Назначение и устройство коробки передач автомобиля
Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.
Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.
Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.
Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода
Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки.
В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).
Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.
Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.
Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.
На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13.
Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.
Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.
Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.
Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.
Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала.
Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.
При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.
Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).
Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода
Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу.
Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.
Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.
Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.
Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.
Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.
Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора.
На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.
Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.
Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы
При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6.
Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.
Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.
В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки.
Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.
Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.
Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.
В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.
Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора
Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач.
Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.
Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.
Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.
В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.
Коробка передач
Коробкой передач называется механизм трансмиссии, изменяющий при движении автомобиля соотношение между скоростями вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес.
Коробка передач служит для изменения крутящего момента на ведущих колесах автомобиля, длительного разъединения двигателя и трансмиссии и получения заднего хода.
Крутящий момент на ведущих колесах необходимо изменять в соответствии с дорожными условиями для обеспечения оптимальной скорости и проходимости автомобиля, а также для наиболее экономичной работы двигателя.
Двигатель и трансмиссию необходимо разъединять на продолжительное время при работе двигателя на холостом ходу.
Задний ход автомобиля требуется для совершения автомобилем определенных маневров.
Изменение
крутящего момента на ведущих колесах
и скорости движения автомобиля
осуществляется путем увеличения или
уменьшения передаточного числа коробки
передач, представляющего собой отношение
скорости вращения ведущего вала к
скорости вращения ведомого вала.
Наличие коробки передач в трансмиссии позволяет повысить тягово-скоростные свойства, топливную экономичность и проходимость автомобиля.
В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы коробок передач (рис. 3.1).
Рис. 3.1. — Типы коробок передач, классифицированных по различным признакам
На большинстве легковых и грузовых автомобилей применяются ступенчатые коробки передач. Все большее распространение в настоящее время на легковых автомобилях и автобусах получают гидромеханические коробки передач, состоящие из гидротрансформатора и ступенчатой механической коробки передач.
Ступенчатые коробки передач.
В общем случае ступенчатая коробка передач представляет собой зубчатый (шестеренный) механизм, в котором изменение передаточного числа происходит ступенчато. Передаточные числа ступенчатой коробки передач на всех передачах, кроме высшей, больше единицы ( ).
При включении этих передач уменьшается
скорость вращения ведомого (вторичного)
вала коробки передач и почти во столько
же раз увеличивается передаваемый
крутящий момент двигателя.Высшая передача в ступенчатых коробках передач может быть прямой ( ) или повышающей ( ). При повышающей передаче снижается скорость вращения коленчатого вала двигателя на 10… 20%, повышается долговечность деталей коробки передач и уменьшается расход топлива при движении с той же скоростью, что и на прямой передаче.
На автомобилях применяются различные типы ступенчатых коробок передач (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Типы ступенчатых коробок передач, классифицированных по различным признакам
Двухвальные
коробки передач применяются на
переднеприводных легковых автомобилях
малого класса и заднеприводных легковых
автомобилях с задним расположением
двигателя. Число передач таких коробок
составляет 4—5. Высшая передача в
двухвальных коробках часто бывает
повышающей, а большинство передач
синхронизировано.
Трехвальные коробки передач устанавливаются на заднеприводных легковых автомобилях с передним расположением двигателя, на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности и на автобусах. Число передач в этих коробках составляет не менее четырех для легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъемности и от четырех до шести для грузовых автомобилей средней грузоподъемности.
Многовальные
коробки передач применяются на грузовых
автомобилях большой грузоподъемности
с целью увеличения числа передач. Чем
больше число передач в коробке передач,
тем лучше используется мощность двигателя
и выше тягово-скоростные свойства и
топливная экономичность автомобиля.
Однако при этом усложняется конструкция
коробки передач и затрудняется выбор
передачи, оптимальной для данных условий
движения. В многовальных коробках
передач число передач может быть от 8
до 24. В связи с этим многовальные
многоступенчатые коробки передач
наибольшее применение получили на
автомобилях-тягачах, работающих с
прицепами и полуприцепами.
Переключение передач в большинстве ступенчатых коробок передач выполняется водителем. Однако в последнее время появились конструкции ступенчатых коробок передач, в которых переключение передач автоматизировано на основе применения микропроцессорной техники.
