы 5 и 6 блокируются и вращаются как одно целое.

Для движение автомобиля задним ходом включается только тормозной механизм 4.

Другие статьи по коробкам передач

Устройство коробки передач. Переключение передач.

Коробка передач

Коробка передач — двухходовая, имеет три передачи вперед и одну назад; передаточные числа указаны в технической характеристике автомобиля.
Коробка прикреплена к картеру сцепления четырьмя шпильками, ввернутыми в картер сцепления. Центрируется коробка с картером сцепления наружной поверхности фланца крышки 1.

Переключение передач осуществляется рычагом, расположенным на рулевой колонке (см. рис. 4). При перемещении рычага вдоль оси рулевой колонки передачи не переключаются (нейтральное положение). Усилием пружины вал и рычаг переключения передач отжимаются от рулевого колеса и удерживаются в положении, при котором поворотом рычага против часовой стрелки включается вторая передача, а поворотом по часовой — третья.
Для включения первой передачи рычаг следует переместить вдоль колонки к рулевому колесу до отказа и повернуть его по часовой стрелке. Задний ход включается при таком же перемещении рычага вдоль колонки, но с последующим его поворотом против часовой стрелки.
Первая передача коробки не имеет синхронизатора, поэтому переключение со второй передачи на первую следует производить только после снижения скорости до 5 — 6 км/час во избежание поломок шестерен.

Рис. 90 Продольный разрез коробки передач: 1 — крышка переднего подшипника; 2 — роликовый подшипник вторичного вала; 3 — верхняя крышка; 4 — шестерня второй передачи; 5 — шестерня-каретка включения первой передачи и заднего хода; 6 — вторичный вал: 7 — задняя крышка; 8 — ведущая шестерня привода спидометра; 9 — фланец карданного вала; 10 — шариковый подшипник; 11 — ось промежуточного вала; 12 и 19 — упорные шайбы; 13 — роликовый подшипник; 14 — промежуточный вал-блок шестерен; 15 — распорная втулка; 16 — ступица синхронизатора; 17 — сливная пробка; 18 — картер коробки; 20 — муфта синхронизатора; 21 — стопорное кольцо роликового подшипника; 22 — шариковый подшипник первичного вала; 23 — муфта включения сцепления; 24 — первичный вал; 25 — шестерня заднего хода; 26 — сапун.

Устройство коробки передач показано на рис. 90. Первичный вал 24, являющийся одновременно валом сцепления, вращается в двух шариковых подшипниках. Передний подшипник находится в конце коленчатого вала, а задний 22 — в картере коробки передач. За одно целое с первичным валом выполнены: шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней промежуточного вала, зубчатый венец для включения прямой передачи и конус для синхронизатора.
Промежуточный вал, представляющий собой блок из четырех шестерен, вращается на двух цилиндрических роликовых подшипниках 13, ролики которых катятся по неподвижной оси 11.
Между подшипниками 13 установлена распорная втулка 15. Осевые усилия блока шестерен воспринимаются бронзовыми шайбами 12 и 19, расположенными с каждой стороны блока шестерен и стальной плавающей шайбой, помещенной со стороны венца шестерни заднего хода. Нормальный осевой зазор блока шестерен (в неизношенной коробке) колеблется в пределах 0,04 — 0,32 мм.

Вторичный вал 6 вращается в двух подшипниках: роликовом цилиндрическом 2, помещенном в гнезде первичного вала, и шариковом 10, установленном в задней стенке картера. Шариковый подшипник удерживает вторичный вал от осевых перемещений. Роликовый подшипник 2 без сепаратора полностью заполнен роликами. Окружные зазоры между роликами в этом подшипнике подобраны так, что ролики, образуя свод, не выпадают, в радиальном направлении. Это создает большое удобство при разборке и сборке коробки. От осевых перемещений ролики удерживаются стопорным кольцом 21.
На шлицах в передней части вторичного вала 6 установлена ступица 16 с наружными зубцами, по которым передвигается муфта 20, служащая для включения третьей (прямой) и второй передач. Для безударного и бесшумного переключения этих передач применен синхронизатор, уравнивающий скорости валов при включении (см. ниже).
Шестерня 4 второй передачи свободно вращается на вторичном валу. Она находится в постоянном зацеплении с шестерней промежуточного вала и снабжена дополнительным венцом для включения передачи, а также конусом для синхронизатора.
Вторичный вал 6 в средней части имеет шлицы, по которым перемещается шестерня первой передачи и заднего хода. Промежуточная шестерня 25 заднего хода с запрессованной в ней бронзовой втулкой вращается на стальной оси.
Все шестерни подбираются на заводе по шуму, контакту зубьев, и боковому зазору в зацеплении. Замена какой-либо из шестерен может вызвать увеличение шума коробки. Боковой зазор в зубьях новых шестерен колеблется нормально в пределах 0,1 — 0,2 мм.
На заднем конце вторичного вала на шлицах установлена ведущая шестерня 8 спидометра и фланец 9 для крепления карданного вала.
В задней крышке 7 установлен сапун 26 для предотвращения образования внутри коробки избыточного давления, вызывающего течь смазки через сальники.
Механизм переключения передач смонтирован в боковой крышке 3 (рис. 91). При переключении муфта и скользящая шестерня перемещаются вилками 1 и 13. Вилки через секторы 10 и 12 связаны с рычагами 4, которые соединены тягами с механизмом управления коробкой передач. Рычаги 4 закреплены штифтами 16 каждый на своей оси 17. Оси 17 запрессованы в секторы 10 и 12 и приварены к ним.

Рис. 91 Поперечный разрез коробки передач и боковая крышка: 1 — и 13 — вилки включения; 2 — картер; 3 — боковая крышка; 4 — рычаги вилок переключения передач; 5 и 9 — шарики блокировки; 6 — пружина; 7 — стержень фиксатора; 8 — плунжер; 10 и 12 — секторы; 11 — бобышка крышки; 14 и 15 — пальцы рычагов; 16 — стопорный штифт; 17 — ось сектора.

В механизме переключения передач имеется объединенное фиксирующее и блокирующее устройство (рис. 91 и 92).
Фиксирующее устройство служит для удержания секторов в заданном положении (нейтральное положение или положение, соответствующее включению какой-либо передачи). Это устройство состоит из двух шариков, пружины между ними и двух секторов 12 и 10. Под действием пружины шарики входят в пазы секторов и удерживают их от произвольного перемещения.

