Планетарная коробка передач подробно — Энциклопедия журнала «За рулем»
Планетарная механическая коробка передач (МКП) — разновидность коробки передач, в которой используются планетарные механизмы. Была распространена в начале ХХ столетия (автомобиль Ford T), в наше время получила достаточно широкое распространение в гусеничной технике — военной и гражданской, а также на велосипедах и в автомобилях с гибридной трансмиссией.
Устройство и принцип работы
В планетарной МКП используется система шестерен-сателлитов, вращающихся вокруг центральной солнечной шестерни. Чаще всего сателлиты размещены внутри большой коронной шестерни (эпицикла), с которой находятся в постоянном зацеплении. В свою очередь сателлиты закреплены на водиле.
Изменение передаточного отношения планетарной МКП зависит от того, какой из трех основных элементов — солнечная шестерня, сателлиты с водилом и коронная шестерня — закреплен неподвижно, на какой подается крутящий момент и с какого элемента снимается трансмиссией. В любом случае один из трех основных элементов планетарной коробки (а сателлиты рассматриваются как одно целое с водилом) будет неподвижен, два других будут вращаться. Для остановки и блокировки одного из элементов КП используется система ленточных тормозов и блокировочных муфт. Но есть планетарные механизмы, в которых тормоза и муфты отсутствуют — речь идет о дифференциалах, которые тоже относятся к планетарным механизмам, построенным с применением конических шестерен.
Понижающая передача. Первый вариант. Если остановить эпицикл, крутящий момент от двигателя подавать на вал солнечной шестерни, а снимать крутящий момент с водила, то в результате частота вращения вала водила будет меньше, чем частота вращения солнечной шестерни.
Второй вариант. Если подать вращающий момент вала двигателя на эпицикл, заблокировать солнечную шестерню, а крутящий момент снимать с водила, получится тот же эффект (но с передаточным числом близким к единице).
Повышающая передача. Первый вариант. Эпицикл заблокирован, крутящий момент подается на водило с сателлитами, а снимается с центральной солнечной шестерни. В результате КП работает в качестве повышающего редуктора.
Второй вариант. Солнечная шестерня блокирована, крутящий момент подается на водило, снимается с большой коронной шестерни. Эффект получается такой же, КП работает в режиме повышающей передачи.
Задний ход. Первый вариант. Крутящий момент подается на солнечную шестерню, снимается с эпицикла, водило закреплено неподвижно. С этом случае КП работает в качестве редуктора с отрицательным передаточным отношением, то есть включен режим реверса крутящего момента.
Второй вариант. Крутящий момент подается на эпицикл, снимается с вала солнечной шестерни, водило, опять же, закреплено неподвижно. КП работает в реверсивном режиме с отрицательным передаточным отношением.
Применение планетарных МКП
В 30-е и последующие годы МКП была вытеснена полуавтоматическими и автоматическими планетарными КП. В полуавтоматах вместо сцепления использовались гидромуфты, в автоматах — гидротрансформаторы.
Планетарный редуктор
Сегодня планетарные МКП широко используются в гусеничной технике, в том числе и военной — в танках, тягачах, транспортерах. В авиационных турбинах, в металлорежущих станках — в качестве редукторов.
Очень популярны планетарные механический коробки передач, встроенные в заднюю втулку велосипедного колеса. Эти коробки легки, долговечны, эффективны и просты в эксплуатации, поскольку не требуют какого-либо обслуживания. В то же время они повышают стоимость велосипедов и не применяются в спортивных моделях — из-за большой массы (порядка 1,5-2 кг) и меньшей ремонтопригодности по сравнению с открытыми устройствами перевода цепи параллелограммного типа.
Достоинства и недостатки планетарных КП
К достоинствам планетарных коробок следует отнести компактность. Все детали планетарной КП вращаются вокруг одной оси. В них нет валов, ползунов и последовательно расположенных шестерен. В результате такая коробка занимает примерно столько же места, сколько одно-двухдисковое сцепление.
В то же время планетарные коробки способны передавать очень большой крутящий момент, что обуславливает их применение в тяжелой (в частности, танковой) технике. Эта особенность объясняется тем, что крутящий момент равномерно распределяется на сателлиты (которых может быть больше трех), зубья которых испытывают меньшие по сравнению с двух-трехвальными КП механические нагрузки. Планетарные коробки отличаются повышенным ресурсом и простотой обслуживания.
Наконец, правильно спроектированная планетарная КП с верно подобранным передаточным отношением шестерен имеет более высокий коэффициент полезного действия, чем двух-трехвальные механические КП.
Но вместе с тем есть у планетарных коробок и недостатки. Главный из них — сложность с проектирования и производства многоступенчатых КП. В автоматических коробках для получения трех и более ступеней переключения приходится прибегать к каскадным планетарным системами. Это усложняет КП и, соответственно, снижает ее КПД и надежность.
В наши дни наработки в области планетарных автомобильных коробок передач используются в производстве автоматических планетарных коробок, которые полностью вытеснили механические КП этого типа. Вместе с полуавтоматическими и бесступенчатыми трансмиссиями (прежде всего, с вариаторными системами) АКП широко используются в легковых автомобилях среднего и высокого класса. Благодаря эксплуатационным удобствам АКП пользуются повышенной популярностью и постепенно вытесняют механические КП с ручным управлением из автомобилей бюджетного класса.
wiki.zr.ru
Двухступенчатая коробка передач
Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств. Цель — повышение эксплуатационной надежности за счет снижения механических потерь. Устройство содержит входной вал 1, соединенный с левой конической шестерней 2 входного дифференциала , правая коническая шестерня 3 которого своим дифференциальным осевым зубчатым венцом 4 зацеплена с дополнительным осевым зубчатым венцом 5 левой конической шестерней 6 промежуточного дифференциала, ось 7 которой соединена с первой односторонней обгонной муфтой 8, закрепленной в корпусе 9, а правая коническая шестерня 10 промежуточного дифференциала своим дополнительным осевым зубчатым венцом 11 через промежуточную шестерню 12 зацеплена с шестерней 13, ось 14 которой соединена с водилом 15 сателлитов входного дифференциала и со второй односторонней обгонной муфтой 16, закрепленной в корпусе 9, с водилом 17 сателлитов промежуточного дифференциала соединен вал выхода 18. 1 ил
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 В 60 К 17/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4797838/11 (22) 20.12.89 (46) 23.07.92, Бюл, М 27 (75) В.В,Астахов, О.Г.Климов и Л,Н.Климова (56) Авторское свидетельство СССР
M 1652116, кл. В 60 К 17/08. 23.05.1989. (54) ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств. Цель — повышение эксплуатационной надежности за счет снижения механических потерь, Устройство содержит входной вал 1, соединенный с левой конической шестерней 2 входного дифференциала, правая коническая шестерня 3 которого своим дифференциальным осевым
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к транспортерам и эскалаторам.
