Коробка скоростей – Механическая коробка переключения передач — это… Что такое Механическая коробка переключения передач?

КОРОБКА СКОРОСТЕЙ — это… Что такое КОРОБКА СКОРОСТЕЙ?



КОРОБКА СКОРОСТЕЙ

механизм, с помощью к-рого меняется поступательная скорость трактора и автомобиля и достигается обратный ход. К. с. у тракторов СТЗ и ХТЗ состоит из чугунного литого корпуса, в к-ром помещается ведущий, или первый, вал, соединенный через муфту сцепления с коленчатым валом двигателя, ведомый, или нижний, вал, соединенный с передачей к ведущим колесам трактора, и стальные цилиндрические шестерни разного диаметра, насаженные на обоих валах. Шестерни ведущего вала вращаются вместе с ним, но могут передвигаться и вдоль вала по шлицам посредством рычага переключения скоростей и входить в зацепление каждая с определенной шестерней ведомого (нижнего) вала (эти шестерни не передвигаются). В зависимости от того, какая пара шестерен (ведущая и ведомая) находится в зацеплении, получается та или иная поступательная скорость трактора или обратный ход.

Сцепление шестерен коробки скоростей тракторов СТЗ и ХТЗ:

1-нижний валик коробки скоростей; 2-средний валик; 3- валик заднего хода.

Положение, при к-ром ни одной пары шестерен в зацеплении нет, называется «нейтральным», и трактор не будет двигаться, хотя двигатель работает. Шестерни К. с. смазываются вискозином из масляной ванны на дне коробки.

Сельскохозяйственный словарь-справочник. — Москва — Ленинград : Государстенное издательство колхозной и совхозной литературы «Сельхозгиз». Главный редактор: А. И. Гайстер. 1934.

• КОРНЕРЕЗКА
• КОРОВА

Смотреть что такое «КОРОБКА СКОРОСТЕЙ» в других словарях:

• КОРОБКА СКОРОСТЕЙ — механизм металлорежущих и других станков для изменения частоты вращения ведомого вала (шпинделя) при постоянной частоте вращения ведущего; редуктор с переключаемыми зубчатыми передачами. В транспортных машинах (автомобилях, тракторах и др.)… …   Большой Энциклопедический словарь

• Коробка скоростей — КОРОБКА, и, ж. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

• коробка скоростей — КПП. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

• коробка скоростей — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN selective gears …   Справочник технического переводчика

• коробка скоростей — механизм металлорежущих и других станков для изменения частоты вращения ведомого вала (шпинделя) при постоянной частоте вращения ведущего; редуктор с переключаемыми зубчатыми передачами. В транспортных машинах (автомобилях, тракторах и др.)… …   Энциклопедический словарь

• Коробка скоростей —         механизм, предназначенный для ступенчатого изменения частоты (скорости) вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения ведущего путём изменения передаточного числа (См. Передаточное число). К. с. состоит из переключаемых зубчатых… …   Большая советская энциклопедия

• КОРОБКА СКОРОСТЕЙ — многозвенный механизм, предназнач. для изменения частоты вращения ведомого вала при пост. частоте вращения ведущего путём изменения передаточного отношения. Состоит из переключаемых зубчатых передач, размещённых в отд. корпусе (коробке) или в… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• коробка скоростей станка — Механизм металлорежущего станка, предназначенный для изменения частоты вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения ведущего вала путём изменения передаточного отношения переключением зубчатых передач. [http://sl3d.ru/o slovare.html]… …   Справочник технического переводчика

• КОРОБКА — (1) передач (коробка скоростей) многозвенный механизм автомобиля, трактора, танка и др. для изменения передаточного числа и, следовательно, для перемены скоростей движения и тягового усилия в зависимости от условий работы машины (трогание с места …   Большая политехническая энциклопедия

• КОРОБКА — КОРОБКА, коробки, жен. 1. Небольшой ящичек с крышкой из картона, дерева, жести и т.п. Коробка с конфетами. Коробка сардинок. Коробка спичек. 2. Название различных частей машин, заключенных в футляры (тех.). Коробка скоростей или передач (в… …   Толковый словарь Ушакова