Рис. 92 Схема блокировки (обозначения — см. подпись к рис. 91)

Блокирующее устройство служит для предотвращения одновременного включения двух передач и состоит из двух замков — основного и дополнительного.
Основной замок действует следующим образом. Плавающий полый плунжер 8 перемещается в бобышке боковой крышки коробки передач между секторами 10 и 12. Длина плунжера и профиль секторов сделаны такими, что при включении какой-либо передачи второй сектор запирается плунжером в нейтральном положении. Для правильного действия замка зазор между плунжером и сектором при включении любой передачи должен быть не более 0,10 мм (рис. 92). Этот зазор при нейтральном положении обоих секторов достигает 1 мм, поэтому в нейтральном положении плунжер 8 не предохраняет от одновременного поворота обоих секторов на значительный угол. Для исключения возможности такого поворота секторов служит стержень 7, помещенный между шариками (дополнительный замок). Длина стержня 7 подобрана так, что при выходе одного из шариков из паза сектора стержень не дает возможности второму шарику выйти из паза своего сектора и последний удерживается на месте.

---

Устройство автомобиля: Автоматическая трансмиссия: История, устройство, применение

Пришедшая к нам из середины прошлого столетия автоматическая трансмиссия значительно потеснила на рынке  легковых автомобилей механическую коробку переключения передач и продолжает уверенно конкурировать с вариаторными и роботизированными трансмиссиями.

При этом высокую стоимость самого агрегата, сложность его обслуживания и повышенный расход топлива по сравнению с механическими КПП сбрасывать со счетов нельзя.  Действительно ли АКПП так хороши, или их успех – лишь следствие стремления водителей к комфорту и недоверия к собственной способности водить на «механике»?

Зачем нужна АКПП

Изначально простейшая АКПП была применена на автомобиле как устройство, освобождавшее автомобилиста от необходимости переключения передач вручную.  Механические коробки переключения передач в 50х годах зачастую не имели синхронизаторов, что требовало двойного выжима сцепления при переключении  —  на этом фоне даже первые двухступенчатые автоматы выглядели очень выгодно.

В данный момент трансмиссии с автоматическим переключением передач уже имеют более четко сформулированные преимущества:

• Гидротрансформаторная АКПП может переключать передачи, не разрывая потока мощности, что важно, например, на бездорожье
• Долговечность двигателя и агрегатов трансмиссии повышается за счет способности гидротрансформатора частично поглощать динамические нагрузки, а самой АКПП – снизить вероятность пользовательской ошибки.
• АКПП легче в освоении начинающим водителем, трансмиссия такого типа позволяет новичку не отвлекаться на переключение передач и сфокусироваться на дорожной ситуации
• АКПП облегчает трогание в сложных условиях – например, в горку

Но, возможно, главным преимуществом автоматической коробки передач перед механической как было, так и осталось отсутствие необходимости постоянно вмешиваться в работу трансмиссии.

История АКПП

Первым запатентовал прототип современной автоматической коробки передач канадский инженер Альфред  Мунро в 1921 году. Впрочем, так как работал Мунро с паровыми машинами, то и система его была использовала в качестве рабочего тела воздух и обладала крайне низким КПД.

Реально первыми разработчиками частично автоматизированной гидравлической КПП были бразильцы Хосе Арарипе и Фернандо Лемос.  Их патент, зарегистрированный в 1932 году, в скором времени был продан компании General Motors и в доработанном виде вышел на рынок как система Hydra-Matic, устанавливавшаяся в автомобили Oldsmobile с  1939 года. Именно в этой системе впервые были объединены все составляющие современной АКПП: гидротрансформатор, планетарный редуктор и гидравлический клапанный механизм управления.

Что примечательно, эта АКПП от General Motors ставилась на участвовавшие во второй мировой войне танки M24 Chaffee и  M5 Stuart, что позволило впоследствии не только доработать трансмиссии с учетом полученного опыта, но и рекламировать их как «проверенные в бою».

Принцип работы АКПП

Автоматическая трансмиссия по сути своей выстроена вокруг главного узла – планетарной передачи. Свойство планетарной передачи изменять передаточное число в зависимости от подтормаживания одного или нескольких её элементов позволяет, в отличие от традиционной МКПП, для всех ступеней «автомата» использовать один и тот же набор шестерней. Типичный планетарный редуктор состоит из следующих элементов:

• Солнечная шестерня – шестерня, установленная ровно в центре редуктора
• Эпицикл, или коронная шестерня – шестерня, зубцами направленная внутрь редуктора, располагается на периферии редуктора, часто с жестким закреплением на внутренней окружности корпуса редуктора.
• Сателлиты – шестерни (как правило – три), расположенные между эпициклом и солнечной шестерней. Закреплены сателлиты на водиле, на осях которого свободно вращаются.

К одному из этих элементов редуктора подводится крутящий момент, а ещё один элемент – подтормаживается. В зависимости от выбранной комбинации меняется и передаточное число редуктора. Если затормозить любые два элемента редуктора, то передача станет прямой (то есть передаточное число станет равно единице).
За остановку вращения каждого из указанных элементов отвечает набор тормозных лент с гидроприводами. 

Устройство АКПП

Хотя основным элементом автоматической коробки передач является именно планетарный редуктор, для использования в качестве трансмиссии он требует большого количества дополнительных систем, одной из которых является гидротрансформатор.

Гидротрансформатор в АКПП используется для передачи крутящего момента с двигателя на приводные валы с обеспечением возможности плавной синхронизации вращения валов, например, при трогании автомобиля с места. 

Для минимизации потерь в гидротрансформаторе с  1980х годов применяется автоматическая его блокировка на высоких скоростях вращения валов – то есть фактически передача крутящего момента от двигателя к элементам АКПП идёт не с помощью гидравлики, а напрямую через жесткую механическую сцепку внутри гидротрансформатора.

Кроме того, гидротрансформатор зачастую используется как  замена  сцеплению и на МКПП – так, на автобусах семейства ЛИАЗ-677 с обычной механической коробкой передач был спарен именно гидротрансформатор, что облегчало работу водителя, но увеличивало расход топлива и снижало крутящий момент на колесах за счет потерь на гидросистеме.  Аналогичную схему применяли автобусах с 1930х годов британцы из компании Self-Changing Gears Уолтера Уилсона и Джона Сидделея.

В данный момент такую частичную автоматизацию работы водителя можно наблюдать на многих видах строительной техники.

В некоторых устройствах, не требующих изменения крутящего момента в широком диапазоне – например, на вилочных погрузчиках и самоходных газонокосилках – гидротрансформатор используется как самостоятельная трансмиссия.

Через гидротрансформатор крутящий момент попадает на валы планетарных редукторов, принцип действия которых мы описали ранее. Сменой используемых входных и выходных валов редукторов (выбором планетарного ряда), а также подтормаживанием отдельных элементов редукторов  занимается система фрикционных муфт и тормозных лент.

Приводит в действие эти механизмы гидравлическая система, управляемая либо электронным способом, либо механической системой, получающей данные из центробежного датчика скорости вращения выходного вала АКПП и датчика нажатия на педаль газа.