Двухвальные коробки передач. Такие коробки передач применяются в переднеприводных и заднеприводных (с задним расположением двигателя) легковых автомобилях. Эти коробки просты по конструкции, имеют небольшую массу и высокий КПД. Конструктивно они объединены в одном блоке с двигателем, сцеплением, главной передачей и дифференциалом.
Конструкция
двухвальной коробки передач во многом
зависит от того, какое расположение на
автомобиле имеют двигатель и коробка
передач — продольное или поперечное.
При поперечном расположении коробки
передач применяется цилиндрическая
главная передача и дистанционный привод
переключения передач. При продольном
расположении — коническая или гипоидная
главная передача и непосредственный
привод переключения передач.
В двухвальной коробке передач на любой передаче, кроме заднего хода, крутящий момент двигателя передается двумя шестернями 2 и 3 (рис. 3.3) непосредственно с первичного вала 1 на вторичный вал 4, который соединен с ведущими колесами автомобиля. Движение автомобиля задним ходом обеспечивается промежуточной шестерней 6, которая вводится в зацепление между шестернями 5 и 7. В результате этого вторичный вал коробки передач вращается в сторону, противоположную вращению первичного вала 1.
Рис. 3.3. Схема работы двухвальной коробки передач:
а — движение вперед; б — движение задним ходом; 1 — первичный вал; 2, 3, 5, 6, 7 — шестерни; 4 — вторичный вал
Конструкция
двухвальной коробки передач, применяемой
на переднеприводных легковых автомобилях
ВАЗ, представлена на рис. 3.4. Коробка
передач механическая, четырехступенчатая,
трехходовая, с постоянным зацеплением
шестерен, с синхронизаторами и ручным
управлением.
Картер
18 коробки передач, отлитый из алюминиевого
сплава, соединен шпильками с картером
17 сцепления и образует с ним единый
картер, в котором размещены первичный
и вторичный валы с шестернями и
синхронизаторами, главная передача и
межколесный дифференциал. Главная
передача — одинарная, цилиндрическая,
косозубая. Дифференциал — конический,
двухсателлитный, симметричный, малого
трения. Картер коробки передач сзади
закрыт крышкой 27, в которой установлен
сапун 1 для связи внутренней полости
коробки передач с атмосферой. Первичный
вал 2 представляет собой блок ведущих
шестерен I, II, III, IV передач и заднего
хода. Вал вращается в двух подшипниках,
один из которых установлен в картере
коробки передач, а другой — в картере
сцепления. Вторичный вал 8 изготовлен
вместе с ведущей шестерней 7 главной
передачи. Он вращается в двух подшипниках,
установленных в картере сцепления и в
картере коробки передач. На вторичном
валу свободно установлены ведомые
шестерни 23, 24, 25 и 26 соответственно I, II,
III и IV передач, находящиеся в постоянном
зацеплении с соответствующими ведущими
шестернями первичного вала.
Рис. 3.4. Коробка передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ:
а — общий вид; б — схема; в — включение заднего хода; г — синхронизатор; 1 — сапун; 2 — первичный вал; 3, 6 — синхронизаторы; 4, 7, 9, 12, 13, 23, 24, 25, 26, 35 — шестерни; 5 — зубчатый венец; 8— вторичный вал; 10 — корпус; 11 — сателлит; 14, 22 — шарниры; 15 — привод спидометра; 16, 34 — оси; 17, 18 — картеры; 19, 20 — пробки; 21 — подшипник; 27 — крышка; 28 — кольцо; 29 — муфта; 30 — фиксатор; 31 — пружина; 32 — сухарь; 33 — ступица; 36 — вилка
соответственно
шестерни 23 и 24 с вторичным валом короб¬ки
передач, а при включении III и IV передач
синхронизатор 3 соединяет с вторичным
валом соответственно шестерни 25 и 26.
Задний ход включается вилкой 36 путем
введения в зацепление шестерни 35 с
шестерней 4 и зубчатым венцом 5.
Синхронизатор
состоит из ступицы 33, скользящей муфты
29, блокирующих колец 28, сухарей 32 с
шариковыми фиксаторами 30 и пружинами
31. Ступица синхронизатора жестко крепится
на вторичном валу коробки передач. Она
имеет наружные шлицы, на которых
установлена скользящая муфта 29, и шесть
пазов, в трех из которых размещаются
сухари с фиксаторами. Бронзовое
блокирующее кольцо 28 имеет внутреннюю
коническую поверхность, наружные зубья
со скосами и шесть выступов. Выступы
кольца входят в пазы ступицы с боковым
зазором, ограничивающим поворот кольца
относительно ступицы. На конической
поверхности кольца нарезаны резьба и
канавки, которые предназначены для
разрыва масляной пленки. Передача
включается после уравнивания угловых
скоростей вторичного вала и свободно
вращающейся на нем шестерни включаемой
передачи за счет трения между коническими
поверхностями блокирующего кольца и
шестерни.
