Коробка передач редуктор что это такое
Редукторы и коробки передач (назначение, виды, основные параметры, передаточные отношения, принципы расчета).
Редуктором называется передача, установленная в отдельной закрытой коробке, называемой корпусом, и служащая для снижения угловой скорости и, соответственно, повышения вращающего момента на ведомом валу. Если передача помещается в отдельном корпусе и предназначена для повышения угловой скорости ведомого вала, то она называется ускорителем, или мультипликатором.
По виду передачи редукторы бывают цилиндрические, конические, червячные, планетарные, волновые и комбинированные.
По числу передач –одноступенчатые и многоступенчатые, чаще всего двух – и трехступенчатые.
В большинстве зубчатых редукторов корпус состоит из двух основных деталей –основания и крышки. Для осмотра передач и заливки масла сверху крышки имеется смотровое окно, закрываемое крышкой. Внизу основания –маслоспускное отверстие, закрываемое пробкой.
Корпуса редукторов изготавливают обычно из чугунного литья, а для передачи мощностей и при ударных нагрузках отливают из высокопрочного чугуна или из стали. При индивидуальном или мелкосерийном производстве корпуса редукторов изготовляют сварными из листовой стали. Подшипники устанавливают обычно в специальных приливах корпуса.
Основные размеры корпуса –длина, ширина и высота зависят от размеров зубчатых колес, остальные размеры определяются по эмпирическим формулам.
Валы передач редукторов обычно устанавливают на подшипниках качения. Смазка зубчатых колес редукторов при окружных скоростях до 12-15 м/с осуществляется путем окунания колес в масляную ванну (картерная смазка). В редукторах с быстроходными передачами применяют струйную или циркуляционную смазку (под давлением).
Цилиндрические колеса, у которых зубья расположены по винтовым линиям на делительном цилиндре, называют косозубыми. В отличие от прямозубой в косозубой передаче зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. Увеличивается время контакта одной пары зубьев, в течение которого входят в зацепление новые пары зубьев, нагрузка передается по большому числу контактных линий, что значительно снижает шум и динамические нагрузки.
В прямозубых передачах коэффициент перекрытия всегда меньше, чем в косозубых и равен 1+2; для косозубых передач коэффициент перекрытия больше 2. Чем больше угол наклона линии зуба, тем выше плавность зацепления и нагрузочная способность передачи, поэтому в быстроходных и высоконагруженных передачах вместо прямых зубьев применяют косые, шевронные и криволинейные.
Коническая зубчатая передача осуществляет передачу вращения между валами, геометрические оси которых пересекаются.
Передаточное отношение пары зубчатых колес:
Где ⍵1, n1, z1, T1 –соответственно угловая скорость, частота вращения, делительный деаметр, число зубьев и крутящий момент шестерни; ⍵2, n2, z2, T2 –то же, ведомого зубчатого колеса; η –КПД предачи.
Основные параметры цилиндрических зубчатых редукторов: межосевое расстояние aw, передаточное отношение u, коэффициент ширины зубчатых колес ψa нормализованы СТ СЭВ 229-75.
Основные параметры конических зубчатых редукторов: внешний делительный диаметр ведомого колеса dl2, передаточное отношение u и ширина колеса b нормализованы ГОСТ 12289-76.
Коробка передач –это многозвенный механизм, в котором ступенчатое изменение передаточного отношения осуществляется при переключении зубчатых передач, размещенных в отдельном корпусе или в общем корпусе с другими механизмами.
При увеличении пер отношения уменьшается частота вращения колес по сравнению с числом оборотов двигателя и тяговое усилие возрастает; с уменьш пер отнош и увел чмсла оборотоа колес тяговое усилие уменьш, скорость возрастает.
Существует большое разнообразие коробок передач в зависимости от области применения, типа рабочей машины, режима работы и других факторов.
В зависимости от способа изменения передаточного отношения различают ступенчатые коробки передач, бесступенчатые и комбинированные.
По числу передач бывают: 3 –х ступенчатые, 4 –х ступенчатые, пятиступенчатые и многоступенчатые.