Клапанный блок содержит сеть каналов сложной формы для тока трансмиссионной жидкости к золотникам клапанов. Циркуляция жидкости в коробке с целью обеспечения работы поршней гидравлической системы, смазки и охлаждения всей трансмиссии обеспечивается гидравлическим насосом АКПП.

Собственно, сама трансмиссионная жидкость для автоматических коробок передач является единственным расходником, применяемым в системе АКПП. Требования к ней радикально отличаются от требований к смазочной жидкости для традиционных коробок. В разное время для обеспечения необходимых физических свойств приходилось использовать в её производстве даже такие экзотические компоненты, как китовый жир, сейчас же производители перешли на полностью синтетические составы для всех АКПП.

Как пользоваться АКПП

На каждом селекторе (рычаге выбора режима работы АКПП) есть определенный набор символов, обозначающих режимы работы АКПП. Причем порядок положений селектора коробки-автомата не случаен: он строго регламентирован американским законодательством — а именно американцы являются законодателями мод в сфере автоматических коробок.

Типичный порядок режимов работы АКПП таков:

• Park («P») –режим «парковка». В этом положении выходной вал КПП блокируется специальной шпилькой для блокировки вращения ведущих колёс. Кстати, именно поэтому не рекомендуется оставлять автомобиль на стоянке, полагаясь только на эту блокировку и не задействовав ручной тормоз – повышенный износ шпильки и даже возможность её «закусывания» валом – вполне вероятна.
  Для задействования режима P автомобиль должен быть полностью остановлен.  Завести автомобиль (а часто и наоборот – извлечь ключ из замка зажигания), снабженный АКПП, можно только из этого или нейтрального положений АКПП.
  В ряде новых автомобилей вывести селектор из положения Р можно только нажав педаль ножного тормоза.
• Reverse («R») – «Реверс», «Задний ход». Положение селектора обеспечивает возможность движения задним ходом, также автоматически включает сигнальные огни заднего хода. Ни в коем случае нельзя включать задний ход в АКПП до полной остановки автомобиля – повреждения АКПП могут быть катастрофическими. Для исключения возможности такого включения на многих современных коробках установлены механические блокировки, и даже на тех рычагах АКПП, где из положения R на N или D можно переключиться без отжатия стопора рычага,  обратное действие будет невозможно до полной остановки и нажатия стопорной кнопки.
• Нейтраль («N») – нейтральная передача. Фактически, полностью разобщает коробку и двигатель, но буксировать автомобиль в этом положении или двигаться накатом всё же не рекомендуется – напомним, что гидравлический насос АКПП, осуществляющий функции циркуляции в том числе охлаждающей и смазочной жидкости внутри АКПП, работает от приводного вала от двигателя – а именно он и перестаёт вращаться в этом положении. При этом часть механизмов КПП вращается при буксировке, так как приводится в действие от колёс, что при отсутствии охлаждения с смазки приводит к перегреву и отказу.
• Drive («D») – Основное положение селектора, предназначенное для движения вперед. 
• Овердрайв («OD», или  «[D]» в квадратных скобках) —  положение, в котором обеспечивается автоматический переход на пониженную передачу при необходимости, например, ускорения при обгоне.
• Третья («3», «D3») – режим, в котором коробка передач ограничивается первыми тремя передачами из всего ассортимента имеющихся в наличии. Используется, например, для динамичной езды в городе или для торможения двигателем при спуске с горы. Иногда имеется в виду жесткое использование исключительно третьей передачи, а не диапазона из первых трех передач – тут следует всё же уточнить это в руководстве по эксплуатации к автомобилю. В современных авто при достижении опасных для двигателя высоких оборотов переключение на старшие передачи всё же происходит во избежание повреждений.
• Вторая передача («2», «D2» или «S») – то, же, что и прошлый режим, но для второй передачи. На некоторых моделях Форд, Киа и Хонда имеется в виду именно вторая передача. В таком случае данное положение селектора используется для трогания на льду и снегу.
• Первая («1», «D1» , «L» или «[Low]») – используется как пониженная передача для перемещения по нетвердым грунтам, буксировки и торможения двигателем при спуске с горы.

Помимо указанных режимов работы коробки-автомат используются иногда и предлагаемые производителями дополнительные режимы работы, призванные повысить удобство эксплуатации автомобиля в различных условиях.

• «D5» – используется в автомобилях Хонда и Акура для движения по автомагистралям с использованием первых пяти передач в шестиступенчатых коробках передач.
• «D4» – на тех же Хондах и Акурах используется для городского трафика в режиме.
• «S», «Sport» или «Power» — режим, в котором переключения на более высокие передачи происходит несколько позднее, чем в режиме «D», в результате чего машина приобретает более «спортивное» поведение при разгонах. Также этот режим эффективнее при торможении двигателем.
• «+/ −» или «M» – аналогично подрулевым переключателям позволяет вручную выбирать передачу в секвентальном режиме.
• Зима («W») или «Snow» – На ряде автомобилей Вольво, Мерседес-Бенц и Дженерал Моторз позволяет стартовать со второй передачи, снижая риск пробуксовки.
• Торможение («B») – на автомобилях Тойота используется для торможения двигателем. В гибридных автомобилях того же производителя приводит к  переводу штатного электродвигателя автомобиля в режим генератора. На практике это приводит к тому же эффекту, что и торможение двигателем.

На многих автомобилях помимо положений селектора есть и дополнительные органы управления – чаще всего это кнопки включения экономичного режима работы системы управления коробкой и двигателем. Иногда сам рычаг селектора выполняют в виде джойстика или вовсе – набора кнопок.

Преимущества и недостатки АКПП

К недостаткам АКПП традиционно относят стоимость, повышенный расход топлива и низкую – по сравнению с традиционной «ручной» коробкой передач – скорость разгона автомобиля.

Также ремонт автоматический КПП – дело затратное и требующее привлечения специалистов.

При использовании АКПП водитель фактически лишается возможности использования ряда приёмов управления автомобилем – будь то «раскачка» при увязании авто или управляемые заносы.

Нельзя и завести автомобиль с АКПП «с толкача», да и вообще — буксировать его не рекомендуется.

С другой стороны – гидротрансформаторная коробка  позволяет с меньшими нагрузками на двигатель самому кого-то буксировать.  Увлекаться, правда, не стоит – перегрев системы всё же возможен.

Но главный довод в пользу АКПП – это всё же сложность работы с «механикой» в городских пробках. «Автоматы» в двухэтажных британских автобусах появились именно как ответ на необходимость ежеминутных остановок, что уж говорить о современной дорожной ситуации, где в пробках сцеплением приходится работать едва ли не каждый метр.