Коробка
передач имеет механический привод
переключения передач (рис. 3.5). Он состоит
из рычага 8 со сферическим концом 9,
шаровой опоры 10, тяги 6, соединительного
шарнира 5, штока 4 и механизмов выбора и
переключения передач.
Рычаг переключения
передач закреплен на полу кузова
автомобиля. Отверстие в полу для тяги
6 закрыто резиновым чехлом 7. На конце
щтока 4 установлен рычаг 2, который связан
с трехплечим рычагом 3 механизма выбора
передач, выполненного отдельным узлом
и размещенным в картере 1 сцепления. В
привод переключения передач входят
Рис. 3.5. Привод переключения передач переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ:
1 — картер; 2, 3, 8 — рычаги; 4 — шток; 5 — шарнир; 6 — тяга; 7 — чехол; 9 — конец рычага; 10 — опора
также три штока с закрепленными на них вилками и шариковые фиксаторы штоков.
Коробка передач вместе с картером сцепления крепится к блоку цилиндров двигателя. В коробку через резьбовое отверстие с пробкой 19 (см. рис. 3.4) заливается моторное масло. Масло из коробки передач сливают через резьбовое отверстие с пробкой 20.
Трехвальные
коробки передач.
Наибольшее распространение на легковых,
грузовых автомобилях и автобусах
получили трехвальные коробки передач.
Эти коробки передач имеют три вала —
первичный (ведущий), вторичный (ведомый)
и промежуточный, на которых установлены
шестерни различных передач. Отличитель-ной
особенностью трехвальных коробок
передач является наличие прямой передачи
с передаточным числом
,
на которой первичный и вторичный валы
соединяются напрямую, и автомобиль
движется большую часть времени.
На прямой передаче КПД трехвальной коробки передач больше по величине, чем у двухвальной, и коробка передач работает менее шумно. На остальных передачах, кроме заднего хода, в трехвальной коробке передач в зацеплении находятся две пары шестерен, что несколько снижает КПД коробки, но позволяет иметь на первой передаче большое передаточное число.
В
трехвальной коробке передач (рис. 3.6) на
любой передаче, кроме прямой и заднего
хода, крутящий момент двигателя с
первичного вала 1 передается через
шестерни 2 и 7 постоянного зацепления,
промежуточный вал 5 и шестерни 6 и 3 на
вторичный вал 4, соединенный с ведущими
колесами автомобиля.
При этом крутящий
момент на промежуточном валу 5 больше
крутящего момента на первичном валу 1,
так как диаметр и число зубьев шестерни
7 больше, чем у шестерни 2. В то же время
крутящий момент на вторичном валу 4
будет больше, чем на промежуточном валу
5.
Рис. 3.6. Схема работы трехвальной коробки передач:
а, б — движение вперед; в — движение задним ходом; 1 — первичный вал; 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10 — шестерни; 4 — вторичный вал; 5 — промежуточный вал
При включении прямой передачи крутящий момент передается непосредственно с первичного вала 1 на вторичный вал 4. При включении передачи заднего хода промежуточная шестерня 9 вводится в зацепление между шестернями 8 и 10. Вследствие этого вторичный вал 4 коробки передач вращается в сторону, противоположную вращению первичного вала 1, и обеспечивается движение автомобиля задним ходом.
Конструкция
трехвальной коробки передач и число ее
передач во многом зависят от типа
автомобиля.
Однако широкое применение
получили четырех- и пятиступенчатые
коробки передач на легковых и грузовых
автомобилях и автобусах.
Конструкция коробки передач легковых автомобилей ВАЗ показана на рис. 3.7. Коробка передач механическая, четырехступенчатая, трехходовая, с постоянным зацеплением шестерен, с синхронизаторами и неавтоматическая (с ручным управлением).