По кинематической схеме: простые и планетарные.
По способу переключения: с передвижными шестернями, с зубчатыми муфтами, с синхронизаторами и фрикционными или электромагнитными муфтами.
В автомобилестроении получили широкое применение коробки передач со смешанным переключением: переключение высших передач с помощью синхронизаторов, а низших –с помощью передвижного зубчатого колеса.
Червячная передача. ЧП относится к передачам зацеплением с перекрещивающимися осями валов. Движение в червячных передачах осуществляется по принципу винтовой пары. Существенное отличие червячной передачи от зубчатой заключается в том, что окружные скорости червяка и колеса не совпадают ни по величине, ни по направлению. Поэтому червячные передачи имеют следующие особенности
· Начальные окружности не перекатываются, а скользят;
· Скорость скольжения в передаче весьма значительная;
· Передаточное отношение не может быть выражено отношением диаметров и выражается как 
, где
⍵1 и ⍵2 –угловые скорости червяка и колеса;
n2, z2, d2 –соответственно частота вращения, число зубьев и начальный диаметр колеса;
n1, z1, d1 –частота вращения, число заходов резьбы и начальный диаметр червяка;
γ –начальный угол подъема резьбы червяка;
Т2 Т1 –крутящие моменты, передаваемые соответственно червячным колесом и червяком;
По сравнению с обыкновенными зубчатыми передачами передаточное отношение червячной передачи может быть значительно большим. При одном и том же передаточном отношении червячная передача гораздо компактнее обыкновенной зубчатой передачи. Возможность осуществления большого передаточного отношения при одной ступени передачи, компактность, плавность и бесшумность работы –основные достоинства червячных передач.
Из червячных редукторов наибольшее распространение имеют одноступенчатые. Диапазон передаточных отношений u = 8÷63.
При больших передаточных отношениях применяют двухступенчатые червячные редукторы или комбинированные зубчато – червячные редукторы.
Применяют редукторы со следующим расположением червяка и червячного колеса:
· Червяк под колесом –при окружной скорости до 4-5 м/с, смазка окунанием червяка; допускает передачу большой мощности по критерию нагрева, но возникает проблема утечки масла;
· Червяк над колесом –в быстроходных передачах; смазка окунанием колеса, во избежание излишних потерь на разбрызгивание масла быстроходным червяком;
· Червяк с горизонтальной осью, расположенной сбоку колеса;
· Червяк расположен вертикально сбоку колеса.
В червячных редукторах с боковым расположением червяка смазка подшипников вертикальных валов затруднена.
В зависимости от формы профиля резьбы различают червяки: архимедовы –с трапецеидальным профилем резьбы в осевом сечении; конволютные –с трапецеидальным профилем в нормальном сечении витков червяка; эвольвентные –с эвольвентным профилем в осевом сечении червяка; червяк с вогнутым профилем витков.
Червяки бывают цилиндрические и глобоидные, однозаходные и многозаходные.
Ведущим звеном червячной передачи в большинстве случаев является червяк, а ведомым –червячное колесо. При этом обычно имеет место явление самоторможения червячной передачи. В самотормозящихся червячных редукторах вращение передается только с червяка на червячное колесо, а с червячного колеса на червяк невозможно, вследствие того, что угол подъема резьбы червяка меньше угла трения.
Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 15 ; Нарушение авторских прав
Редуктор заднего моста.
Редуктор заднего моста понижает крутящий момент двигателя и передает его ведущим колесам.
Движение автомобилю придает силовая установка – двигатель. Энергия, необходимая для движения, отбирается с вращающегося коленчатого вала двигателя, однако передавать энергию эту энергию напрямую на колеса нельзя – они будут крутиться слишком быстро и скорость автомобиля будет такой, что им невозможно будет управлять. Для понижения скорости в заднеприводном или полноприводом автомобиле есть целых два устройства – коробка передач и редуктор заднего моста.