Повышение количества ступеней в АКПП, усложнение управляющих программ  всё больше и больше приближает «автоматы» к традиционным механическим коробкам в области динамики разгона и расхода топлива. 

Неисправности АКПП и их невысокая ремонтопригодность в условиях гаражей – не проблема на фоне роста количества сертифицированных точек обслуживания, расширенных гарантийных условий и всё повышающейся надёжности агрегатов.

Да и гидротрансформатор, берегущий двигатель от динамических нагрузок, только увеличивает ресурс автомобиля в целом.

Налицо – только плюсы коробки-автомат для обычного потребителя. Более того, с появления в 1939 году первых коммерчески успешных АКПП мы наблюдаем вытеснение механической КПП на легковых автомобилях в область нишевых продуктов, интересных ограниченному кругу лиц.

На данный момент сложно однозначно говорить о том, победила ли автоматическая коробка переключения передач традиционную «механику» или нет. В США есть однозначный ответ на этот вопрос – по разным исследованиям только 3,8%  проданных там в 2012 году новых автомобилей имели МКПП.

В Европе и России отношение автомобилистов к автоматической коробке передач также начало меняться: даже с учетом традиций автомобильной культуры и более высокой стоимости автоматических коробок передач, продажи «механики» уже в 2012 году упали ниже психологического рубежа в 50%, а многие производители и вовсе перестали предлагать свои автомобили в комплекте с механической коробкой передач.

Так что можно бесконечно рассуждать о плюсах или минусах трансмиссий автоматического типа, но факт есть факт: не за горами то время, когда и к нам придут американские реалии, где «ручка» по факту стала отличным противоугонным средством.

Автор

Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru

Издание

MotorPage.Ru

Коробка передач DSG: устройство, принцип работы, достоинства и недостатки

Есть у преселективных роботизированных КП некоторые особенности, обусловленные их конструкцией, которые некоторые пользователи записывают в недостатки, а другие не считают минусом и призывают относится к ним философски. Во-первых, на уклоне автомобиль с DSG откатывается назад, стоит водителю снять ногу с педали тормоза. Этот момент поначалу может слегка нервировать и напрягать. Во-вторых, как минимум некоторые фольксвагеновские DSG старались как можно быстрее включить более высокую ступень для достижения максимально высокой топливной экономичности, даже, если водитель того не желает. «Взбодрить» агрегат можно, включив спортивный режим, который заставляет его задерживаться на каждой передаче, раскручивать двигатель и обеспечивать желаемый уровень динамики.

Как правильно пользоваться DSG

Срок службы преселективной роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями зависит от стиля езды и грамотности эксплуатации. Следует учитывать ее устройство и принцип работы. Эксперты рекомендуют бережно относиться к агрегатам с «сухими» сцеплениями, особенно чувствительным к агрессивному стилю вождения с резкими стартами, а также пробуксовкам и предостерегают от чип-тюнинга и других доработок, повышающих крутящий момент двигателя до критических значений. Кроме того, в городском режиме предпочтительно переключать передачи в ручном режиме, поскольку коробка быстро переходит с первой на вторую ступень и обычно стремиться включать высокие передачи – таким образом, постоянная дерготня снижает ресурс агрегата.

А еще при переключении режимов рекомендуется сильнее нажимать на педаль тормоза, чтобы диски сцепления были полностью разомкнутыми.

Неисправности коробки передач DSG

Говоря о проблемах агрегатов данного типа особо следует сказать о семиступенчатой фольксвагеновской DQ200 с «сухими» сцеплениями, в особенности прославившейся рядом неисправностей и породившей в народе настоящую DSG-фобию.

Что такое коробка передач?

Обновлено 2020 г. ⚙️ Когда дело доходит до компонентов зубчатой ​​передачи, все может быстро запутаться. Производители шестерен, а также инженеры и дизайнеры используют множество терминов, чтобы говорить о том, что иногда по сути является одним и тем же. Термин «коробка передач» — один из тех терминов, которые часто используются взаимозаменяемо с редуктором или зубчатым редуктором… хотя иногда они относятся к немного различающимся физическим расположениям зубчатых колес.

Самое основное определение коробки передач — это замкнутая зубчатая передача или механический блок или компонент, состоящий из ряда интегрированных шестерен внутри корпуса.Собственно, само название определяет, что это такое — коробка с шестернями. В самом общем смысле коробка передач функционирует как любая система передач; он изменяет крутящий момент и скорость между приводным устройством, таким как двигатель, и нагрузкой.

Типичный редуктор, показанный здесь, представляет собой угловой редуктор с фланцевым креплением от Neugart USA.

Этот планетарный редуктор GPX UP диаметром 22 мм был разработан для применения в аэрокосмической отрасли. Обратите внимание, как планетарные шестерни вращаются на игольчатых подшипниках, а не на подшипниках скольжения. Изображение любезно предоставлено maxon

. Шестерни внутри коробки передач могут быть любого из множества типов, от конических зубчатых колес и спирально-конических зубчатых колес до червячных передач и других, например планетарных шестерен.Шестерни установлены на валах, которые поддерживаются подшипниками качения и вращаются через них. Коробка передач — это механический метод передачи энергии от одного устройства к другому, который используется для увеличения крутящего момента при снижении скорости.

Apex Dynamics USA предлагает прецизионные планетарные редукторы AFX. Редукторы

используются во многих приложениях, включая станки, промышленное оборудование, конвейеры и практически любое приложение для передачи мощности вращательного движения, которое требует изменения требований к крутящему моменту и скорости.

Этот ступичный привод от ABM Drives оснащен колесом с шиной, двигателем переменного тока, коробкой передач и тормозом.

Итак, ясно — редуктор — это всегда полностью интегрированный механический компонент, состоящий из ряда сопряженных шестерен, содержащихся в корпусе с валами и подшипниками (для поддержки и компенсации нагрузок), и во многих случаях фланца для крепления двигателя. Большая часть индустрии движения не делает различий между терминами «редуктор» и «редуктор». Но в некоторых случаях термин коробка передач конкретно относится к закрытой передаче, как описано выше, в то время как более общий термин редуктор относится к узлам, иначе открытым зубчатым колесам, которые устанавливаются внутри некоторой существующей рамы машины.Последние предназначены для компактных мобильных устройств или мобильных устройств с батарейным питанием, что требует особенно тесной интеграции и исключения дополнительных компонентов. Здесь ряд параллельных пластин может поддерживать валы зубчатой ​​передачи (и их подшипники) и позволять привинчивать их к поверхности двигателя.

Редукторы Bonfiglioli TQK предназначены для реверсирования и позиционирования.