Рис. 3.7. Коробка передач легковых автомобилей ВАЗ:
а — общий вид; б, г — схемы коробки и синхронизатора; в — синхронизатор; 1 — первичный вал; 2, 72, 14, 19 — крышки; 3, 5, 6, 9, 10, 76, 77, 23 — шестерни; 4, 7 — синхронизаторы; 8 — вторичный вал; 11, 29 — пружины; 73 — рычаг; 15 — вилка; 18 — ось; 20 — пробка; 27 — промежуточный вал; 22 — картер; 24, 26, 28 — ползуны; 25 — фиксатор; 27 — замок; 30 — кольцо; 37 — ступица; 32 — муфта; I — IV — передачи
Коробка
имеет четыре передачи для движения
вперед и одну передачу для движения
назад.
Шестерни всех передач (кроме
заднего хода) — косозубые, что уменьшает
шум при работе коробки передач, имеют
постоянное зацепление. Шестерни передачи
заднего хода — прямозубые. Передачи
для движения вперед включаются с помощью
синхронизаторов, а для движения назад
— передвижением промежуточной шестерни
заднего хода. Переключаются передачи
с помощью рычага, который имеет три хода
вперед и назад для переключения передач.
В
отлитом из алюминиевого сплава картере
22 коробки передач на подшипниках
установлены первичный (ведущий) 1,
вторичный (ведомый) 8 и промежуточный
21 валы. Первичный вал выполнен как одно
целое с шестерней 3, находящейся в
постоянном зацеплении с шестерней 23
промежуточного вала, представляющего
собой блок шестерен. На вторичном валу
свободно установлены шестерни 5, 6 и 9
соответственно III, II и I передач, находящиеся
в постоянном зацеплении с соответствующими
шестернями промежуточного вала. На
вторичном валу также жестко закреплены
ступицы синхронизаторов 4 и 7 и шестерня
10 заднего хода.
Промежуточная шестерня
16 заднего хода свободно установлена на
оси 18. При включении I и II передач
синхронизатор 7 соединяет соответственно
шестерни 6 и 9 с вторичным валом коробки
передач. При включении III и IV передач
синхронизатор 4 соединяет соответственно
шестерню 5 и первичный вал 1 с вторичным
валом. Задний ход включается вилкой 15
путем введения в зацепление шестерни
16 с шестернями 17 и 10. Картер коробки
передач закрывается крышками 19, 2 и 14.
Под нижнюю 19 и заднюю 14 крышки установлены
прокладки. Синхронизатор состоит из
ступицы 31, скользящей муфты 32, блокирующих
колец 30 и пружин 29. Ступица синхронизатора
закреплена на вторичном валу коробки
передач. Она имеет наружные шлицы, на
которых установлена скользящая муфта
32 с внутренними коническими поверхностями.
Блокирующие кольца 30 имеют наружные
конические поверхности и внутренние
зубья со скосами. Блокирующие кольца
постоянно отжимаются пружинами 29 к
скользящей муфте 32. Работа синхронизатора
основана на использовании сил трения.
Включение передачи возможно только
после предварительного уравнивания
угловых скоростей вторичного вала и
шестерни включаемой передачи. После
уравнивания угловых скоростей за счет
трения между коническими поверхностями
скользящей муфты 32 и блокирующего кольца
30 зубья муфты входят в зацепление с
зубчатым венцом синхронизатора,
выполненным на шестерне. В этом случае
свободно вращающаяся шестерня на
вторичном валу с помощью синхронизатора
соединяется с вторичным валом, и передача
включается.
Механизм
переключения коробки передач включает
рычаг переключения 13, ползуны 24, 26 и 28 с
вилками, шариковые фиксаторы 25 и замок
27. Рычаг 13 прижимается пружиной 11 к
сферической поверхности крышки 12 шаровой
опоры и имеет фигурный конец, который
при переключении передач входит в пазы
вилок. Вилки, установленные на ползунах,
входят в выточки скользящих муфт
синхронизаторов 4 и 7 и промежуточной
шестерни 16 заднего хода. Шариковые
фиксаторы 25 удерживают ползуны в
нейтральном и включенном положениях,
а замок 27 исключает одновременное
включение двух передач.
Замок состоит
из двух блокировочных сухарей и штифта
между ними. При перемещении среднего
ползуна 26 оба сухаря выходят из его
углублений и запирают крайние ползуны
24 и 28, исключая их смещение. При перемещении
одного из крайних ползунов сухарь
выходит из его углубления, блокирует
средний ползун и, действуя через штифт
на другой сухарь, запирает также другой
крайний ползун, что исключает включение
двух передач одновременно.