Коробка скоростей Википедия

4-ступенчатая коробка передач, канонический вид

Коро́бка переда́ч (также коробка переключения скоростей,

коробка) — механизм, применяемый в основном в автомобилях, для изменения передаточного отношения. Элемент трансмиссии колёсных и гусеничных транспортных средств, предназначенный для расширения диапазона частоты вращения и крутящего момента применяемого двигателя, возможности реверсивного движения, длительного отсоединения работающего двигателя от трансмиссии. По конструкции обычно представляет собой отдельный агрегат, в корпусе (картере) которого находятся те или иные механические передачи вращательного движения, осуществляющие разнонаправленную редукцию потока мощности в пределах некоего диапазона по фиксированным передаточным отношениям (передачам) на выбор. В случае двигателя внутренного сгорания входит в состав трансмиссии практически обязательно, но может быть заменена вариатором. Как правило, не применяется в трансмиссиях транспортных средств с паровыми или электрическими двигателями, имеющими высокую приспособляемость и гиперболическую (у паровых) или параболическую (у электродвигателей постоянного тока) тяговую характеристику.

Классификация[ | ]

Коробки переменных передач классифицируются по нескольким признакам.

Вскрытая механическая 16-ступенчатая (2х4х2) КПП ZF 16S181, 2, 4, 5 — делитель (2х4х2), 7 — 10 — основная 4-ступенчатая КПП с задним ходом

По способу передачи потока мощности[ | ]

Описание коробки скоростей.

Коробка скоростей (коробка передач) —  механизм для ступенчатого изменения передаточного числа, т. е. скорости вращения или величины подачи. Коробка передач состоит из переключаемых зубчатых передач, размещенных в отдельном корпусе (коробке) или в общем корпусе с др. механизмами.

Коробка передач, применяемая для изменения скорости главного движения резания металлорежущих станков, называется также коробкой скоростей. Коробка передач, предназначенная для изменения подачи в металлорежущих станках и имеющая некоторые кинематические особенности, называется коробкой подач. Коробка передач широко применяются в приводах ведущих колёс автомобилей и др. транспортных средств, работающих от двигателя внутреннего сгорания, который при небольшой частоте вращения не может развивать большого вращающего момента и большой мощности, а также не допускает изменения направления вращения вала (реверсирования). Использование коробки передач позволяет получить достаточный момент на колёсах, рациональные режимы работы двигателя при различных скоростях движения, а также обеспечивает задний ход.

  Передаточные числа u коробки передач обычно соответствуют геометрическому ряду (u1; u2 = ju1; u3 = j2u1,…),что обеспечивает одинаковое относительное увеличение u при переключении с любой скорости на следующую.

  Конструкция коробки передач зависит от её назначения, способа переключения передачи и технической характеристики машины или станка — передаваемой мощности, быстроходности, числа скоростей (до 48), диапазона регулирования. Для ускорительных передач К. п. обычно принимают u не менее 1/2, для замедляющих — не более 4, число передач между двумя валами не более 6—8.

 Переключение скоростей в коробке передач осуществляется: механизмами индивидуального управления, в которых каждый зубчатый блок или муфта переключается отдельной рукояткой; механизмами централизованного управления (последовательного и выборочного включения и с предварительным выбором, или преселективные), в которых все зубчатые блоки и муфты переключаются одной общей рукояткой; электрическими и др. устройствами дистанционного управления; устройствами автоматического управления, переключающим скорости в зависимости от изменяющихся условий работы.

  Недостатки коробок передач по сравнению механическими вариаторами: ступенчатое изменение передаточного числа и менее удобное управление; преимущества — жёсткая кинематическая связь, т. е. строгое постоянство передаточных чисел между ведущим и ведомым валами, высокая надёжность и долговечность, компактность и простота конструкции, что обеспечило их широкое применение в современных машинах.

2.Выполнить расчет и выбор посадки с зазором (по оптимальному зазору).

Данные:

материал втулки – бронза;

номинальный диаметр D=100мм,

длина соединения L=110мм;

число оборотов вала n=750 об/мин;

радиальная нагрузка P=1,8 кН;

температура смазки T

угол охвата подшипника (половинный)

Расчёт:

1.Определяем среднее давление на опору:

p=

2.Определяем относительную длину подшипника:

1.1

3.Определяем характеристику режима:

(масло индустриальное 30)

4.Определяем оптимальный относительный зазор:

,где

-коэффициент оптимального зазора.