Известно техническое решение, в котором многоступенчатая коробка содержит в корпусе входной и выходйые валы, соосно расположенные планерные механизмы, блокирующие муфты включения и шестерни, закрепленные на параллельном валу, которые кинематически связывают ведомую шестерн1о входного вала с коронной шестерней второго планетарного редуктора— дифференциала, что позволяет реализовать увеличение кинематического диапазона.
Однако блокировка планетарных механизмов возможна при действии муфт включения, что сопряженО с приостановкой входного вала, а значит с холостой работой
Ы2„„1749064 А1 зубчатым венцом 4 зацеплена с дополнительным осевым зубчатым венцом 5 левой конической шестерней 6 промежуточного дифференциала, ось 7 которой соединена с первой односторонней обгонной муфтой 8, закрепленной в корпусе 9, а правая коническая шестерня t0 промежуточного дифференциала своим дополнительным осевым зубчатым венцом 11 через промежуточную шестерню 12 зацеплена с шестерней 13, ось
14 которой соединена с водилом 15 сателлитов входного дифференциала и со второй односторонней обгонной муфтой 16, закрепленной в корпусе 9, с водилом 17 сателлитов промежуточного дифференциала соединен вал выхода 18. 1 ил. двигателя, после чего включение входного вала приводит к пиковым нагрузкам;
Наиболее близкой по технической сущ- фь. ности к предлагаемой является коробка передач, содержащая два конических () планетарных редуктора, имеющих кинема- . О тическую связь между собой посредством двух пар шестерен с разными передаточными числами и вал подачи мощности, вал снятия мощности, соединенные с водилами,Ф сателлитов, при этом в потоке передачи мощности в зацеплении с меньшим передаточным числом установлена обгонная муфта, которая позволит, в зависймости от нагрузки, блокировать, передачу мощности с меньшим крутящим моментом, что позволяет осуществлять автоматическое переключение без пиковых нагрузок в трансмиссии.
1749064
Недостатки известной коробки — боль- конической шестерне 3, что приводит к их шие относительные скорости зацепления в противоположному вращению, Крутящий силу разности направлений вращения на . момент с правогодополнительного осевого вто ом планетарном редукторе и снижение зубчатого венца 4 передается на левый добезопасности работы эскалатора в случае 5 полнительный осевой зубчатый венец 5 проотказа двигателя. межуточного дифференциала, при этом
Целью изобретения является снижение обгонная односторонняя муфта 8 не препятмеханических потерь и повышение безопас- ствует вращению, а крутящий момент с воности, дила 15 сателлитов через ось 14, шестерню
Для достижения поставленной цели в 10 13, промежуточную шестерню 12, меняя на- . двух т с упенчатой коробке передач в корпусе правлейие вращения. передается на допол- .
11 становлены два трехзвенных планетарных нительный осевой зубчатый венец механизма, при этом одно из центральных правой конической шестерни 10 промежуколес первого планетарного механизма свя-: точного дифференциала, в котором происозано передачей с одним из центральных ко- 15 дит суммирование моментов, поступающих лес второго планетарного мехайиэма, на правую 10 и левую 6 конические шестеркоторое, в свою очередь, связано с механиз- ни, В зависимости от соотношения радиумом свободного хода, второе звено первого сов дополнительного осевого зубчатого планетарного мехайизма связано переда- венца 5 к венцу 4 и дополнительного осевого чей с вторым звеном второго планетарного 20 зубчатого венца 11 к шестерне 13 выходной механизма через параэитную шестерню, вал 18 будет иметь больший или меньший третье звено первого планетарного меха- момент входного вала 1. При увеличении низма связано с выходньгм валом, а водило реактивного момента на выходном валу 18 рого планетарного механизма связано с до величины, при которой его распределевторого пл выходным валом, с входным же валом свя- 25 ние на промежуточном дифференци ун иале бзано второе цейтральное колесо первого дет больше момента на оси его левой планетарного механизма, à c водилом пер- конической шестерни 6 и меньше момента вого планетарного механизма связан до- на оси его правой конической шестерни 10, палнительно установленный в коробке . то произойдет замедление и останов левой: передач механизм свободного хода.. 30 конической шестерни 6, а так как обгонная
На чертеже изображена кинематиче- муфта 8 имеет одностороннее вращение, то скал схема двухступенчатой коробки пере- . вращение левой конической шестерни 6 дач, о щий вид. ч, бщий вид,, промежуточного дифференциала и правой
Двухступенчатая коробка передач име- конической шестерни 4 входного дифференет корпус (не показан) и соц ржит входной 35 циала;-т.е, происходит их блокировка и певал 1, соединенный с левой конической ше- редача редуцирует больший момент при стерней 2 входного дифференциала, правая меньшей скорости, При снижении реактивконическая шестерня 3 которого своим до- ной мощности на выходном валу 18 до перполнительным осевым зубчатйм венцом 4 воначальной величины первая обгонная эацеплена сдополнительнымосевым зубча- 40 одйосторонняя муфта 8 расстопоряется и» тым венцом 5 левой конической шестерни 6 происходит постепенное увеличение скоропромежуточного дифференциала, ось 7 ко- сти на выходном валу 18 от увеличивающейторой соединена с первой односторонней ся скорости левой конической шестерни 6 обгонной муфтой 8, закрепленной в корпусе промежуточного дифференциала. При отри9, а правая коническая шестерня 10 проме- 45 цательном реактивном моменте на выходжуточного дифференциала свойм дополни- . ном валу 18 приведет к тому, что больший тельным осевым зубчатым венцом 11 через реактивный отрицательный момент будет промежуточную шестерню 12 зацеплена с распределяться через правую коническую шестерйей 13, ось 14 которой соединена с шестерню 6, его дополнительный осевой водилом 15 сателлитов входного дифферен- 50 зубчатый венец 5 промежуточного диффециала и со второй однОСтОрОНнвй Обгонной рвнциала, дополнительный осевой эу ча муфтой, закрепленной в корпусе 9, с води- тый венец 4 правой конической шестерни 3 лом 17 сателлитов промежуточного диффе- входного дифференциала. В зависимости от а соедийен вал 18 выхода. ответной реакции от входного вала 1 может
Работа двухступенчатой коробки пере- 55 вращаться или не вращаться водило 5 садач заключается в ю ается в следующем-. теллитов входного дифференциала, так как
С входного вала 1 крутящий момент пе- в обратную сторону не йозволяет вращаться редается на левую к евую коническую шестерню 2 вторая односторонняя обгонная муфта 16, входйаго диффер ффе енциала, где распределя- Таким образом, пример реализации ется через сателли ы ател иты на водило 15 и правой подтверждает, что в результате использова1749064
Составитель 8. Астахова
Редактор М. Янкович Техред M.Ìîðråíòàë Корректор O. Кундрик
Заказ 2555 .. Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород. ул.Гагарина, 101 ния изобретения снизятся механические потери и увеличится безопасность эксплуатации.