Казалось бы, для понижения скорости вращения вала достаточно одного устройства – коробки передач. В соответствии с этим принципом построена трансмиссия мотоцикла – редуктора у него нет. Однако автомобиль отличается от мотоцикла тем, что у него два ведущих колеса, поэтому и возникает необходимость во втором устройстве, которым и является редуктор заднего моста, раздающий вращение одного входного вала двум выходным валам.
Строго говоря, в корпусе узла, который принято называть редуктором, скрываются два устройства. Второе – дифференциал, он занимается распределением крутящего момента в нужной пропорции. Задача редуктора – снижать скорость вращения выходных валов по отношению к входному. Редуктор, преобразующий высокую угловую скорость входного вала в более низкую, обычно называют демультипликатором.
Передаточное число редуктора заднего моста
Редукторы заднего моста классифицируют по так называемому передаточному числу. Передаточное число — это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомых валов. Иными словами, согласно правилу теории расчета параметров трансмиссии, разница в скорости входного вала и выходных валов может быть рассчитана по специальной формуле. На выходе останется число, которое называют передаточным.
Чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля
На практике важно знать только одно: чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля. Соответственно, чем ниже передаточное число, тем автомобиль будет быстрее. Знать это важно, потому что на одну и ту же модель в разных модификациях нередко ставят редукторы с различным передаточным числом. Например, редуктор ВАЗ-2102 в кузове универсал, предназначенной для перевозки грузов, обладал числом 4,4, а на пассажирскую ВАЗ-2101 ставился редуктор с передаточным числом 4,3. Это значит: за один оборот ведомой шестерни на выходном вале редуктора каждый ее зуб войдет в зацепление с ведущей шестерней и выйдет из него 4 целых 3 десятых раза. Такую же закономерность можно проследить и в конструкции любых заднеприводных автомобилей, например в BMW.
Особенности конструкции редуктора заднего моста
Для передачи крутящего момента с ведущего вала на расположенные под прямым углом к нему ведомые валы применяются шестерни, или иначе зубчатые колеса. Поскольку валы находятся под разными углами, зубья шестерен имеют специфическую форму — такие шестерни называются коническими.
Применение конических шестерен обусловлено не только необходимостью передавать вращение, но и тем, что зубчатые колеса этого типа издают при работе меньше всего шума, а это важно для обеспечения комфорта в небольшом легковом автомобиле.
Чтобы редуктор действительно был механизмом, понижающим скорость вращения, необходимо, чтобы ведущее зубчатое колесо отличалось по размеру от ведомых. Если это правило соблюдено, на один полный оборот входящего вала приходится неполный оборот или несколько оборотов ведомого вала – таким образом скорость вращения редуцируется, то есть снижается. В некоторых автомобилях требуется очень существенное понижение скорости вращения — к примеру, в вездеходах, которые в некоторых ситуациях передвигаются очень медленно, чтобы не застрять.
Особенности эксплуатации редуктора заднего моста
При работе зубья шестерен контактируют друг с другом, то есть входят в зацепление и выходят из него. Как бы хорошо ни были подобраны и отрегулированы шестерни, при работе зубья все равно изнашиваются. Поэтому шестерни делают из высококачественной закаленной стали, а в корпус редуктора заливают жидкое трансмиссионное масло. Масло имеет тенденцию вытекать, и удерживают его в корпусе уплотнения в местах выхода валов. Эти уплотнения называются сальниками и имеют ограниченный срок службы. Когда сальники изнашиваются, на корпусе в месте выхода валов появляются пятна масла. Если вовремя не заменить их, масло вытечет, и его износ многократно ускорится. Кроме того, через изношенные уплотнения внутрь корпуса попадает грязь. Для предотвращения этого корпус редуктора необходимо периодически осматривать из смотровой ямы.
Корпус редуктора заднего моста
Корпус редуктора – деталь, целиком отлитая из металла. Метод отливки хорош тем, что полученная при его помощи деталь обладает высокой прочностью, что необходимо, учитывая тяжелые ус?6?
Было полезно или интересно? — RePost.
Коробки передач — в чем разница?
Известно, что всего может быть четыре разновидности коробки передач — механическая, автоматизированная, роботизированная и вариаторная. При этом невозможно сказать, какая из них самая лучшая, поскольку каждая имеет свои плюсы и минусы. Редакция IRR изучила каждую из них и сделала специальный обзор. Поехали!