5.Для заданного диаметра находим оптимальный зазор:

6.Определяем толщину смазочного слоя при оптимальном зазоре:

7.Выбираем посадку по ГОСТ25347-82,которая обеспечивает зазоры, близкие к оптимальному, то есть .Условию удовлетворяют посадка: ø

Для посадки ø:

На основании полученных данных выбираем посадку: ø,

т.к. она является оптимальной и удовлетворяет требованиям: ,близкое к 2.

8.Определяем наименьший и наибольший относительные зазоры:

9.Определим коэффициенты несущей способности (нагруженности) для наименьшего и наибольшего относительного зазоров:

10.Находим относительные эксцентриситеты для предельных зазоров

при наименьшем зазоре

при наибольшем зазоре

11.Находим минимальные толщины смазочного слоя, которые будут обеспечиваться при предельных зазорах.

при наименьшем зазоре:

при наибольшем зазоре:

Эти значения были бы при , однако подшипник может при малых зазорах нагреваться до более высокой температуры.

12.Предполагая работу подшипника без принудительной смазки под давлением, произведем тепловой расчет при наименьшем зазоре. Примем температуру подшипника равной 70.

Динамическая вязкость масла при 70

Характеристика режима:

Коэффициент несущей способности

,соответствует относительному эксцентриситету 0,3 , для которого определяем коэффициент сопротивления вала вращения для половинного подшипника

Условный коэффициент трения получаем так:

Вычисляем превышение температуры подшипника свыше нормальной температуры, равной 20:,где

Отсюда температура подшипника и смазки будет равна:

13.При полученной температуре работы подшипника относительный эксцентриситет равен 0,30 и наименьшая толщина слоя смазки составит

14.Установим критическую толщину смазки, исходя из выбора коэффициента запаса надежности жидкостного трения . Тогда из уравненияполучим

Для обеспечения надежного жидкостного трения устанавливаем следующие требования к шероховатости поверхностей и допускам формы:

высота неровностей поверхности вала

высота неровностей поверхности подшипника

допуски неровностей поверхности подшипника

.

Таким образом, критическая толщина масляного слоя будет составлять следующую величину:

Коробка скоростей токарно-винторезного станка:регулировка и ремонт

Изменение скорости может производиться бесступенчатым и ступенчатым способом также как и реверсирование. Для этого используется несколько способов, к примеру, таких как:

• Скользящие блоки, состоящие из 2-3 колес с прямыми зубьями, которые перемещаются по валу с направляющей шпонкой или шлицами. Используются в станках средних размеров.
• Фрикционные муфты с ручным или электромагнитным включением. Здесь допускается применение шевронных или косозубых колес, благодаря чему скорости можно переключать на ходу. Эта система используется в автоматических станках средних и мелких размеров.
• Кулачковые муфты, которые работают совместно с шевронными и косозубыми колесами. Они обладают малыми условиями включения и небольшими пределами перемещения. Данная система хорошо подходит для тяжелых станков.
• Сменные зубчатые колеса, которые обладают относительно небольшими осевыми габаритами. Такая система обеспечивает широкие пределы частоты вращения шпинделя. Ещё используются в операционных и специальных станках автоматического и полуавтоматического типа, которые заняты в серийном производстве.
• Механизмы бесступенчатого регулирования, или как их еще называют – вариаторы. Они обеспечивают плавную регулировку скорости при работе станка. Используются в средних и малых станках.

Устройство коробки скоростей

Коробки скоростей металлорежущих станков могут заметно отличаться друг от друга. На примере такого устройства как токарный станок 1М61 можно рассмотреть составляющие детали оборудования. Сюда входят такие вещи как:

• Реверсивный электродвигатель от http://eec.kz, что обеспечивает вращение шпинделя;
• Система зубчатых передач;
• Клиноременная передача, соединяющая двигатель и систему зубчатой передачи в коробке;
• Многодисковая электромагнитная муфта, которая обеспечивает торможение шпинделя;
• Рукоять для переключения скоростей.