Формул а и зоб рете н и я
Двухступенчатая коробка передач, содержащая корпус, установленные в корпусе два трехэвенных планетарных механизма, при этом одно из центральных колес первого планетарного механизма связано передачей с одним из центральных колес второго планетарного механизма, которое в свою очередь связано с механизмом свободного хода. второе звено nepaoro планетарного механизма связано передачей с вторым звеном второго планетарного механизма через параэитную шестерню, третье звено первого планетарного механизма связано с входным валом, а водило второго
5 планетарного механизма связано с выходным валом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности за счет снижения механических потерь, с входным валом связано второе
10 центральное колесо nepsoro планетарного механизма, а с водилом первого планетарного механизма связан дополнительно установленный в коробке передач механизм свободного хода.
findpatent.ru
Коробка передач двухступенчатая — Энциклопедия по машиностроению XXL
На рис. 60, а и б показаны кинематические схемы кранов МКГ-6,3 и МКГ-16М. Основные механизмы унифицированы с аналогичными механизмами автомобильных и пневмоколесных кранов, а также и между собой (например, реверсивные механизмы, коробки передач). Двухступенчатые редукторы главной и стреловой лебедок выполнены с зацеплением Новикова. На кране МКГ-6,3 механизм передвижения приводится в движение не цепной передачей, как на остальных машинах, а через предохранительную зубчатую муфту. [c.113]Коробка передач. …….. двухступенчатая с синхронизаторами [c.354]
ЗУБЧАТЫЙ МЕХАНИЗМ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ С ЗУБЧАТОЙ МУФТОЙ [c.458]
ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ [c.459]
ЗУБЧАТЫЙ МЕХАНИЗМ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ [c.459]
Нередко для расширения диапазона регулирования силовой передачи, состоящей из регулируемого насоса и нерегулируемых гидродвигателей, применяют двухступенчатую дополнительную коробку передач. Применение дополнительной коробки передач целесообразно на тех машинах, которые должны иметь два диапазона скоростей рабочий и транспортный. В этих случаях гидростатическая силовая передача получается компактной и более экономичной, поскольку применение дополнительной коробки передач дает возможность уменьшить рабочий объем гидромашин, уменьшить диапазон их регулирования и за счет этого обеспечить работу гидростатической передачи в области наибольших к. п. д. [c.134]
Так, например, Центральный проектный научно-исследовательский институт в Лейпциге (ГДР) разработал гусеничный тягач мощностью 60 л. с. для мелиоративных работ, силовая передача которого имеет раздельный привод к каждой гусенице, состоящей из регулируемого насоса, нерегулируемого гидродвигателя и двухступенчатой коробки передач. Насос и двигатель аксиально-поршеньковые. При движении на первой ступени рабочей скорости изменяются до = 0,924 км/ч, при движении на второй ступени — до тах = 8,66 км/ч. [c.136]
Колесный снегоочиститель, силовая передача которого также имеет регулируемый насос, нерегулируемый двигатель и дополнительную двухступенчатую коробку передач, способен развивать транспортную скорость до 60 км/ч. Насосы и гидродвигатели на снегоочистителях аксиально-поршеньковые. [c.136]
Таким образом, эта передача выполняет только функцию коробки передач. Для расширения диапазона регулирования, кроме того, может возникнуть потребность иметь в силовой передаче дополнительную двухступенчатую зубчатую коробку передач, установленную последовательно с трехпоточным гидромеханическим трансформатором. [c.181]
Двигатель мощностью 0,5 л. с. размещался между колесами, у основания двойной рамы. Бензобак располагался над двигателем. Двухступенчатая ременная передача позволяла изменять скорость движения от 5 до 12 км/ч. Первое десятилетие XX в. можно считать периодом, когда окончательно утвердилась компоновка, так удачно найденная Даймлером. В это время ременная передача постепенно сдает позиции карданной передаче и цепи. В 1912—1914 гг. мотоцикл обретает подрессоренную переднюю вилку и коробку передач автомобильного типа. [c.6]
Наружный цилиндр приводится во вращение через двухступенчатый редуктор и бесступенчатую коробку передач от асинхронного электродвигателя. Привод обеспечивает бесступенчатое регулирование числа оборотов наружного цилиндра (от 15 до 600 об/мин). Скорость вращения наружного цилиндра измеряется центробежным тахометром., [c.174]
Шлицевая муфта 2, управляемая с места водителя, может попеременно жестко блокировать с валом свободно насаженные на нем шестерни 1 м 3. Общее число передач в автомобиле с двухступенчатой двойной передачей равно произведению числа ступеней коробки передач на число ступеней главной передачи например, если автомобиль имеет пять передач вперед, то общее число их составит 5X2=10. [c.231]
В зависимости от характера изменения передаточного числа различают коробки передач ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные. По характеру связи между ведущим и ведомым валами коробки передач делят на механические, гидравлические, электрические, комбинированные, а по способу управления — на автоматические и неавтоматические. Ступенчатые коробки передач различают по числу передач переднего хода (двухступенчатые, трехступенчатые и т. д.). [c.144]
На рис. 93 приведена схема двухступенчатой гидромеханической коробки передач. В нее входят комплексный гидротрансформатор [c.149]
Двухступенчатая гидромеханическая коробка передач легконого автомобиля состоит из комплексного гидротрансформатора 1 (рис. 101), механической ступенчатой (планетарной) коробки передач с одним многодисковым фрикционом 3 и двумя ленточными тормозами 2 я 4, а также гидравлической системы управления с кнопочным переключателем передач (кнопки Н — нейтральное положение ЗХ — задний ход П — первая передача Д — движение с автоматическим переключением передач). В механической коробке передач применены два одинаковых трехвальных планетарных механизма 5 я 6, выполненных по схеме, данной на рис. 91, а. [c.161]Для движения автомобилей со всеми ведущими колесами в тяжелых дорожных условиях требуется, чтобы к ведущим колесам была приложена большая сила тяги. Для увеличения крутящего момента, подводимого к ведущим мостам, раздаточные коробки выполняют двухступенчатыми. При этом повышаются число передач и диапазон изменения передаточного числа трансмиссии автомобиля. [c.184]
Дополнительные коробки Передач (делитель, демультипликатор) обычно двухступенчатые, часто пр1 меняют на автомобилях-тягачах, присоединяя их [c.123]
На рис. 97, й приведена схема двухступенчатой гидромеханической коробки передач. В нее входят комплексный гидротрансформатор 21, система управления (на рис. 97, а не показана) и механическая ступенчатая коробка передач, к которой относятся ведущий 22, ведомый 9, промежуточный 16 валы с зубчатыми колесами, многодисковые фрикционные сцепления 2, 3, 20 (фрикционы), зубчатые венцы 4 и 6, а. также зубчатая муфта 5, перемещаемая через поводок пружиной 7 или сжатым воздухом, впускаемым в цилиндр 8. Кроме того, на схеме показаны передний 19 и задний 18 шестеренные насосы, а также центробежный регулятор 12. [c.126]