Хотя это и выходит за рамки этого FAQ, другие открытые зубчатые передачи просто устанавливаются на выход электродвигателя и работают в условиях окружающей среды.Некоторые такие открытые зубчатые передачи являются самосмазывающимися — изготовлены из полиамидов со стабильными размерами или аналогичных материалов, разработанных с учетом строгих требований к чистоте, вибрации, весу и стоимости. Ознакомьтесь с этими статьями для получения дополнительной информации по этой теме…

Как определить размер и выбрать коробку передач: Руководство инженера по движению
Что такое шестерни передачи мощности?

Руководство по выбору редукторов и редукторов

: типы, характеристики, применение

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

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

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

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

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

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

Компоненты

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

Материалы

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

Покупка коробки передач

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

Покупатель может рассмотреть:

Кредит стола: Gears Hub

Типы

Доступны несколько различных типов и комбинаций редукторов и редукторов.

Зубчатые передачи

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

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

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

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

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

Червячные передачи — это цилиндрические шестерни со спиральной резьбой, которые приводят в движение сопряженные червячные колеса в системах с высокими редукторами. Они работают по непересекающимся перпендикулярным осям.

Дополнительные устройства

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

.

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

Центровка вала

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

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

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

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

Технические характеристики

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

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

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

Входная мощность — это номинальная входная мощность редуктора в лошадиных силах, которая представляет собой максимальный размер первичного двигателя, на который редуктор рассчитан.

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

Характеристики

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

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

Приложения

Редукторы

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

ресурсов

Wisegeek

Агроинженеры

Изображение предоставлено:

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

Чтение отзывов пользователей о коробках передач и редукторах

Внутри коробки передач — Как работают стиральные машины

Коробка передач — одна из самых крутых частей стиральной машины. Если повернуть шкив коробки передач в одну сторону, внутренний вал будет медленно вращаться вперед и назад, меняя направление примерно каждые полоборота.Если повернуть шкив в другую сторону, фланец будет вращаться с высокой скоростью, вращая вместе с ним всю ванну.

Здесь вы можете увидеть шестерню с прикрепленным к ней звеном . Это звено похоже на то, которое прикреплено к старому колесу паровоза — когда шестерня (вместе со звеном) вращается, она толкает другой кусок шестерни в форме пирога вперед и назад. Эта шестерня в форме пирога входит в зацепление с маленькой шестерней на внутреннем валу, которая ведет к шлицу . Помимо вращения внутреннего вала в чередующихся направлениях, в системе есть другие шестерни, которые обеспечивают понижающую передачу для замедления вращения.Поскольку двигатель вращается только с одной скоростью, скоростью цикла отжима, необходимо понижать передачу, чтобы облегчить более медленный цикл стирки.

Когда стиральная машина переходит в цикл отжима, весь механизм блокируется, в результате чего все вращается с той же скоростью, что и вход, который подключен к двигателю. Здесь интересно то, что когда мотор вращает коробку передач в одном направлении, мешалка работает, а когда она вращает в другую сторону, вся машина блокируется. Как оно работает?

На рисунке выше обратите внимание на шестерню с угловыми зубьями .Также на переднем плане за большой шестерней находится меньшая шестерня с наклонными зубьями. Это единственные две шестерни с угловыми зубьями. В зависимости от того, как вращаются шестерни, угол между зубьями будет иметь тенденцию заставлять внутреннюю шестерню скользить либо влево, либо вправо внутри коробки передач. Если он сдвигается влево, он включает механизм, который блокирует коробку передач.

Вы можете увидеть небольшую выемку на внешнем валу. Эта выемка полая и прикреплена к валу с помощью небольшой косозубой шестерни.Когда маленькая шестерня движется, она перемещает этот внешний вал вместе с собой, и небольшая выемка входит в зацепление с единственным зубом , который прикреплен к механизму блокировки. Когда редуктор заблокирован, внутренний вал, приводящий в движение мешалку, и внешний вал, приводящий в движение бак, вращаются с той же скоростью, что и входной шкив.

Как проверить коробку передач

Хотя всесторонняя проверка редуктора на месте желательна во многих ситуациях, могут существовать ограничения, ограничивающие объем проверки, такие как стоимость, время, доступность и квалифицированный персонал.

Стоимость и время простоя могут восприниматься руководством как непомерно высокие, но выявление проблемы на самых ранних стадиях может сэкономить время и деньги в долгосрочной перспективе. Хотя проведение всесторонней проверки может показаться слишком сложным, простой визуальный осмотр пятен контакта зубчатых колес через смотровое отверстие может предотвратить будущие катастрофические отказы. Если внутренний опыт проверки недоступен, можно нанять эксперта для проведения проверки и обучения персонала.

Преодоление ограничений для проведения проверки может помочь продлить срок службы коробки передач и избежать катастрофических отказов.Это может сэкономить время, деньги, травмы персонала и повреждение соседнего оборудования.

В этой статье описывается оборудование и методы, необходимые для проверки коробки передач на месте.

Подготовка

Перед началом проверки подготовьте форму проверки для документирования ваших наблюдений. Он должен быть разработан для вашего конкретного приложения. Далее собираем необходимое оборудование.

Хорошая уборка важна

Есть несколько источников загрязнения коробки передач, в том числе встроенные, внутренние, попавшие внутрь и добавленные во время технического обслуживания.Многие редукторы работают в грязной среде. Поэтому во время проверок следует использовать надлежащие методы ведения домашнего хозяйства. Перед открытием зоны вокруг смотровых отверстий и других отверстий необходимо очистить их.

Инспекторы должны позаботиться о том, чтобы ничего не уронить в коробку передач. Карманы рубашки должны быть пустыми, а инструменты должны храниться в поясе для инструментов. Порты никогда не должны оставаться открытыми во время перерывов и должны быть закрыты и закреплены после завершения проверки.

Обходной визуальный осмотр

Перед открытием смотрового люка коробки передач необходимо провести тщательный внешний осмотр.Используйте форму проверки, чтобы записать важные данные, которые в противном случае были бы потеряны после завершения очистки. Например, перед очисткой корпуса редуктора снаружи проверьте его на наличие признаков перегрева, коррозии, загрязнения, утечек масла и повреждений.

Измерьте момент затяжки конструкционных креплений, которые несут значительные нагрузки, например болтов моментного рычага. Ищите признаки движения, включая потрескавшуюся краску или фреттинг-коррозию на стыках конструкций. Обратите внимание на состояние креплений и осмотрите несущие поверхности компонентов на предмет фреттинг-коррозии или других признаков движения.