Принцип работы коробки скоростей

Коробка скоростей токарного станка 16К20 работает на блоке шестерен. Переключение этих блоков осуществляется при помощи специальной рукоятки, которая перекидывает передачу с одного участка на другой. Шпиндельная бабка получает вращательное движение заданной скорости от шестерен перебора, которые передают это через зубчатую муфту. Рукоятка включает и отключает перебор этой муфты, регулируя тем самым скорость. Регулировка проходит в двух направлениях, куда крутится ходовой винт, так что можно одним контролирующим элементом увеличивать и снижать скорость вращения.

Основные движения

Сама коробка скоростей карусельного станка остается неподвижной во время работы, но ее внутренние части, такие как ременная передача, могут двигаться. Перемещения проходят в продольной плоскости, в зависимости от того, куда именно направляет ручка управления. Передача переходит с одного сектора на другой, увеличивая или уменьшая скорость.

Регулировка коробки скоростей токарного станка

Зазоры. При активном использовании оборудования возле движущихся частей со временем появляются зазоры. Это не только снижает точность работы техники, но и может привести к поломке. В станках предусмотрена регулировка таких соединений, которая заключается в фиксации основных закрепляющих в положение на должном расстоянии. Для этого применятся клинья, гайки с болтами и прочие элементы.

Регулировка муфты. Одним из основных элементов, которыми обладает коробка скоростей токарного станка 1К62 является муфта, стоящая на ее главном валу. За счет трения, которое возникает при работе, ее диски со временем подвергаются сильному износу. Для ее регулировки используют нажимные гайки, которые навинчиваются на кольцо. После вдавливания защелки в кольцо можно поворачивать гайки до упора. Когда муфта полностью отрегулирована, то ее запуск происходит без толчков и резких движений.

Регулировка люфта. Если во время работы проявляется люфт, то его следует устранить. Для этого требуется при выключенном станке разобрать коробку, выставить детали в правильное положение зафиксировать. Во время работы от вибраций люфт будет появляться периодически и это вполне нормально, так что следует следить, чтобы вовремя его устранять.

Ремонт коробки скоростей токарного станка

• Отсутствие передачи вращения. Это может быть из-за срезанной муфты, штифта или шпонки зубчатого колеса. В данном случае требует полной замены поврежденной детали. Если изношены диски муфты, то требуется регулировка зазора между деталями. Также могут быть просто не отрегулированы блоки шестерен.
• Скорости не переключаются. Здесь ремонт коробки скоростей станка может потребовать замену штифта крепления или шпонки, если они сломаны. Также могут быть проблемы с рычагом и вилкой переключения. В некоторых случаях забиваются зубья и тогда их требуется прочищать дополнительно.
• Во время включения скорости валы коробки не проворачиваются. Это случается по причине одновременного включения двух скоростей, поэтому нужно ремонтировать механизм блокировки.

Коробка переключения передач с двойным сцеплением — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Детальный вид коробки передач Volkswagen DSG-6 Схема работы коробки передач с двойным сцеплением

Трансмиссия с двумя сцеплениями (ТДС) представляет собой второе поколение роботизированных коробок передач. Данный вид роботизированных коробок передач в настоящее время является наиболее совершенным с точки зрения экономичности и скорости переключения.

Представляет собой две параллельных коробки передач, каждая со своим сцеплением. На первой нечётные передачи (1, 3, 5, 7), на второй — чётные (2, 4, 6, R). Предположим, автомобиль едет на первой передаче — на нечётной коробке включены 1-я передача и сцепление, на чётной — только 2-я передача. Когда нужно переключиться на 2-ю передачу, одно сцепление выключается, второе включается. Если блок управления видит, что разгон продолжается, на нечётной коробке включается 3-я передача. Когда настанет пора переключиться, снова потребуется выключить одно сцепление и включить другое. Такие роботы переключаются за 0,2 с и даже быстрее — но только на ту передачу, которая подготовлена заранее. Ошибки в предсказании (например, резкое ускорение из экономичного режима, а значит, срочный спуск на две-три передачи) приводят к задержке в разгоне. Разрыва тяги при этом не будет, коробка будет просто стоять на старой передаче.

Отсюда название преселективная коробка передач (с предварительным выбором). Несмотря на название, она не имеет ничего общего с преселективными механическими коробками (водитель указывает очередную передачу до того, как нажмёт сцепление, при этом взводятся пружины или переключаются пневмоклапаны, при нажатии сцепления они срабатывают).