Гидроэлектрическая система управления двухступенчатой гидромеханической коробкой передач (рис. 98) состоит из большого переднего 16 и малого заднего 79 шестеренных насосов редукционного клапана 18 главного клапана 9 с микропереключателем 8 клапана блокировки 27 периферийных клапанов 5, управляемых соленоидами 5 и 4 центробежного (скоростного) регулятора [c.127]
В последние годы вместо двухступенчатой гидромеханической коробки передач применяется более совершенная трехступенчатая, имеющая также два одинаковых планетарных механизма. [c.147]
Шпиндель / получает вращение от электродвигателя М через вариатор с ведущим шкивом 1 (093… 177) и ведомым 2 (0177…93), двухступенчатую коробку передач 3 (коробка переключения диапазонов), клиноременную передачу со шкивом 0100 и 113, втулку 4, свободно сидящую на шпинделе. Со втулки вращение может передаваться шпинделю либо через кулачковую [c.269]
Заметим, что в трансмиссиях с коробками передач, имеющими задний демультипликатор, выполняющий по существу функции раздаточной коробки, использование двухступенчатых раздаточных коробок с понижающей передачей не всегда оправдано. [c.97]
Коробка передач с автоматическим управлением состоит из механического двухступенчатого редуктора и системы — автоматического управления. [c.164]
Дополнительная коробка является шестеренчатым двухступенчатым редуктором, позволяющим увеличивать передаточное число силовой передачи и тем самым увеличивать тяговое усилие на ведущих колесах. Дополнительная коробка состоит из картера, ведущего и промежуточного валов, двух пар шестерен постоянного зацепления и синхронизатора. Редуктор имеет понижающую и повышающую передачи. Для включения передач служит синхронизатор, по конструкции он аналогичен синхронизатору в коробке передач. [c.173]
Главная передача (рис. 17) — двухступенчатая, состоит из пары конических зубчатых колес с круговыми зубьями и пары прямозубых цилиндрических колес. Крутящий момент от коробки передач через карданный вал передается конической шестерне / первой ступени редуктора, изготовленной заодно с валом. Шестерню / вместе с внутренним кольцом роликоподшипника 10 и коническими подшипниками 7, 9 собирают в стакане, который крепят Б расточке корпуса 15. [c.31]
Механизм передвижения (рис. 42) состоит из электродвигателя 15, двухступенчатого редуктора с передачами 12—16, 13—9 двухскоростной коробки передач с передачами 20—21, 8—22, 7—23 и двух мостов переднего А и заднего Б. [c.63]
Лебедки кранов КБ-405, КБ-401 Б — трехскоростные (рис. 60, а, б). Лебедка состоит из электродвигателя 1, коробки передач 6, двухступенчатого редуктора 8, барабана 4, опоры барабана 2, установленных на раме 3, и тормоза 10, закрепленного на кронштейне, привернутом к фланцу редуктора. Электродвигатель имеет встроенный тормозной генератор 11. Вал электродвигателя 1 через зубчатую муфту соединен с входным валом коробки передач. Выходной вал коробки соединен также зубчатой соединительной муфтой 9 с входным (быстроходным) валом редуктора 8. Тихоходный вал редуктора соединен через зубчатую муфту с барабаном 4. Второй конец барабана опирается на выносную опору 2 через сферический подшипник. Коробка передач обеспечивает получение трех рабочих скоростей барабана с соотношением 1 1,73 3. Быстроходная передача — III, тихоходная — I. Переключение передач происходит дистанционно с помощью электропривода 5 при остановленной лебедке. Блокировочное устройство 7 не позволяет переключать лебедку на ходу, включать ее при неполном зацеплении зубьев шестерен любой передачи и выключать зацепление при работе лебедки. [c.93]
На автомобилях повышенной проходимости устанавливается раздаточная коробка, предназначенная для распределения крутящего момента между ведущими мостами я для включения и выключения переднего ведущего моста. На автомобиле ГАЗ-66 раздаточная коробка размещена в отдельном картере и закреплена на раме за коробкой передач. Раздаточная коробка (рис. 117) представляет собой чугунный картер, внутри которого на валах установлены шестерни, Раздаточная коробка двухступенчатая. Включение передачи [c.151]
Крутящий момент от муфты сцепления двигателя передается через карданную муфту двухступенчатой коробки передач и от нее [c.432]
Рассмотрим теперь схему коробки передач с подвижной осью. На рис. 7.30 показана двухступенчатая п.ланетарная коробка передач, одна из ступеней которой получается закреплением колеса 3, вторая же — закреплением колеса 4. [c.159]
В коробке Сталинец-80 (фиг. И) на всех передачах, кроме пятой, применён промежуточный редуктор переднего и заднего хода. Всего коробка даёт пять передач вперёд и четыре назад. Тередача осуществляется через одну пару шестерён при пятой скорости, через две — при передачах заднего хода и через три пары на всех остальных. Составнг.1е коробки передач (фиг. 12) представляют собой сочетание коробки и двухступенчатого редуктора. [c.318]Механизм передвижения крана состоит из двух электродвигателей 20 и 22 типа ДК-309А мощностью по 43 кет при 1000 об мин. Электродвигатели соединены через муфты с ведущим валом коробки передач. Коробка передач представляет собой двухступенчатый редуктор.На выходном валу внутри редуктора установлены две шестерни, находящиеся в постоянном сцеплении с шестернями промежуточного вала. На выходном валу между шестернями крепится зубчатая муфта, которая включает одну из двух пар шестерен. С помощью муфты редуктор может обеспечивать передаточные числа 5,66 или 3,0. [c.249]
На альпийских дорогах в Швейцарии применяются колесные и гусеничные снегоочистители с гидромеханической силовой передачей Hydro—gigant фирмы Hydromati . На гусеничном снегоочистителе каждая гусеница приводится в движение от отдельного дизельного двигателя через свою силовую передачу, состоящую из регулируемого насоса, нерегулируемого двигателя, двухступенчатой дополнительной коробки передач и-бортовой передачи. На первой ступени снегоочиститель развивает скорость до нескольких сантиметров в секунду, а на второй ступени — до 4 км/ч. [c.136]
Вискотестер состоит из поворачиваемого вокруг вертикальной оси реверсивного электродвигателя с двухступенчатой коробкой передач, от которой приводится во вращение внутренний цилиндр. При помещении цилиндра в измеряемую жидкость возникающий при этом момент сопротивления передается на электродвигатель, в результате чего он, поворачиваясь на некоторый угол, закручивает спиральную пружину. Шкала, связанная с двигателем, соответственно перемещается относительно неподвижного указателя. На шкале отсчитывается вязкость исследуемого материала, полученная при постоянной скорости вращения внутреннего цилиндра. [c.178]