Обнаружение перегрева

Следующие признаки перегрева:

• Дым от валов, уплотнений или сапунов
  
• Обесцвеченная или пригоревшая краска на корпусах
  
• Вода, разбрызгиваемая на корпус или валы, быстро испаряется, закипает или трескается
  
• Температурные краски на неокрашенных поверхностях
  
• Компоненты из расплавленного пластика, такие как транспортировочные заглушки
  
• Низкий уровень масла в смотровом стекле или на щупе
  
• Темное масло в смотровом стекле или на щупе
  
• Пена в смотровом стекле
  
• Вода в смотровом стекле или осадок на фильтрующем элементе (может указывать на неисправность маслоохладителя)
  
• Металлическая стружка на магнитных пробках, детекторах стружки или фильтрах (может указывать на отказ шестерни или подшипника, вызванный перегревом)
  

Чтобы помочь вам обнаружить перегрев, используйте этот контрольный список.

• Осмотрите внешний вид коробки передач на предмет признаков перегрева.

• Регистрируйте температуру с термометров редуктора, термопар или резистивных датчиков температуры (RTD).

• Измерьте температуру масляного картера.

• В системах с питанием под давлением с маслоохладителем измерьте температуру на входе и выходе масла из коробки передач, а также на входе и выходе охлаждающей воды.

• Оцените температуру корпуса и вала коробки передач с помощью распылителя воды.

• Измерьте температуру корпуса редуктора, прикоснувшись к нему ладонью и используя термочувствительную краску, цветные карандаши и этикетки или датчик цифрового термометра.

• Проверьте температуру корпуса коробки передач с помощью инфракрасного термометра или инфракрасной камеры.

• Проведите анализ трансмиссионного масла на предмет окисления или термического разложения с помощью локальных и лабораторных тестов.

• Анализируйте трансмиссионное масло с помощью счетчиков частиц, спектрометрического анализа и феррографии для обнаружения частиц износа.

• Осмотрите внутренние компоненты коробки передач через смотровые отверстия на предмет признаков перегрева, перекоса, недостаточного люфта, недостаточного люфта подшипника или окисления масла.

• Измерьте уровень шума и вибрации коробки передач и сравните их с допустимыми пределами.

Осмотрите сапун

.

Сапун следует располагать в чистом, не находящемся под давлением месте, вдали от загрязняющих веществ. Он должен включать фильтр и осушитель для предотвращения попадания пыли и воды. Также убедитесь, что сапун защищен от попадания воды во время промывки.

Проверить уплотнение вала

Ищите утечки масла через уплотнения вала.Если есть признаки утечки масла, вероятно, через уплотнения попадает пыль и вода. Если редуктор имеет лабиринтные уплотнения, он должен иметь внешние уплотнения, такие как V-образные кольца, для предотвращения попадания загрязняющих веществ.

Рис. 1. Трещины на краске на моментном рычаге
интерфейс указывает движение
(а). Направление трещин 45 градусов
(b) предлагает компонент на
вправо сдвинута вниз относительно
компонент слева.

Осмотрите структурные интерфейсы

На рисунке 1 показана потрескавшаяся краска на границе раздела, что указывает на движение. Направление трещин под углом 45 градусов предполагает, что компонент справа сместился вниз относительно компонента слева.

Осмотр через контрольные порты

Осмотрите крышку смотрового окна и определите, все ли болты затянуты и крышка плотно закрыта, и есть ли утечка масла.Только квалифицированный персонал должен иметь право открывать смотровые люки. В некоторых случаях необходимо заблокировать порты замками для обеспечения безопасности.

Очистите крышку смотрового окна и прилегающую зону. Снимите крышку, стараясь не загрязнить внутреннюю часть коробки передач. Подсчитайте болты и храните их в отдельном контейнере, чтобы они не упали в коробку передач. Следите за состоянием шестерен, валов и подшипников.

Если шестерни или подшипники повреждены, но все еще работают, руководство может принять решение продолжить работу и отслеживать прогрессирование повреждений.В этом случае за зубчатой ​​передачей следует постоянно следить. Вы также должны убедиться, что нет никаких рисков для жизни человека.

В критических случаях осмотрите шестерни с помощью магнитопорошкового контроля, чтобы убедиться в отсутствии трещин, препятствующих безопасной и продолжительной работе. Если трещин нет, следует периодически проводить визуальный осмотр и измерять температуру, звук и вибрацию.

Соберите образцы смазки для анализа, проверьте масляный фильтр на предмет износа и загрязнений, а также проверьте магнитные пробки на предмет износа.

Лучшее место для отбора пробы масла из коробки передач — как можно ближе к коробке передач. Использование порта для образца minimess с удлинителем трубки позволит вам установить порт для образца в слив и манипулировать трубкой так, чтобы она оканчивалась именно там, где вы хотите.

Практическое правило при установке удлинителей трубки порта отбора пробы заключается в том, чтобы держать конец трубки на расстоянии не менее 2 дюймов от любой статической или динамической поверхности.

Вам необходимо будет промыть всю комбинацию удлинителя пробирки, порта minimess для пробы, адаптера порта пробоотборника и пробирки перед взятием пробы на анализ.Перед взятием пробы на анализ промойте все компоненты по крайней мере в 10 раз больше. Обычно это дает 3 или 4 унции жидкости для порта для пробы с удлинением трубки 12 дюймов.

Чтобы предотвратить дальнейшее повреждение шестерен и подшипников из-за износа, замените фильтрующий элемент, а затем слейте, промойте и снова заполните резервуар новой смазкой. Продолжайте контролировать свойства смазочного материала во время работы и при необходимости повторяйте техническое обслуживание.

Если обнаружены трещины или повреждения достаточно серьезны, чтобы потребовать снятия коробки передач, измерьте люфт муфты вала и центровку перед снятием коробки передач.Обратите внимание на состояние и момент ослабления крепежных деталей, включая соединительные и монтажные болты.

Чтобы проверить возможное скручивание корпуса редуктора, установите циферблатный индикатор в каждом углу редуктора, а затем измерьте перемещение монтажных ножек по мере ослабления болтов. Если скручивания нет, каждый индикатор будет фиксировать одно и то же вертикальное движение. Если есть скручивание, рассчитайте скручивание по относительным движениям.

Если явных повреждений не обнаружено, задокументируйте состояние шестерен и подшипников с помощью фотографий, эскизов и письменных описаний.Кроме того, запишите схемы контакта зубьев шестерни для использования в будущем (см. Раздел «Запись схем контакта зубьев шестерни»).

Измерьте люфт шестерни и осевой люфт вала

Измерьте люфт шестерни, установив циферблатный индикатор так, чтобы он был похож на профиль зуба шестерни, заблокируйте шестерню, чтобы предотвратить ее вращение, и раскачивайте шестерню через зазор.

Чтобы измерить осевой люфт вала, установите циферблатный индикатор на конце вала и переместите вал в осевом направлении.В большинстве случаев для этого требуется приспособление с шарикоподшипником на центральном валу, которое позволяет толкать и тянуть вал, пока он вращается для посадки роликов подшипника.