Наиболее известные представители преселективной коробки передач (ПКП) разработаны VW group и Borg-Warner — DSG-6 (DQ250, мокрые сцепления) и LUK — DSG-7 (DQ200 — сухие^[1] сцепления, DQ500 — мокрые^[2]). Также известны коробки других производителей (например, Getrag) под другими названиями PDK, SST, DSG, PSG, EDC, S-tronic^[3].

Небольшой объем коробки позволяет значительно сэкономить на масле. Так, например, в DSG-типы требуется не более двух литров масла типа DCTF, а для охлаждения плат мехатроника — литра жидкости с допуском G 004 000.

Преимущества и недостатки трансмиссии с двойным сцеплением[править | править код]

В принципе, трансмиссия с двойным сцеплением схожа по конструкции с обычной механической. Однако поскольку выжим и включение сцеплений и переключение передач осуществляет компьютер, с точки зрения водителя она ничем не отличается от любой другой автоматической трансмиссии.

Преимущества:

• Скорость переключения передач в пределах 200 мс, что позволяет быстрее разгоняться. При этом коробка не испытывает ударных нагрузок, в отличие от однодисковых роботов гоночных конструкций — переключение муфт происходит тихо и медленно, пока автомобиль едет на другой половине коробки.
• Высокий КПД, присущий любой трансмиссии со сцеплением.
• Механическая часть простая и надёжная. Модели с сухим сцеплением вообще состоят из трёх модулей (механической части, блока сцеплений и мехатроника), и крайне редки ситуации, когда поломка одного модуля перекидывается на другой (например, одна жидкость протекает в другую^[4] или включаются две передачи).
• Упрощённая по сравнению с автоматом замена масла из-за более простой схемы трубопроводов: меньше гидроцилиндров, нет радиатора.
• Робот экономнее даже ручной коробки. Причин несколько: 6 и даже 7 передач — это много по меркам недорогого автомобиля, блок управления может держать предельно низкие обороты и низшую передачу наготове, а при движении нужно поддерживать давление только в одном из сцеплений.

Недостатки:

• По стоимости близка к автомату^[5].
• Из расходных материалов — дорогое редкое масло (особенно модели с масляным сцеплением, там масла больше 5 л^[6]), а также блок сцеплений. Из-за этого DSG не даёт решающее преимущество перед автоматом по стоимости владения.
• Конструкция довольно молодая, слабым местом остаются электрические или электрогидравлические исполнительные механизмы^[7], и часто (на 2018) автодилеры ремонтируют её заменой крупных узлов^[7], а сторонних автосервисов, способных перебрать такую коробку, очень мало^[8][7].
• Не лучшее поведение на низких скоростях, присущее любой трансмиссии со сцеплением^[9]. На минимальных скоростях робот ездит только с проскальзыванием сцепления, робота сложнее подталкивать по сантиметру, для быстрого старта надо заранее дать роботу команду приготовиться, водитель должен понимать, когда при полной остановке разомкнётся сцепление и сработает ли на подъёме противооткатная система. Производители смягчают этот вопрос очень короткой первой передачей^[7].
• Небольшая задержка перед резким ускорением при движении на средних скоростях^[10], связанная с тем, что коробка держит наготове не ту передачу — например, 6-ю при движении на 7-й, в то время как для резкого ускорения нужна 5-я или 4-я. Потому в сложном трафике, готовясь к подобным манёврам, водители заранее включают режим S. Интересно этот вопрос решён в McLaren MP4-12C: водитель может, по принципу трёхпозиционной кнопки фотоаппарата, дать коробке команду подготовить верхнюю или нижнюю передачу.
• Как и любой робот, требует автоматическую систему удержания на подъёме, а также множество датчиков, отвечающих за правильный выжим сцепления^[11].
• Автомат более устойчив к частичным отказам и позволяет выехать хотя бы на одной передаче^[11].
• Автомат более масштабируемый в дорогих спортивных и представительских авто^[9]. Автоматы уже имеют 8 или 9 скоростей, роботам иметь столько передач невыгодно, а 10-скоростной легковой робот так разработать и не смогли^[12].