К основным частям вискозиметра относятся привод, измерительный узел н устройство для измерения скорости и крутящего момента. Привод состоит из специального электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, двухступенчатой коробки передач с передаточными отношениями 1 1 и 23 1 и червячного редуктора с передаточным отношением 7,5 1. Скорость вращения двигателя в пределах от 15 до 3700 об/мин задается десятивитковым спиральным потенциометром (разгон двигателя до максимальной скорости происходит за 2—3 сек). Автоматическ е регулирование скорости вращения наружного цилиндра вискозиметра осуществляется следующим образом. Движок потенциометра через валик, ременную передачу и редуктор приводится во вращение от миниатюрного электродвигателя. Описанное устройство позволяет изменять скорость вращения наружного цилиндра от нуля до максимального значения. Дополнительное повышение скорости вращения наружного цилиндра в 4 раза может быть произведено за счет замены четырехзаходного червяка. [c.185]
Стреловые самоходные краны типов КА, КК, КП и КШ (см. разд. IV, гл. 5 и ГОСТ 22827—85 Краны стреловые самоходные общего назначения. Технические условия ) имеют трансмиссию автомобильного типа, краны типов КК и КШ—трансмиссию автомобилей высокой проходимости. Число ступеней коробки передач от двух-трех для кранов типа КП до 15 для кранов типов КШ и КК. Для повышения проходимости иногда используют дополнительные двухступенчатые коробки передач . У многоосных шасси высокой проходимости главные передачи разнесенного типа (с бортовыми редукторами). Имеются межтележечные, межколесные и осевые дифференциалы. В зависимости от назна чения они могут быть симметричными или несимметричными, с при нудительной блокировкой 10.14, 0.43, 0.68, 2, 7, 8, 18, 29, 30] [c.416]
Для увеличения количества передач в некоторых автомобилях за коробкой передач устанавливают дополнительную коробку — демультипликатор ( Урал -377, КрАЗ-214Б), представляющую собой двухступенчатый редуктор. [c.226]
На рис. 94, г дана схема п механизма двухступенчатой нической коробки передач, из двух одинаковых трехва. низмов. Крутящий момент с вала 1 на ведомый вал 2 НИИ одного из фрикционов передача, 3 — вторая (пряма 5 — передача заднего хода. [c.123]
Восьмиступеичатая короСжа передач грузового автомобиля (рис. 106, а) состоит из четырехступенчатой основной коробки передач и двухступенчатой дополнительной коробки передач — демультипликатора, установленного сзади основной коробки передач. [c.138]
На тепловозах ТГК2 установлен дизель У1Д6-250ТК с газотурбинным наддувом воздуха. Передача — гидромеханическая с комплексным гидротрансформатором постоянного наполнения. На обе движущие оси тепловоза передача мощности от дизеля осуществляется через гидротрансформатор, реверсивную двухступенчатую коробку передач, карданные валы и осевые редукторы. [c.6]
mash-xxl.info
Коробки передач с двумя сцеплениями: На подхвате — журнал За рулем
Роботизированные трансмиссии с двумя сцеплениями совмещают в себе достоинства механических и автоматических коробок передач. Геннадий Емелькин не только объясняет почему, но и рассказывает об интересных особенностях этих агрегатов.
Устройство роботизированной коробки с двумя сцеплениями:
Устройство роботизированной коробки с двумя сцеплениями
1 — первичный вал четных передач;
2 — первичный вал нечeтных передач и заднего хода;
3 — масляный насос;
4 — двойное сцепление;
5 — гидравлический механизм переключения;
6 — датчик включенной передачи;
7 — масляный фильтр;
8 — электрогидравлический блок.
Основные преимущества и недостатки автоматов известны: удобны в повседневной эксплуатации, передачи переключаются без разрыва потока мощности. Но платить за это приходится более высоким расходом топлива и худшей динамикой. С механикой все наоборот: она дешевле, экономичнее, но совершать бесчисленные движения руками и ногами нравится далеко не всем. Выход был найден в роботизированной трансмиссии с двумя сцеплениями. Такой агрегат сам переключает передачи и при этом не уступает ручным коробкам в экономичности.
В данном агрегате два ряда передач, каждый соединен с маховиком двигателя через собственное сцепление. Один ряд — это нечетные передачи и задний ход, второй — четные. При разгоне они переключаются последовательно. Автомобиль трогается на первой передаче, а коробка уже держит наготове включенную вторую, только момент через нее не передается — сцепление выключено. Как только понадобится перейти на повышающую передачу, диски первого сцепления разомкнутся, а другого — наоборот, сойдутся. При включенной второй передаче в другом ряду уже наготове третья. Процесс идет быстро, без рывков и разрыва потока мощности. Да и КПД трансмиссии такой же, как у обычной ручной коробки, — отсюда и высокая экономичность.
Алгоритм переключения на понижающие передачи зависит от степени нажатия на акселератор, интенсивности замедления, скорости автомобиля. Например, с шестой коробка может перепрыгнуть сразу на вторую, лишь на долю секунды задержавшись на пятой скорости параллельного ряда.
Схема распределения крутящего момента в коробке с двойным сцеплением.
Включены первая (сплошная линия) и вторая (прерывистая) передачи, но замкнуто лишь одно сцепление и момент передают только шестерни первой ступени. Вторая ждет, когда электроника переключит сцепление:
Схема распределения крутящего момента в коробке с двойным сцеплением.
1 — сцепление № 1;
2 — сцепление № 2;
3 — первичный вал четных передач;
4 — первичный вал нечетных передач;
5 — привод на колеса;
6 — дифференциал.
Сцепления в таких трансмиссиях применяют двух видов: «мокрые» и «сухие». Первые — это муфта с пакетом дисков в масле. Электроника дает команду исполнительным устройствам, гидроцилиндр сжимает диски, муфта замыкается. Для размыкания давление в приводе понижается — и диафрагменная пружина возвращает поршень гидроцилиндра в исходное положение.
«Сухое» сцепление напоминает аналогичное на автомобилях с обычной механической коробкой, только вместо одного узла здесь два. Установлены они последовательно, у каждого свои привод, корзина, ведомый диск. Между сцеплениями — ведущий диск, связанный с маховиком двигателя. Автоматика по очереди дергает то за
www.zr.ru
Двухступенчатая коробка передач транспортного средства
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве механической передачи для преобразования крутящего момента и частоты вращения. Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности . Для этого выходной вал выполнен полым с продольными пазами, управляющий шток размещен в нем, а подвижный элемент муфты выполнен в виде закрепленного на конце штока радиальноупорного подшипника двухстороннего действия , винтов, закрепленных на наружном кольце подшипника и размещенных в пазах выходного вала, v соединенного с винтами рабочего кольца подвижного элемента, предназначенного для соединения с шестернями выходного вала. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 Н 3/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820125/28 (22) 05.03.90 (46) 30.09.92. Бюл. № 36 (71) Кутаисский политехнический институт им, Н. И. Мусхелишвили (72) Т. П. Русадзе, А. P. Баланчавадзе, Д. О, Топурия, И. С. Качахидзе и 3. Б, Киладзе (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 692748, кл. В 60 К 7/08, 1979. (54) ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в, качестве механической передаИзобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструкции двухступенчатых коробок передач, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве механической передачи для преобразования крутящего момента и частоты вращения.
Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности.
Для этого в двухступенчатой коробке передач транспортного средства, содержащей входной вал с шестерней, установленной с возможностью зацепления с шестернями выходного вала, свободно установленными на последнем, и механизм переключения передач, включающий управляющий шток и муфту с подвижным в осевом направлении элементом, связанным с выходным валом, выходной вал выполнен полым с продольными пазами, управляющий шток размещен в нем, а подвижный, Ы,», 1765576 А1 чи для преобразования крутящего момента и частоты вращения. Цель изобретения— упрощение конструкции и повышение надежности, Для этого выходной вал выполнен полым с продольными пазами, управляющий шток размещен в нем, à floдвижный элемент муфты выполнен в виде закрепленного на конце штока радиальноупорного подшипника двухстороннего действия, винтов, закоепленных на наружном кольце псдшипника и размещенных в пазах выходного вала, и соединенного с винтами рабочего кольца подвижного элемента, предназначенного для соединения с шестернями выходного вала, 3 ил. элемент муфты выполнен в виде закрепленного на конце штока радиально-упорного подшипника двухстороннего действия, винтов, закрепленных в наружном кольце подшипника и размещенных в пазах выходного вала и соединенного с винтами рабочего кольца подвижного элемента, предназначенного для соединения с шестернями выходного вала.
На фиг. 1 и 2 показана двухступенчатая коробка передач транспортного средства, соотве1ственнб продольный и поперечный разрезы; на фиг. 3 — кинематическая схема коробки передач.
Предложенная двухступенчатая коробка передач содержит корпус 1, в котором установлен входной вал 2 с шестерней 3, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 4 промежуточного вала 5, на котором установлена шестерня 6, Шестерни 4 и 6 зацепляются соответственно с шестернями 7 и 8, которые свободно установлены
1765576 на выходном валу 9, на шлицевой части которого установлена муфта 10 переключения передач, взаимодействующая поочередно с шестернями 7 и 8, Подвижный элемент муфты 10 жестко связан посредством винтов 11 с наружным кольцом 12 радиально-упорного подшипника 13, жестко сидящим на штоке 14 с возможностью осевого перемещения в полости 15 выходного вала
9. Винты 11 размещены в радиально-продольных полостях 16 шлицевой части выходного вала. В качестве направляющей штока 14 служит отверстие 17 в крышке 18 коробки передач.
Коробка передач работает следующим образом.
При подаче крутящего момента на вал 2 шестерня 3 вращает шестерню 4, а вместе с ней промежуточный вал 5 и шестерню 6, При взаимодействии муфты 10 с шестерней
7 крутящий момент передается на выходной вал по кинематической цепи 3, 4, 7, а при взаимодействии муфты 10 с шестерней 8 крутящий момент на выходной вал 9 передается по кинематической цепи 3, 4, 6, 8.
Подвижный элемент муфты 10 перемещается вдоль оси вала при помощи штока 14, приводимого в движение при переключении передач.
Предлагаемая двухступенчатая коробка передач транспортного средства конструктивйо проста за счет упрощения конструкции привода подвижного элемента муфты, что, в свою очередь, позволяет уменьшить габариты коробки. Простота и надежность связи подвижного элемента муфты с приво5 дом и возможность вращения муфты вокруг штока при взаимодействии ее с шестернями выходного вала повышают надежность и долговечность коробки в целом.
10 Формула изобретения
Двухступенчатая коробка передач транспортного средства, содержащая входной вал с шестерней, установленной с возможностью зацепления с шестернями
15 выходного вала, свободно установленными на последнем, и механизм переключения передач, включающий управляющий шток и муфту с подвижным в осевом направлении элементом, связанным с выходным валом, 20 отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, выходной вал выполнен полым с продольными пазами., управляющий шток размещен в нем, а подвижный элемент муф25 ты выполнен в виде закрепленного на конце штока радиально-упорного подшипника двухстороннего действия, винтов, закрепленных на наружном кольце подшипника и размещенных в пазах выходного вала, и со30 единенного с винтами рабочего кольца, подвижного элемента, предназначенного для соединения с шестернями выходного вала.
1765576
findpatent.ru
Гидромеханические коробки передач.
Гидромеханические коробки передач
Гидромеханическая передача является комбинированной, в которой наряду с гидротрансформатором применяется ступенчатая коробка передач. Обычно такую коробку передач сокращенно называют ГМП или ГМКП.
Гидротрансформатор, как и гидромуфта был изобретен немецким профессором Германом Феттингером в начале прошлого века. Прежде чем найти применение на автомобилях, эти гидродинамические передачи использовались в судостроении.
На автомобилях ГМП впервые появилась в США — в 1940 г. коробка Hydramatic была установлена на автомобилях Oldsmobile. В настоящее время в США гиромеханическими коробками передач оснащаются почти 90 % легковых автомобилей, а также все городские автобусы и значительная часть грузовых автомобилей.
В Европе массовое применение гидромеханических коробок передач началось только в начале семидесятых годов прошлого века, когда эти передачи нашли применение в автомобилях Mercedes-Benz, Opel, BMW.
Изменение режимов работы гидротрансформатора происходит автоматически. Если увеличивать нагрузку на выходе из гидротрансформатора, то происходит уменьшение угловой скорости турбины, что приводит к увеличению коэффициента трансформации.
К сожалению, гидротрансформатор имеет малый диапазон передаточных чисел, не обеспечивает движения задним ходом, не разобщает двигатель от трансмиссии (необходима сложная система опорожнения проточных частей от рабочей жидкости). Поэтому за гидро¬трансформатором устанавливают специальную коробку передач, которая компенсирует указанные недостатки. Такая гидромеханическая передача является бесступенчатой и позволяет получить любое передаточное число в заданном диапазоне.
В гидромеханических передачах в основном применяются механические планетарные коробки передач, которые легко поддаются автоматизации, но иногда используют и вальные ступенчатые коробки передач с автоматическим управлением.
Устройство и работа гидротрансформатора, а также его отличие от гидромуфты подробнее рассмотрено здесь.
В некоторых случаях гидротрансформатор устанавливается дополнительно к стандартному фрикционному сцеплению и ступенчатой коробке передач, при этом переключение передач происходит ручным способом.
В такой конструкции достаточно однодискового сцепления, так как оно служит только для отключения первичного вала коробки передач от турбинного колеса трансформатора при переключении передач, а плавность увеличения крутящего момента обеспечивает гидротрансформатор.
Достоинством такой передачи является относительная простота конструкции и управления по сравнению с автоматизированной передачей. Однако наиболее часто гидротрансформатор используется в сочетании двух- или трехступенчатой коробкой передач без стандартного фрикционного сцепления.
Коробки передач выполняются вальными или чаще планетарными. Управление переключением передач автоматическое или полуавтоматическое.
***
Двухступенчатая вальная коробка передач
Гидротрансформатор в сочетании с двухступенчатой вальной коробкой передач применяется в гидромеханической передаче автобуса ЛиАЗ-677М (рис. 1).