Это приспособление используется для измерения осевого люфта вала.

Выравнивание зубчатого зацепления

Шестерни обладают максимальной грузоподъемностью, когда валы шестерен идеально выровнены, а передаваемая нагрузка равномерно распределяется по всей активной ширине торца. К сожалению, многие факторы, такие как проблемы конструкции, точность изготовления, прогибы, тепловые искажения и внешние эффекты, могут в совокупности вызвать смещение зубчатого зацепления.В результате шестерни смещены и распределение нагрузки не равномерное.

Схемы контакта зубьев шестерни

Важно проверить рисунки контакта зубьев шестерни, так как они могут выявить несоосность зубчатого зацепления. Осмотр должен проводиться при вводе коробки передач в эксплуатацию, чтобы выявить несоосность до того, как она приведет к повреждению. Проверки следует регулярно повторять, чтобы определить любые изменения в схемах контактов, вызванные такими проблемами, как отказ подшипников.

Что искать

Следите за сильным контактом на краях зоны контакта, особенно на каждом конце шестерни и поверхности шестерни, на концах зубьев и вдоль корней зубьев в начале активного профиля (SAP). Определите, есть ли ступени износа на концах зуба, вершинах или SAP. Шестерня часто шире, чем шестерня, и если есть перекос, ступень износа скорее всего будет на любом конце шестерни. Сильное смещение обычно вызывает макропиттинг.

Серьезное рассогласование может вызвать
макропитание на косозубых шестернях.

Запись рисунков контакта зубьев шестерни

Если есть признаки перекоса шестерни, такие как макропитание, сконцентрированное на концах зубьев, но нет сломанных зубьев или других неисправностей, которые препятствовали бы вращению шестерен, запишите схемы контакта зубьев шестерни. То, как зубья шестерни соприкасаются, показывает, как они выровнены. Образцы контакта зубов могут быть записаны в условиях нагрузки или разгрузки.Шаблоны без нагрузки не так надежны, как загруженные шаблоны для обнаружения несоосности, потому что маркировочный компаунд является относительно толстым. Кроме того, тесты без нагрузки не включают смещения, вызванные нагрузкой, скоростью или температурой. Поэтому, если возможно, выполняйте любые тесты без нагрузки с тестами под нагрузкой.

Запись рисунков контактов холостого хода

Для испытаний без нагрузки тщательно очистите и покрасьте зубья одной шестерни мягким маркировочным составом, а затем прокрутите зубья через сетку, чтобы смесь перешла на неокрашенную шестерню.Проверните шестерню вручную, прикладывая небольшую нагрузку к валу шестерни рукой или тормозом. Используйте прозрачную ленту, чтобы поднять перенесенные узоры с шестерни и закрепите ленту на белой бумаге, чтобы сформировать постоянную запись.

Смазка для маркировки зубов PT-650 от Products / Techniques Inc. работает лучше всего. Скотч № 845 Book Tape (шириной 2 дюйма) предпочтителен для снятия рисунков контактов.

На рисунке 2 показаны контактные ленты, которые указывают на то, что рисунок контакта перемещается от центра в некоторых секторах зубчатого колеса к смещению к левому концу ширины лица в других секторах.Этот тип несоосности вызван биением шестерни. Исправить это можно только заменой шестерни на более точную.

На этом изображении показан рисунок контакта без нагрузки, перенесенный на неокрашенную шестерню.

На этой фотографии виден другой участок неокрашенной шестерни.

Рис. 2. Документирование схем контакта без нагрузки.

Запись загруженных схем контактов

Для тестов с нагрузкой тщательно очистите зубы растворителем и ацетоном.Покрасьте несколько зубьев на одной или обеих шестернях тонким слоем лака для макетирования слесаря ​​(DYKEM). Дайте шестерням поработать под нагрузкой на время, достаточное для стирания лака и установления пятна контакта. Сфотографируйте выкройки, чтобы получить постоянную запись.

Если возможно, запишите схемы нагруженных контактов при нескольких нагрузках, например 25, 50, 75 и 100 процентов от полной нагрузки. Проверяйте шаблоны примерно через час работы при каждой загрузке, чтобы следить за тем, как шаблоны меняются с нагрузкой. В идеале шаблоны не должны изменяться в зависимости от нагрузки.Оптимальные формы контакта покрывают почти 100 процентов активной поверхности зубьев шестерни при полной нагрузке, за исключением крайних участков вдоль вершин, корней и концов зубьев, где контакт должен быть более легким, о чем свидетельствуют следы лака.

Осмотр редуктора на месте можно рассматривать как профилактическое обслуживание. Проблемы, обнаруженные на ранней стадии и устраненные, могут предотвратить катастрофические, дорогостоящие и опасные сбои в будущем.

Этот образец был записан при 50-процентной нагрузке.

Этот образец был записан при 100-процентной нагрузке.

Об авторе
Об авторе

Второй взгляд на КПД коробки передач

Автор: Фриц Фаульхабер
Президент по инжинирингу
MicroMo
Клируотер, Флорида.

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 характеристики КПД коробки передач, указанные в каталогах продукции, ненадежными. В каталогах обычно приводится только один рейтинг эффективности, который не совсем точен. Эффективность зависит от ряда факторов, особенно от нагрузки коробки передач. Большинство производителей не указывают допуски по КПД или разницу в КПД между коробкой передач с большой нагрузкой и коробкой передач, работающей при нормальных нагрузках.

Входная электрическая мощность коробки передач (произведение напряжения и тока двигателя), умноженная на коэффициент полезного действия двигателя, представляет собой мощность, потребляемую коробкой 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, в результате которого выделяется тепло. В миниатюрных редукторах нагрев не представляет большой проблемы, поскольку потери мощности и абсолютное количество потребляемой мощности относительно малы.Однако в больших коробках передач используются маслоохладители и насосы для компенсации неэффективности коробки передач.

Таким образом, КПД коробки передач зависит от трения. Это, в свою очередь, зависит от качества передачи, количества зацеплений зубьев (сколько раз одно колесо приводит в движение другое) и крутящего момента нагрузки (сколько «момента» должна передавать коробка передач).

Большинство производителей указывают предполагаемую рабочую точку коробки передач. КПД коробки передач цилиндрической коробки передач диаметром 16 мм варьируется от 87% при передаточном числе 6.От 3: 1 до примерно 40% при соотношении 10 683: 1. Основное правило, которое используют конструкторы для цилиндрических зубчатых колес, — это потеря 10% за одно зацепление. Одно зубчатое колесо, контактирующее с другим, определяется как зацепление, и потеря в этом зацеплении составляет приблизительно 10%.