Двухдисковый робот применяется широко:

• На легковых автомобилях классов B…D (малый — семейный), кроссовер^[13] — на одной и той же машине можно и прикоснуться к быстрой езде, и ездить экономно. Так, роботизированный Volkswagen Polo Sedan (B-класс, 1,4 л турбо, 122 л. с.) разгоняется до 100 км/ч за 9,9 с — великолепный показатель для малых авто (для таких двигателей обычно 11…13 с). Заявленный расход на ручной и роботе одинаков: 5,7 л/100 км в смешанном цикле. Конкуренты — автомат и вариатор, но характер их езды совершенно другой.
• На спортивных автомобилях. 1200-сильный Bugatti Veyron оснащён 7-скоростным роботом и разгоняется до 100 км/ч за 2,5 секунды^[9]. Конкуренты — роботы гоночных конструкций с одним сцеплением (Lamborghini Aventador) и автомат (Maserati GranTurismo), в том числе редкая схема «автомат со сцеплением» (спортивные комплектации Mercedes S-класса).

Двухдисковый робот встречается как экзотика:

• На легковых автомобилях классов A (особо малый), E (бизнес-)^[14]. В особо малых авто конкуренты — автомат и вариатор, в бизнес-классе — автомат.
• На коммерческом транспорте. Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation первой оснастила грузовик двухдисковым роботом в 2011 году^[15]. Впоследствии идею подхватили другие производители (John Deere — 2012, Volvo — 2014), но на 2019 такие грузовики очень редки: сложные конструкции не прибавляют грузовику рентабельности^[11]. В грузовиках обычно много передач, и зачастую переключение между передачами мгновенное, а между рядами передач — нет. Конкуренты — ручная коробка, автомат и роботы более простых конструкций, частично унифицированные с ручными.
• На гоночных автомобилях (Porsche 956). Конкурент — гоночные полуавтоматы (роботы, не умеющие стартовать и автоматически переключаться, что запрещено в гонках) с одним сцеплением, которые проще, легче и переключаются достаточно быстро (порядка 50 мс).

Двухдисковый робот неприменим:

• На бюджетных автомобилях — из-за дороговизны в приобретении и эксплуатации. Там «правят бал» дешёвые ручные коробки (повсеместно), построенные из них роботы с одним сцеплением (Lada Vesta) и 4-скоростные автоматы (KIA Rio).
• На внедорожниках и строительной технике^[9] — в сложной грязи и на подъёмах предпочтительнее автомат. Гидротрансформатор позволяет устойчиво ездить сколь угодно медленно и в этом режиме умножает крутящий момент, становясь дополнительной понижающей передачей. Если же подобный режим — основной (как у дорожных катков, комбайнов), используется объёмный гидропривод.
• На крупных бизнес- и представительских — они тяжёлые и скоростные, и потому требуют много передач. Таких роботов на 2019 не существует, а 8-скоростные автоматы — существуют. Быстрый разгон можно обеспечить большим двигателем, а экономия топлива — не приоритет. Автомат со сцеплением бывает и здесь (Aurus Senat).

У автоблогеров очень много мнений, и некоторые неверны.

Миф: на светофорах надо ставить селектор в N^[16]. 

Реальность: Миф родом ещё из ручных коробок — «изнашиваешь выжимной подшипник». Также требование ставить N было в некоторых однодисковых роботах. В двухдисковом роботе один из подшипников всегда под нагрузкой, и соответственно эти подшипники очень прочны. В знаменитой коробке Volkswagen DSG подшипники действуют наоборот: под нагрузкой тот, что на сомкнутом сцеплении. Разработчики в конце концов остановились на таком алгоритме: долгое или уверенное нажатие тормоза полностью размыкает оба сцепления^[7], и в переходе в N нет нужды. Коробка DSG сигнализирует об этом моменте тахометром, опуская обороты на 50…100.

Экономить топливо, спускаясь с горы в режиме N, на инжекторных двигателях также бессмысленно и опасно^[16].

Частичный миф: робот не любит пробок. Вариант: в пробках надо ездить в «ручном» режиме^[16]. 