Она представляет собой редуктор с расположенными внутри него валами: первичным 3, вторичным 11 и промежуточным 15. Первичный вал связан с турбиной гидротрансформатора, а вторичный вал – с карданной передачей трансмиссии. Первая (понижающая) передача имеет передаточное число 1,79, а вторая передача – прямая, т. е. ее передаточное число равно единице.
Особенностью такой коробки передач является то, что для включения передач наряду с зубчатой муфтой используются многодисковые муфты (фрикционы), работающие в масле.
Ведущие диски фрикционов – стальные, а ведомые – металлокерамические. Они устанавливаются на внутренних или наружных шлицах и имеют возможность незначительного перемещения в осевом направлении. В разъединенном положении пакет дисков удерживают пружины, сжимание дисков происходит от воздействия масла, подаваемого в цилиндр включения фрикциона.
При включении первой передачи срабатывает фрикцион 5, который блокирует зубчатое колесо 4 с первичным валом 3. Муфта 8 при этом смещается влево и блокирует зубчатое колесо 7 с вторичным валом 11.
Крутящий момент передается через зубчатое колесо 4 первичного вала, зубчатые колеса 16 и 14 промежуточного вала и зубчатое колесо 7 на вторичный вал 11. При включении второй передачи срабатывает фрикцион 6, который блокирует первичный вал 3 с вторичным валом 11. Муфта 8 устанавливается в нейтральное положение.
Для движения задним ходом муфта 8 перемещается в правое положение и блокирует зубчатое колесо 10 с вторичным валом 11, затем включается фрикцион 5. Крутящий момент передается через зубчатые колеса 4, 16, 13, 12, 10 на вторичный вал 11 коробки передач.
При включении фрикциона 2 происходит блокировка гидротрансформатора, когда турбинное и насосное колеса жестко соединяются друг с другом, и он переходит в режим гидромуфты.
***
Трехступенчатая планетарная коробка передач
В гидромеханических передачах наибольшее применение нашли планетарные коробки передач. Они обладают компактностью, пониженным уровнем шума при работе и длительным сроком службы. Переключение передач в них происходит практически без разрыва потока мощности.
Основным звеном планетарной коробки передач является планетарный ряд (рис. 2), состоящий из эпициклического (коронного) зубчатого колеса 1, солнечного зубчатого колеса 2, водила 3 и сателлитов 4.
Оси сателлитов установлены на водиле и вращаются вместе с ним, т. е. они подвижны. В зависимости от того, какой элемент планетарного ряда является ведущим, а какой заторможен, происходит изменение передаточных чисел планетарного ряда.
Двухступенчатые коробки передач имеют один планетарный ряд. Многоступенчатые могут иметь два и более планетарных рядов, которые связаны друг с другом.
Торможение элементов планетарных рядов при переключении передач производится фрикционными муфтами (фрикционами) или ленточными тормозными механизмами.
Конструкция гидромеханической передачи легкового автомобиля, в которой гидротрансформатор сочетается с трехступенчатой планетарной коробкой передач представлена на рис. 3.
Гидротрансформатор 1 состоит из трех колес с лопастями. Вал 2 турбинного колеса является ведущим валом коробки передач. Ведомый вал 12 коробки передач расположен соосно с ведущим валом. Коробка передач включает два одинаковых планетарных ряда 7 и 8, три многодисковых фрикциона 5, 6, 9 и два ленточных тормозных механизма 4, 10.
Переключение передач осуществляется включением фрикционов и тормозных механизмов в различных комбинациях (рис. 4).
В нейтральном положении включен тормозной механизм 10 (рис. 3) и сблокирована муфта 13 свободного хода. Ведомый вал 12 не вращается.
На первой передаче включены фрикцион 6 и тормозной механизм 10, а также включена муфта 13 свободного хода. Эпициклическое зубчатое колесо планетарного ряда 8 вращается с угловой скоростью ведущего вала 2, а солнечное зубчатое колесо заторможено, водило вращает эпициклическое зубчатое колесо планетарного ряда 7, в котором солнечное зубчатое колесо также заторможено. Ведомым является водило этого ряда, выполненное заодно с ведомым валом 12. Муфта свободного хода 13 включена.
На второй передаче включены фрикцион 5 и тормозной механизм 10. Эпициклическое зубчатое колесо планетарного ряда 8 вращается свободно, а планетарного ряда 7 – с угловой скоростью ведущего вала 2.
Так как солнечное зубчатое колесо заторможено, то вращается водило и ведомый вал 12. Муфта свободного хода 13 включена.
На третьей передаче включены фрикционы 5 и 6, а также тормозной механизм 10. Эпициклическое зубчатое колесо и водило планетарного ряда 8 ведущие. С такой же угловой скоростью вращаются эпициклические зубчатые колеса и водило планетарного ряда 7, т. е. ведущий и ведомый валы вращаются с одинаковой частотой.
На передаче заднего хода включен фрикцион 6 и тормозной механизм 4. Водило планетарного ряда 8 заторможено, а эпициклическое зубчатое колесо ведущее.
Солнечное зубчатое колесо вращается в обратном направлении, в этом же направлении вращается солнечное зубчатое колесо планетарного ряда 7. Так как эпициклическое зубчатое колесо планетарного ряда 7 заторможено, ведомым является водило, связанное с ведомым валом 12.
Муфта свободного хода 13 заблокирована.
***
Управление гидромеханической коробкой передач
k-a-t.ru
Ступенчатые коробки передач.
Ступенчатые коробки передач
Механические ступенчатые коробки передач, в отличие от бесступенчатых, позволяют изменять крутящий момент, передаваемый трансмиссией ведущим колесам, скачкообразно (ступенчато). Это существенный недостаток такого типа коробок передач, который компенсируется простотой их конструкции, относительной надежностью и неприхотливостью. Кроме того, ступенчатые коробки передач позволяют повысить динамические качества автомобиля (например, при разгоне) и его экономичность.
По этим причинам ступенчатые коробки передач в настоящее время широко применяются во всех типах автомобилей и автобусов.
***
Типы ступенчатых коробок передач
Ступенчатые коробки передач классифицируются по нескольким основным признакам:
Они могут быть простыми (вальными) и планетарными в зависимости от подвижности геометрических осей их валов.
По числу валов простые коробки делятся на двух-, трех- и многовальные коробки передач.
По числу ступеней (учитываются лишь передачи переднего хода) коробки передач подразделяются на двух-, трех-, четырех-, пятиступенчатые и многоступенчатые.
По способу переключения передач коробки могут быть с подвижными зубчатыми колесами, муфтами легкого включения и с синхронизаторами.
По способу управления различают коробки передач с непосредственным, дистанционным, полуавтоматическим и автоматическим управлением.
По выполняемым функциям коробки передач подразделяют на основные, делители и дополнительные.