Коробка передач крепится к заднему торцу картера сцепления. В нее через резьбовое отверстие с пробкой 20 заливают трансмиссионное масло. Внутренняя полость коробки передач через сапун сообщается с атмосферой. Масло из коробки передач сливается через резьбовое отверстие с пробкой, расположенное в нижней крышке 19.
Коробка передач – UGears Suomi
youtube.com/embed/KyQIEBXHbeE?controls=1&enablejsapi=1&modestbranding=1&origin=https%3A%2F%2Fugears.fi&playsinline=1&rel=0″ title=»Gearbox»> 25,90 €
Название по умолчанию
Коробка передач находится в резерве и будет отправлен, как только он снова появится на складе.
Обучающий 3D-пазл Gearbox от Ugears STEM Lab. Откройте для себя в AR
- Experiment: модель поставляется с Учебным пособием по карманной модели с историей создания и дизайном механизма, а также увлекательными и интересными заданиями.
- Погрузитесь в дополненную реальность (AR), узнайте, как коробка передач используется в автомобиле, и взаимодействуйте с ней через специальное AR-приложение Ugears.
Узнайте, как работает GEARBOX
Gearbox представляет собой стилизованную учебную модель, интерактивное учебное пособие по механизму, предназначенное только для изучения его основ и принципов работы.
Механическая коробка передач представляет собой редуктор, который обеспечивает преобразование скорости и крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. После сборки можно поэкспериментировать с ручным редуктором Ugears, по очереди выбрать I, II, III или задний ход с кинематической парой шестерен с разным передаточным числом и, вращая рукоятку привода по часовой стрелке, можно наблюдать и контролировать вращение скорость промежуточного и ведущего валов. В положении «N» – холостой ход, при котором обе муфты промежуточного вала остаются отсоединенными и работают на холостом ходу; первая передача заставляет промежуточный вал и шестерни вращаться с наименьшей скоростью; Вторая передача позволяет приводному валу вместе с маховиком вращаться со средней скоростью, а третья передача позволяет промежуточному валу и всем шестерням вращаться с максимальной скоростью. Включите передачу заднего хода и посмотрите, как шестерня ведущей муфты перемещается влево к шестерне «R» и соединяется с ней, передавая вращение на низшую шестерню и заставляя промежуточный вал и все шестерни вращаться в обратном направлении.
Кто и когда изобрел
Изобретение коробки передач принадлежит известному немецкому инженеру Карлу Бенцу.
Применение
Коробка передач в основном используется в автомобильной промышленности как часть механизма трансмиссии автомобиля, передающая крутящий момент от вала двигателя к колесам.
Механизм коробки передач состоит из:
- Рычаг переключения передач
- Промежуточный вал с зубчатыми муфтами
- Подшипник промежуточной шестерни заднего хода
- Приводной вал
- Рукоятка привода
Gearbox разработан, чтобы служить инструментом обучения, а не головоломкой.
Как и в случае с другими коллекциями Ugear, сборка моделей STEM-lab — увлекательное и комплексное занятие: все, что вам нужно для создания, изучения и открытия, поставляется в коробке. Там вы найдете:
- Высококачественные деревянные доски с предварительно вырезанными деталями и другие стандартные принадлежности.
Сборка не требует клея или дополнительных инструментов. Детали выходят из досок при легком нажатии. - Подробная пошаговая цветная инструкция. Легко следовать – легко учиться.
- Примеры и предложения для ваших забавных практических проектов.
- QR-код к Pocket Model’s Study Guide (Gearbox Essentials с описанием механизма, принципа работы, основных характеристик, определений и формул).
- QR-код для приложения Ugears AR. Новая интересная функция от Ugears, которая сделает ваше обучение еще более увлекательным!
Сборка не требует клея или дополнительных инструментов. Детали выходят из досок при легком нажатии. Размер модели: 13*10*11 см
Размер упаковки: 20,5*18,8*6,3 см
Количество компонентов: 120
Расчетное время сборки: 1-2 часа
Промышленные редукторы — Superior Gearbox Company
Нажмите, чтобы развернуть
Superior Gearbox Company производит высококачественные промышленные редукторы и сопутствующую продукцию для поддержки широкого спектра систем передачи энергии и приложений.