Механическая коробка передач
Первой изобрели механическую коробку передач (МКПП), а случилось это важное в автомобилестроении событие более 100 лет назад. Задача любой коробки передач состоит в передаче крутящего момента мотора к колесам автомобиля. В механической трансмиссии этот процесс передается ступенчато. Она состоит из:
На картинке изображен принцип работы механической коробки передач.
Картер состоит из подшипников с вращающимися валами, причем у этих валов различное число зубьев шестерен. Чем меньше передаточное число между взаимодействующими валами, тем больший крутящий момент передается на колеса авто, соответственно и больше нагрузка на двигатель. При помощи рычага водитель переключает передачу, что приводит к изменению передаточного числа — это изменяет крутящий момент, передающийся на вторичный вал, а затем — на колесный привод.
При управления автомобилем с МКПП водителю нужно постоянно переключать передачи вручную, зажимая при этом педаль сцепления. Преимущество этих коробок в простоте конструкции, низкой цене, надежности и длительном сроке службы.
Благодаря механической трансмиссии водители смогут ощутить всю мощь своего железного коня, ведь она дает возможность полностью контролировать обороты двигателя и динамику разгона. Механику практически всегда устанавливают на машины, предназначенные для езды по бездорожью и соревнований по стрит-рейсингу.
Среди недостатков МКПП сложность управления для новичков. Неопытные водители во время переключения передач могут забыть зажать сцепление или не дожать его до конца, что приведет к серьезной поломке и необходимости замены коробки передач. Также есть большая вероятность рано или поздно сжечь само сцепление.
Автоматизированная коробка передач
Главное отличие автоматической коробки (АКПП) от механической в том, что передачи в ней переключаются автоматически.
Автоматизированная коробка передач состоит из:
На картинке изображен принцип работы планетарного редуктора.
Гидротрансформатор выполняет одновременно две функции: сцепление и передачу крутящего момента к планетарному редуктору. Он состоит из реакторного, насосного и турбинного колеса. С валом двигателя соединяется насосное колесо. Турбинное колесо соединено с планетарным редуктором, по сути, являющимся механической коробкой передач. Реакторное колесо остается неподвижным, причем оно располагается между насосным и турбинным. Между всеми колесами есть пространство, заполненное специальной жидкостью — трансмиссионным маслом.
Планетарный редуктор — это узел автоматизированной коробки передач, состоящий из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. В таком механизме крутящий момент передается от вала с солнечной шестерней на вал, соединенный с водилом. Редуктор предназначен для передачи крутящего момента на вал, соединенный с колесами.
Автоматическая трансмиссия имеет много преимуществ по сравнению с механической. Во-первых, в ней есть система пассивной безопасности, которая не даст машине катиться назад на неровной поверхности. Во-вторых, машины с такой коробкой передач считаются достаточно надежными — если сравнивать автомат с механикой, то первый не так быстро «убивает» мотор. Но тут причина скорее состоит в неумении мастерски переключать вручную передачи на механике. Но зато сама автоматизированная коробка передач выходит из строя быстрее, чем механическая, и как результат, требует более частого ремонта.
Среди минусов автоматической трансмиссии: дорогостоящий ремонт, больший по сравнению с механикой расход бензина, сложность буксировки. Большинство современных машин с АКПП можно буксировать, соблюдая «золотое правило 50/50», то есть на скорости, не превышающей 50 км/ч, и не дальше, чем на 50 км. При выборе авто нужно заранее узнать, можно ли его буксировать. Это правило относится также к вариаторам и к некоторым роботам, поэтому на такие особенности лучше заранее обращать внимание при выборе машины.
Еще один важный момент, с которым придется столкнуться владельцу автомобиля с автоматической трансмиссией, — сложность управления при заносе. Опытному водителю намного проще будет выровнять машину с механикой, переключая передачи и регулируя скорость нажатием педали газа.