Реальность: Действительно, при движении в пробке на 1-й передаче гидроавтомат никуда не переключается, а ручная и робот — трогается, расходуя время и сцепление. И тут есть два момента: во-первых, устойчивая скорость роботов специальной постройки порядка 7 км/ч, меньше, чем у ручных и роботов с «ручным» прошлым, и это помогает в пробках. Во-вторых, роботы любят очень рано переходить на минимальные обороты 2-й передачи, это удобно во дворах, но мешает в глухих пробках (настолько глухих, что даже до 10 км/ч не разгонишься), и стоит придерживать 1-ю передачу, перейдя в режим ± или S.

Некоторые сложности вождения связаны не с само́й коробкой, а с турбоямой — неуверенный водитель, боясь резкого ускорения и последующего ДТП, просто оставляет повышенную дистанцию.

Механизмы коробок скоростей станков | Металлорежущие станки

 

Для изменения чисел оборотов шпинделя в широких пределах в современных станках обычно применяют коробки с зубчатыми колесами, называемые соответственно коробками скоростей и коробками подач.

Коробки скоростей

Коробка скоростей служит для изменения чисел оборотов шпинделя и передачи ему соответствующего крутящего момента.

Существует несколько способов переключения зубчатых колес. Наибольшее распространение в коробках скоростей токарных станков получили два основных способа:

1. переключение при помощи передвижных колес или блоков колес, скользящих на шлицах валов;
2. переключение муфтами (кулачковыми или фрикционными).

Рис. 236. Способы переключения зубчатых колес: а — переключение передвижными колесами, б — переключение кулачковой муфтой

Переключение передвижными колесами или блоками

Переключение передвижными колесами или блоками наиболее часто применяется в современных коробках скоростей. На рис. 236, а показан блок из трех передвижных колес, который можно перемещать на шпонке вдоль оси вала II. Вводя в зацепление различные пары зубчатых колес z1 — z2, Z3 — Z4, Z5 — Z6 имеющие различные передаточные отношения, можно при постоянном числе оборотов вала I, получить три различных числа оборотов вала II.

Количество зубчатых колес, соединенных в один блок, бывает два, три и реже четыре.

Переключение кулачковой муфтой

Переключение кулачковой муфтой показано на рис. 236, б. На ведущем валу I на шпонках закреплены два зубчатых колеса z1 и z2, на ведомом валу II свободно сидят колеса z3 и z4, которые находятся в постоянном зацеплении с колесами z1 и z2. Между колесами z3 и z4 на валу II сидит на направляющей шпонке 3 муфта 4, имеющая на торцах кулачки 1 и 2. Кулачковую муфту можно перемещать влево и вправо рычагом 5 и сцеплять соответственно с торцовыми кулачками колес 23 И z4.

Если кулачковая муфта включена влево, то вращение от вала I передается валу II через колеса и z3, если муфту включить вправо, то вращение передается валу II через колеса z2 и z1.

Кулачковые муфты просты по конструкции, работают надежно и могут передавать большие усилия и крутящие моменты. Однако их можно переключать только при остановленном станке, так как иначе легко повредить кулачки.

Переключение фрикционными пластинчатыми муфта

Переключение фрикционными пластинчатыми муфтами получило наибольшее распространение для включения прямого и обратного вращения шпинделя, а также для его останова в современных токарных станках. Устройство фрикционной пластинчатой муфты показано на рис. 237. Крутящий момент передается от шлицевого вала 1 к зубчатым колесам 2 и 9, свободно сидящим на этом валу, при помощи двух групп стальных плоских дисков 4 и 5. Диски 4 с выступами на их поверхности входят в пазы ступиц 3 зубчатых колес 2 и 9, а на внутренней окружности дисков 5 расположены вырезы, которыми они насажены на шлицевой вал 1. Если диски 5 и 4 плотно сжать, то вследствие трения, возникающего между их боковыми сторонами, начнет вращаться колесо 2 или 9 в зависимости от того, какая — правая или левая — часть муфты включена.

Рис. 237. Пластинчатая фрикционная муфта

При перемещении кольца 7 с помощью тяги 10 влево происходит прямое вращение шпинделя, а вправо — обратное вращение шпинделя. Благодаря значительной площади трения пластинчатые фрикционные муфты способны при сравнительно небольших размерах передавать большие крутящие моменты. Преимущество этих муфт заключается также в том, что их можно плавно (без удара) переключать на ходу и под нагрузкой.