На протяжении более 30 лет наши опытные производственные и инженерные группы расширяли нашу стандартную линейку продуктов зубчатыми передачами, изготовленными по индивидуальному заказу, чтобы удовлетворить самые строгие требования приложений.
Сильные стороны, которые продолжают способствовать росту Superior Gearbox в отрасли, включают непревзойденный контроль качества и внимательное обслуживание клиентов. Наше пристальное внимание к деталям на каждом этапе производственного процесса гарантирует, что каждый продукт, покидающий наше предприятие, тщательно проверяется в соответствии со строгими процедурами тестирования.
Клиенты доверяют высококачественным промышленным коробкам передач, поставляемым компанией Superior Gearbox. Изучая назначение промышленных редукторов, мы рассмотрим типы доступных продуктов, а также их наиболее типичные области применения и отрасли, которые мы обслуживаем.
Промышленные редукторы представляют собой механические устройства, которые являются важным компонентом машин, используемых в различных отраслях промышленности.
Закрытый корпус, содержащий ряд шестерен и валов, передает мощность между устройствами в системе. Назначение редукторов — увеличить крутящий момент, уменьшить скорость вращения выходного вала первичного двигателя и преобразовать механическую энергию в полезную форму.
Использование промышленного редуктора является обязательным в широком спектре приложений для передачи мощности вращательного движения. В отличие от массовых редукторов, промышленные редукторы Superior могут выполнять несколько функций независимо от продолжительности работы на высоких скоростях, необходимых для высокопроизводительного оборудования.
Superior Gearbox Company предлагает промышленные редукторы различных конструкций и спецификаций для удовлетворения потребностей бизнеса наших клиентов. Обычно редуктор используется в станках, промышленном оборудовании, конвейерах и погрузочно-разгрузочном оборудовании.
Ниже описаны различные типы промышленных редукторов, а также общие области применения каждого из них:
Цилиндрический промышленный редуктор
Цилиндрический промышленный редуктор значительно меньше других редукторов и потребляет меньше энергии.
Установки, не требующие особого обслуживания, могут соответствовать требованиям промышленного применения, обеспечивая при этом длительный срок службы. В косозубых зубчатых передачах используются угловые зубчатые передачи, а не прямые зубья цилиндрических зубчатых колес. Линия контакта между двумя сопрягаемыми шестернями наклонена для обеспечения постепенного зацепления зубьев шестерни от одного конца зуба к другому, что обеспечивает низкий уровень шума.
В промышленности, где требуются более высокие скорости и крутящий момент или просто более тихая работа, косозубые редукторы стали более популярными, чем прямозубые зубчатые передачи. В устройствах с низким энергопотреблением используется трение качения винтовых зубчатых колес для достижения максимальной эффективности. Уникальная конструкция с фиксированным углом обеспечивает максимальную мощность измельчения при вращении в одном направлении.
Цилиндрические промышленные редукторы отвечают требованиям использования в тяжелых промышленных условиях, таких как пластмассовые, резиновые и цементные конструкции, где большое потребление механической энергии является проблемой.
К другим типичным маломощным приложениям относятся:
- Дробители
- Grinders
- Экстрадеры
- COOLERS
- Конвейер
Коаксиальная спиральная спиральная коробка
. одинаковом направлении в зависимости от требований приложения.Коаксиально-цилиндрические рядные редукторы обеспечивают точность, превосходное качество и эффективность и являются идеальным решением для тяжелых механических операций. Типичные области применения включают в себя:
- Мешалки
- Конвейеры
- Краны
- Питатели
В отличие от других редукторов, этот тип агрегатов обеспечивает максимальную производительность благодаря уникальному расположению входного и выходного валов.
Конический косозубый промышленный редуктор
Основной функцией коническо-винтового промышленного редуктора является обеспечение вращательного движения между непараллельными валами.
Конусообразное основание внутри блока, расположенное близко к краю устройства, содержит изогнутые зубья, обеспечивающие высокий выходной крутящий момент.
Typical applications of this type of gearbox include:
- Cranes
- Kneaders
- Mixers
- Agitators
- Turf Equipment and Mowers
- Irrigation Pumps
- Bucket Elevators
- Coal Pulverizing Mills
Bevel helical industrial gearboxes имеют длительный срок службы и идеально подходят для мощных приложений, требующих уникально высокого выходного крутящего момента, обеспечиваемого бесшумными механизмами.