Роботизированная коробка передач
Роботизированная трансмиссия (РКПП) имеет принцип работы, похожий на обычную механическую коробку, с разницей лишь в том, что разработчики доверили переключение передач электронному механизму.
Роботизированная коробка передач состоит из:
На картинке изображен принцип работы роботизированной коробки передач.
Сначала роботизированные коробки передач не пользовались спросом у водителей, так как при их работе возникало немало проблем. При автоматическом переключении передачи машина могла дергаться, и это создавало неприятные ощущения у водителя и пассажиров. Но ситуация поменялась, как только инженеры разработали трансмиссию второго поколения с двумя сцеплениями. На сегодняшний день роботы установлены в автомобилях BMW, Fiat, Volkswagen, Audi и многих других.
Преимущество роботизированной трансмиссии — высокая скорость переключения передач и экономный расход топлива. Среди недостатков специалисты отмечают высокую стоимость ремонта и обслуживания. Не так просто найти специалиста, который хорошо разбирается в электронике и качественно отремонтирует роботизированную трансмиссию.
В некоторых моделях авто водитель может ощутить неприятные рывки во время езды на первой передаче, но на высокой скорости машина будет ехать плавно. Также возможен небольшой откат назад при старте, поэтому придется особенно осторожно выезжать с парковки.
Вариаторная коробка передач
Вариаторная коробка передач — эта одна из разновидностей автомата, но при этом она отличается от классической автоматической трансмиссии тем, что передачи переключаются бесступенчато, то есть плавно.
Вариаторная трансмиссия состоит из:
На картинке изображен принцип работы вариаторной коробки передач.
Достоинство вариаторной коробки передач — неплохая динамика движения машины во время езды на большие расстояния, а за счет плавного переключения режимов топливо будет расходоваться экономно. Автомобили с бесступенчатой трансмиссией считаются безопасными, ведь во время движения по скользкой трассе колеса не будут пробуксовывать.
Не лишена вариаторная коробка передач и недостатков — многие водители сталкиваются с необходимость дорогостоящего технического обслуживания, например, придется покупать недешевое трансмиссионное масло. Периодичность замены масла зависит от конкретной модели авто. Во многих машинах с вариаторной коробкой передач специалисты советуют проводить замену через каждые 30 тысяч километров.
Во многих вариаторах слабые ремни, которые очень быстро изнашиваются, и чтобы этого избежать, придется заливать специальную жидкость. Но такая особенность характерна далеко не для всех авто. Например, в трансмиссии Multitronic, которая устанавливаются на авто премиум-класса Audi, используется эластичная металлическая цепь. И тут после нескольких лет эксплуатации может возникнуть другая проблема. Принцип работы Multitronic состоит в том, что металлическая цепь сцепляется с гладкими шкивами. За счет силы трения цепь и шкивы изнашиваются, поэтому необходимо будет их менять после пробега 250-300 тысяч километров.
Любители спортивных приемов вождения не смогут применить их на практике, поскольку такая возможность ограничена инженерами для того, чтобы продлить срок службы вариаторной трансмиссии. Резкое торможение или старт могут способствовать быстрому выходу из строя такой коробки передач, поэтому водителям, привыкшим к резкой манере вождения, желательно выбирать авто с другим типом трансмиссии.
Что такое Редуктор и как работает? Принцип работы и для чего нужен.
Редуктор — это важный узел трансмиссии, назначение которого состоит в уменьшении крутящего момента коленвала и передаче его на дифференциал, вращающий колеса. Устройства отличаются в зависимости от места установки и особенностей конструкции.
Виды и типы редукторов
По месту установки и назначения различают два типа редукторов:
Передний, интегрированный в КПП. Предназначен для передачи момента на передние колеса полноприводных авто и машин с передним приводом;
Задний, устанавливаемый в задней оси. Узел приводит в движение задние колеса полноприводных машин и автомобилей с задним приводом.
В главной передаче авто используются многоступенчатые приводы, в которых используется несколько последовательно соединенных шестеренок. В классической конструкции заднего редуктора таких ступеней две — ведущая и ведомая шестерни.