Общее правило: чем меньше нагрузка и чем выше передаточное число, тем меньше вероятность того, что редуктор действительно достигнет эффективности, указанной производителем. Небольшая нагрузка и высокие передаточные числа приводят к снижению КПД коробки передач. Но с большой нагрузкой и высокими передаточными числами коробка передач приблизится к своей теоретической эффективности.

Общий КПД системы зависит от КПД двигателя и коробки передач вместе. Если каждый КПД двигателя и редуктора составляет 50%, два КПД умножаются, чтобы получить КПД системы (0,5 x 0,5 или 0,25, или КПД системы 25%).

При низких передаточных числах двигатели нагружены сильнее, чем редукторы. Низкое передаточное число позволяет двигателю «видеть» больше нагрузки, чем при высоком передаточном числе. Например, максимальный КПД коробки передач 22: 1 составляет около 76%, а максимальный КПД двигателя — около 80%.Однако это не происходит одновременно. Когда двигатель достигает максимального КПД, КПД коробки передач приближается к 63% вместо 74%. Следовательно, когда двигатель работает с максимальной эффективностью, редуктор не работает — на низких передаточных числах.

Это критическая проблема. Предположение, что КПД коробки передач постоянный, приводит к неверным расчетам. В этом случае разница в эффективности в 10% может иметь большое значение для общей эффективности системы. При более высоких передаточных числах коробки передач КПД двигателя и коробки передач подчиняется аналогичным кривым, потому что в этой точке коробка передач воспринимает большую нагрузку, чем двигатель.Это приводит к максимальному КПД как коробки передач, так и двигателя.

Переменные скорости двигателя представляют собой еще один набор переменных в общем уравнении. Тем не менее, примерно от 150: 1 до 200: 1 КПД коробки передач и двигателя достигает пика одновременно. Чтобы использовать наименьшее количество энергии, важно точно согласовать двигатель, коробку передач и нагрузку, чтобы получить максимальную эффективность системы.

История применения

| Специальная коробка передач приводит в действие интеллектуальное подъемное устройство

Цели проекта:

После успешного начального сотрудничества Gorbel Inc.бросили вызов GAM Gear разработать
коробка передач для новой линейки интеллектуальных подъемных устройств (ILD) G-Force, которая могла бы поместиться в ограниченном пространстве
ограничения, обеспечивают необходимый крутящий момент в трех вариантах мощности, чтобы выдерживать нагрузки до 660 фунтов. и
стоят меньше, чем компоненты, которые они использовали в прошлом.
Проект совместной разработки двух компаний, который начался с сокращения затрат
По словам Джеффа МакНила, директора по маркетингу Gorbel, в конечном итоге эта инициатива имела два основных фактора.
«Мы хотели удвоить нашу максимальную грузоподъемность с 330 фунтов. до 660 фунтов. и мы хотели использовать
стандартизированные компоненты для всех трех мощностей ».

Процесс совместной разработки:

Запатентованная компанией Gorbel технология G-Force из Нью-Йорка обеспечивает более точную и управляемую. действия, чем традиционные подъемники, но будучи более отзывчивыми, чем воздушные балансиры.Тали стандартные
есть кулон с кнопками вверх и вниз. Устройства G-Force определяют движение и скорость руки
и автоматически реагируют соответственно. Можно запрограммировать другие функции, такие как «виртуальные пределы».
в подъемные устройства с помощью специального программного обеспечения для интеграции с конкретным клиентом
заявление.
GAM был введен в начале редизайна и, тесно сотрудничая с продуктом Горбеля
Инженеры-разработчики разработали специальную коробку передач исключительно для использования в ILD G-Force.Оба
вращающиеся и сопрягаемые компоненты были рассмотрены с целью устранения всего, что было
функционально ненужный ..

Успешных результатов:

В окончательной конструкции коробка передач обеспечивает требуемый крутящий момент на подъемник за счет вращения
корпус, который действует как мощный ведомый шкив.«Компоненты GAM позволили нам достичь
наша цель — удвоить производительность при использовании стандартизированных компонентов по всей линии », — Макнил
состояния. Функционально, добавляет Макнил, устройства G-Force обеспечивают быстрое и точное сервоуправление
подъем без замены клапана. С легкими рабочими местами продукт конкурирует с ручным
подъемник, и рабочие не будут использовать его, если он их замедлит. На более высокие мощности — двигатели в сборе,
например — подъемники G-Force могут потребоваться для подъема от 400 до 500 фунтов.кусочки вместе очень
точно. «Вы не рискуете повредить дорогие детали или нанести серьезную травму оператору
. рука, — замечает Макнил.

Загрузить историю применения нестандартной коробки передач

компаний по ремонту коробок передач | Услуги по ремонту коробок передач

Ремонт коробок передач — Американская компания по ремонту и восстановлению станков

Коробки передач, часто называемые зубчатыми передачами, являются распространенным типом редукторов скорости и имеют решающее значение для ряда применений.В результате услуги по ремонту коробок передач часто требуются в самых разных отраслях промышленности, включая: автомобилестроение, в котором коробки передач используются во многих типах транспортных средств для передачи энергии; промышленное производство для использования в оборудовании автоматизации, таком как конвейеры, компрессоры и насосы; морской, чтобы уменьшить и, таким образом, контролировать скорость судоходных судов с двигателем; аэрокосмическая промышленность, для использования в регулировании скорости двигателей летательных аппаратов, таких как вертолеты и военные самолеты; и нефть, чтобы использоваться в различных типах нефтяных и газовых насосов.

Услуги по ремонту коробок передач также необходимы для таких отраслей, как полиграфия, текстильная промышленность, производство продуктов питания и напитков, строительство, горнодобывающая промышленность и производство электроэнергии.

Ремонт коробок передач — Американская компания по ремонту и восстановлению станков

Сервисные компании по ремонту коробок передач позволяют редукторам иметь увеличенный срок службы, а также повышенную эффективность. Редукторы могут включать в себя набор из множества различных типов шестерен, наиболее распространенными из которых в установках промышленного типа являются цилиндрические шестерни, косозубые шестерни, планетарные шестерни, косые шестерни, реечные и ведущие шестерни, червячные шестерни и конические шестерни.Кроме того, многие сервисные компании по ремонту коробок передач также предоставляют услуги по ремонту звездочек и шлицев, которые очень тесно связаны с шестернями.

Некоторые типичные проблемы, которые приводят к необходимости ремонта коробки передач, включают утечку трансмиссионной жидкости, проскальзывание шестерен (наиболее часто встречается в автомобильной промышленности), перегрев и помпаж трансмиссии. Чтобы решить многие из этих проблем и вернуть редукторы к стандартам качества, достигнутым при их первоначальном производстве, сервисные компании по ремонту редукторов предлагают широкий спектр возможностей, включая анализ напряжений, очистку, восстановление, покраску, сборку и демонтаж.