Каждый конический редуктор, предлагаемый компанией Superior Gearbox, имеет определенные передаточные числа и диаметры валов для предполагаемого применения.
Косозубый косозубый редуктор
Механические преимущества становятся очевидными при монтаже наклонно-косозубого косозубого промышленного редуктора на соответствующий выходной вал двигателя.
Жесткая конструкция подходит для работы с большими нагрузками и может быть изменена путем изменения количества шестерен и зубьев в соответствии с требованиями спецификации.
Колоссальная конструкция может регулировать скорость и крутящий момент, увеличивая, уменьшая или реверсируя число оборотов. Косозубый редуктор с косой конической передачей является идеальным решением практически для любого промышленного применения.
Червячные редукторы
В редукторах этого типа используется червячное колесо большого диаметра, которое входит в зацепление с зубьями на краю редуктора. Когда червяк вращается, он заставляет колесо вращаться подобно винту. Червячные редукторы идеально подходят для приложений, требующих повышенного снижения скорости между непересекающимися валами со скрещенными осями, и идеально подходят для использования в следующих отраслях промышленности:
- Химическая промышленность
- Удобрения
- Минералы
- Лифты
- Конвейерные ленты
Планетарный редуктор
Название описывает зубчатую систему, в которой одна или несколько «планет» вращаются вокруг центральной шестерни.
Планетарные редукторы обеспечивают улучшенную производительность и высокое отношение крутящего момента к объему, что эффективно:
- Увеличивает крутящий момент
- Снижает скорость
- Обеспечивает точное позиционирование
- Управляет воспроизводимым механизмом
- Продлевает срок службы оборудования
или сплошные и могут быть установлены на фланце, опоре или валу. Единицы отчетливо точны и предлагают четко определенную функциональность.
The sturdy industrial gearboxes are viable in a broad range of industries for various applications, that include:
- Vehicle transmission
- Slew drives
- Winch drives
- Track drives
- Mixing
- Pumps
- Medical scanners
- Операционные столы
- Нефтехимическая промышленность
Редукторы являются важнейшим компонентом современного оборудования и могут применяться во множестве промышленных применений.
В зависимости от требуемой функциональности сочетание редукторов может эффективно решать каждую конкретную задачу. Некоторые из крупнейших секторов, использующих продукцию Superior Gearbox Company, включают:
Сахарная промышленность
По мере роста спроса на сахар потребность в промышленных редукторах продолжает расти. Сахарная промышленность в значительной степени зависит от различных типов промышленного оборудования, для которого требуется широкий спектр промышленных редукторов, которые могут управлять различными передаточными числами, скоростями и крутящим моментом.
Например, при переработке свеклы и сахарного тростника требуется повышенное число передаточных чисел для преобразования продукта в сахар.
Использование винтовых, планетарных и многих других промышленных редукторов поддерживает надлежащую эксплуатационную потребность в различных машинах, используемых в сахарной промышленности. Типичные области применения промышленных редукторов в сахарной промышленности включают:
- Cane Carrier
- Magma Mixer
- Feeder Table
- Mill Drive
- Under Feed Drive
- Cane Carrier
- Cane Pusher
- Rake Elevator
- Inter Rake Carrier
- Magma Pumps
- Bag Handling Conveyors
Бумажная промышленность
Существует глобальный спрос на бумажную продукцию, при этом многие предприятия зависят от использования бумаги в повседневных операциях.
Для каждой машины, производящей бумагу, требуется промышленный редуктор другого типа, способный выполнять определенные функции.
Superior Gearbox Company производит промышленные редукторы для бумажной промышленности, используя чугун, алюминиевые сплавы и сталь для оптимальной работы оборудования. В бумажной промышленности часто требуется использование следующих редукторов:
- Редукторы бумагоделательных машин
- Редукторы мельниц
- Редукторы намоточных машин
Цементная промышленность
Ситуации с высоким крутящим моментом являются обычным явлением при переработке цемента. Параллельные валы и конические косозубые редукторы могут снижать скорость двигателя и увеличивать крутящий момент по мере необходимости.
Цементная промышленность постоянно нуждается в изменении крутящего момента редукторов, чтобы помочь с увеличением мощности двигателя, снижением скорости и другими функциями, характерными для промышленного оборудования.