В зависимости от способа сопряжения шестеренок, различают коническую, цилиндрическую и гипоидную редукторную передачу. В рулевых механизмах авто также используются червячные редукторы.
Конический
В устройстве используется пара конических шестерен, установленных под углом 90 градусов. Такие узлы применяются на заднеприводных и полноприводных машинах.
Цилиндрический
Устройство состоит из пары прямых цилиндрических шестерен, сцепленных вместе и установленных параллельно друг другу. Такая главная передача используется в КПП переднеприводных автомобилей.
Гипоидный
Две соединенные шестерни, установленные под углом 45 градусов, используются для передачи момента на полноприводных и заднеприводных авто.
Планетарный
Устройство выполнено в виде нескольких шестерен, расположенных в одной плоскости и сцепленных между собой.
Червячный
Узел, применяющийся только лишь в рулевом управлении, представляет собой червячную и ведомую шестерни, установленные перпендикулярно.
В трансмиссии авто зачастую применяются комбинированные цилиндрическо-конические узлы, ведущий и ведомый валы которых могут пересекаться или располагаться параллельно.
Автомобильные редукторы характеризуются передаточным числом. Это соотношение угловых скоростей ведущего и ведомого вала. На машинах с большой снаряженной массой, устанавливаются редукторы с большим передаточным числом. Это обеспечивает им высокий крутящий момент в сочетании с небольшой максимальной скоростью. Для обеспечения высокой скорости на легких автомобилях устанавливаются механизмы с передаточным числом порядка 5.
Редуктор и дифференциал имеют принципиально разное назначение: первый повышает или понижает крутящий момент, второй — распределяет его между осями и колесами.
Устройство, конструкция и принцип работы редуктора
Задний редуктор большинства полно- и заднеприводных машин конструктивно объединен с дифференциалом. Этот узел, закрепленный на заднем мосту авто, состоит из следующих деталей:
ведомая шестерня, которая через сателлитов передает вращение шестерням полуосей;
ведущая шестерня, присоединенная к карданному валу;
сателлиты, дифференциала, передающие момент на шестерни левой и правой полуоси.
Принцип работы главной передачи (редуктора) заднего моста основан на гипоидной передаче. Узел работает следующим образом:
кардан передает крутящий момент на ведущую шестерню;
за счет размера и положения ведомой шестерни увеличивается момент и направление вращения;
на шестерни полуосей мощность передается через дифференциал, выполненный с помощью шестерен-сателлитов.
Использование гипоидной передачи обеспечивает невысокий уровень шума и плавную работу главной передачи. Подобные устройства используются на большинстве заднеприводных легковушек и грузовиков. Внедорожники оснащены редуктором с гипоидной передачей и блокирующимся дифференциалом, повышающим проходимость.
На части внедорожников, в особенности на грузовиках повышенной проходимости, применяется передний мост с гипоидной передачей, аналогичной используемой на заднеприводных авто.
В переднеприводных ТС и части внедорожников не используется передний мост с редуктором. Функцию редуктора берет на себя коробка переключения передач, которая меняет угловую скорость и вращающий момент. В КПП используется сложная система осей и шестерен, образующих планетарные, цилиндрические и гипоидные передачи.
Зачем нужен редуктор
Как и коробка передач, редуктор используется для снижения скорости вращения колес и повышения крутящего момента. Его использование улучшает ходовые качества машины и снижает нагрузку на двигатель и КПП.
Двигатели внутреннего сгорания, используемые в ТС, отличаются высокими оборотами при низком крутящем моменте. Если подключать привод колес напрямую, нагрузка на них «задушит» мотор и автомобилю будет сложно тронуться с места.
КПП или вариатор увеличивает крутящий момент и снижает обороты, позволяя машине медленно ехать независимо от оборотов мотора. Редуктор дополнительно увеличивает крутящий момент, снижая нагрузку на остальные части трансмиссии (КПП, кардан). Это увеличивает моторесурс агрегатов, уменьшает шум и позволяет использовать более «нежные» и легкие детали трансмиссии. За счет применения редуктора повышается КПД, уменьшается расход топлива и снижается количество вредных выбросов.