Помимо приведенных признаков классификации коробки передач делятся по числу ходов (плоскостей перемещения рычага переключения передач) на двухходовые и трехходовые. Двухходовыми являются трехступенчатые коробки передач, которые в настоящее время можно встретить лишь на автомобилях старых марок, например, ГАЗ-21.
На современных автомобилях в качестве основных наибольшее распространение получают простые, двух- или трехвальные коробки передач. Число передач в таких коробках обычно 4…5.
Увеличение числа передач на автомобилях-тягачах, вездеходах и автомобилях большой грузоподъемности осуществляется путем установки делителя (мультипликатора) или дополнительной коробки (демультипликатора), что позволяет соответственно повысить плотность ряда и расширить диапазон передаточных чисел.
В этом случае общее число передач равно произведению числа передач основной коробки передач и дополнительной. Многоступенчатые коробки передач имеют 5 или 6 валов и поэтому являются многовальными.
На большинстве легковых и грузовых автомобилей применяются коробки передач с непосредственным управлением, при котором водитель посредством рычага воздействует на элементы механизма переключения передач (штоки, вилки, синхронизаторы или муфты) и включает выбранную передачу.
При дистанционном управлении усилие от рычага управления на механизм переключения передач осуществляется через систему тяг и рычагов.
Элементы полуавтоматического управления имеются в приводе управления делителем автомобилей марки «КамАЗ» и дополнительной коробки передач автомобиля КрАЗ-260.
Автоматический привод для управления ступенчатыми коробками передач не применяется, и обычно используется в управлении гидромеханическими коробками передач.
Планетарные коробки передач, как правило, применяют в качестве дополнительных коробок в гидромеханических передачах для усиления преобразующих свойств гидротрансформаторов.
***
Кинематические схемы коробок передач
Конструкционные, преобразующие и эксплуатационные свойства коробок передач зависят от ее кинематической схемы. На рис. 1 приведены наиболее распространенные кинематические схемы простых ступенчатых коробок передач.
Любая ступенчатая коробка передач представляет собой зубчатый редуктор, в картере 1 которого на валах установлены подвижные 8 или неподвижные 6, 7 зубчатые колеса. Входной вал 3 называется первичным валом, а выходной вал – вторичным валом.
В трехвальной коробке передач третий вал 10 называется промежуточным валом, а первичный и вторичный валы располагаются соосно.
Переключение передач выполняют при выключенном сцеплении, вводя подвижные зубчатые колеса (каретки) ведомого вала в зацепление с неподвижными на валу зубчатыми колесами промежуточного вала. Это зацепление сопровождается ударами торцов зубьев и приводит к их повышенному износу. Поэтому на автомобилях применяют коробки передач с постоянным зацеплением зубчатых колес и включением передач передвижением кареток (муфт) синхронизаторов.
Подвижные зубчатые колеса выполняются прямозубыми и устанавливаются на шлицах, что позволяет им смещаться вдоль вала. На шлицах также устанавливаются муфты 5 включения передач.
Неподвижные зубчатые колеса для снижения уровня шума выполняются косозубыми и устанавливаются на валу жестко или свободно на подшипниках.
Зубчатые колеса высших передач как наименее нагруженные располагаются ближе к передней опоре, а низших передач как наиболее нагруженные – ближе к задней более жесткой опоре.
Включение той или иной передачи осуществляется путем перемещения муфт 5 переключения передач, которые блокируют зубчатое колесо 7 с вторичным валом 9 или первичный 3 и вторичный валы друг с другом на прямой передаче, на которой передаточное число равно единице.
Потери мощности в коробке передач на прямой передаче практически отсутствуют, и ее КПД близок к единице, так как ни зубчатые колеса, ни промежуточный вал в передаче крутящего момента не участвуют.
На всех других передачах, кроме прямой, крутящий момент в трехвальной коробке передач передается от первичного вала последовательно через зубчатые колеса постоянного зацепления 2 и 4 на промежуточный вал 10, и от него на сблокированную с вторичным валом пару зубчатых колес.
Например, на третьей передаче (рис. 1, а) крутящий момент передается в следующей последовательности:
первичный вал 3 → зубчатое колесо постоянного зацепления первичного вала 4 → зубчатое колесо постоянного зацепления промежуточного вала → зубчатое колесо 12 третьей передачи промежуточного вала 2 → зубчатое колесо 6 третьей передачи вторичного вала → вторичный (выходной) вал 9.
Включение низших передач или передачи заднего хода может осуществляться перемещением подвижного зубчатого колеса 8.
Вращение вторичного вала в обратную сторону (при заднем ходе) происходит благодаря установке дополнительного зубчатого колеса 11.
Для обеспечения движения с большой скоростью при сравнительно небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя и получения тем самым максимальной экономичности, высшие передачи выполняются ускоряющими, т. е. с передаточным числом меньше единицы.
Принцип работы трансмиссии с механической ступенчатой коробкой передач наглядно показан в видеоролике, размещенном внизу страницы.
***
Требования к ступенчатым коробкам передач
Требования, предъявляемые к ступенчатым коробкам передач аналогичны требованиям, предъявляемым ко всем типам подобных агрегатов:
- обеспечение высоких тягово-скоростных и топливно-экономических качеств автомобиля;
- надежная связь двигателя с трансмиссией;
- легкость и удобство управления;
- обеспечение движения автомобиля задним ходом;
- высокий КПД;
- низкий уровень шума при работе;
- надежность в эксплуатации и простота технического обслуживания и ремонта;
- малые габаритные размеры и вес.
***
Надежность и долговечность коробок передач
Прочность деталей коробок передач и их КПД зависят от применяемых материалов, выбранной геометрии зубьев колес, жесткости, числа и расположения опор валов, их механической и термической обработки.
В коробке передач наиболее нагруженными элементами являются зубчатые колеса. Они подвергаются действию статических и динамических нагрузок, например, при резком включении сцепления в момент трогания автомобиля с места. Разрушение зубьев колес часто происходит из-за снижения контактной усталостной прочности.
От многократного приложения максимальных нагрузок возникают трещины в зоне контакта зубьев, образуются щербины (питтинг) и зубчатое колесо выходит из строя.
Зубчатые колеса рассчитывают с запасом прочности 1,2…2,0.
Изготавливают зубчатые колеса для коробок передач и легированных сталей. Так, например, для изготовления зубчатых колес коробок передач ВАЗ применяют стали 20ХГНМ, 19ХГН, для КПП ГАЗ — 20ХГР, 20ХНМ, для зубчатых колес ЗИЛ — 18ХГТ, 30ХГТ, для ЯМЗ — 12ХНЗА.
После изготовления зубчатых колес они подвергаются цементации, азотированию, поверхностной закалке и шлифованию.
Валы коробок передач во время работы подвергаются кручению и изгибу, поэтому они должны быть прочными и жесткими. При недостаточной жесткости валы могут прогибаться под действием радиальных нагрузок, вследствие чего возникает перекос зубьев, уменьшается прочность зубчатых колес и повышается шумность работы коробки передач в целом.
***
***
Устройство автомобильных коробок передач
k-a-t.ru