Когда муфта в результате износа дисков начинает буксовать, ее следует отрегулировать. Регулируют муфту вращением нажимных гаек 6 и §, навинченных на кольцо 7. Повернуть нажимную гайку можно лишь после того, как защелка 11 будет вдавлена в кольцо 7.

На рис. 3 была показана простейшая коробка скоростей токарного станка, в которой переключение чисел оборотов шпинделя производится передвижными колесами и кулачковой муфтой.

Кинематическая схема коробки скоростей

Рис. 238. Кинематическая схема коробки скоростей станка модели 1А62

На рис. 238 показана более сложная кинематическая схема коробки скоростей токарно-винторезного станка модели 1А62 с четырьмя подвижными блоками зубчатых колес 2, 5, 4, 5 в сочетании с пластинчатой фрикционной муфтой М и кулачковой муфтой К, которые обеспечивают получение 24-х различных чисел оборотов шпинделя.

Похожие материалы

Коробка быстрых скоростей | Журнал Популярная Механика

Если в парной гонке на ускорение друг против друга выйдут обычный автомобиль и гоночный с двигателями одинаковой мощности, победителем, несомненно, станет последний. Ключ к победе — кулачковая коробка передач.

Если в парной гонке на ускорение друг против друга выйдут обычный автомобиль и гоночный с двигателями одинаковой мощности, победителем, несомненно, станет последний. Ключ к победе — кулачковая коробка передач. Главное достоинство кулачковой коробки — в скорости переключения передач. Если разгоняться на обычном автомобиле, переключая передачи вверх максимально быстро, почти ударом, то смена каждой передачи займет около 0,6 с. Примерно столько уходит на высокоскоростное выключение/включение сцепления. Пилот гоночного автомобиля может сменить передачу втрое быстрее — и сделает это, не выжимая сцепления, и на каждом переключении будет выигрывать более 0,4 с! Это произойдет за счет того, что при каждом переключении у обычного автомобиля падают обороты двигателя и, соответственно, снижается интенсивность разгона. Чтобы выяснить, как устроена высокоскоростная гоночная коробка передач, мы отправились в Удельное, на подмосковную базу команды «Красные крылья», выступающей в ралли и кольцевых гонках.

Особенности гоночной механики

Денис Комаров, технический директор гоночной команды, готовит кулачковую коробку передач к фотосъемке. Он бережно протирает ветошью одну из шестеренок агрегата — огромное прямозубое колесо. Если бы такая шестерня лежала в мастерской сама по себе, можно было бы подумать, что она из коробки большого старого грузовика. Между тем она принадлежит компактному хетчбэку Citroёn С2.

Принцип действия топливного элемента Наличие оси с пазами — главное отличие секвентальной коробки от обычной, с поисковым механизмом переключения.

Большой диаметр колеса объясняется двумя факторами. Во‑первых, коробка раллийной машины передает от двигателя на колеса солидный крутящий момент. А во-вторых, колесо прямозубое. Достоинство привычных косозубых шестерен, которые применяются в коробках «гражданских» автомобилей, заключается в том, что за счет более длинного зуба и, соответственно, большей поверхности распределения нагрузок они могут передавать тот же крутящий момент при меньших размерах. Кроме того, они работают заметно тише. Но прямозубые колеса применяются в гоночных машинах не случайно: они не создают осевых нагрузок на валах и повышают КПД коробки.

Удивительно, но гоночная коробка передач не сложнее, а даже проще обычной гражданской. Здесь нет никаких синхронизаторов, а вместо большого количества мелких зубцов, которые входят в зацепление при включении передачи на обычной коробке, применяются крупные кулачки — торцевые выступы на шестерне и муфте (обычно их 5−7 штук на колесо). Чтобы передачи включались как можно скорее, кулачки входят в зацепление с большим зазором по ширине. Поэтому при включении передач на раллийной машине можно слышать характерное металлическое клацанье — это кулачки шестерни и муфты столкнулись друг с другом.

Кулачковая коробка По сути, кулачковая коробка устроена так же, как обычная серийная, — только вместо косозубых шестерен прямозубые, вместо зубчатых муфт кулачковые и никаких синхронизаторов.

Кулачковая коробка требует от пилота большой ловкости — особенно при переключении вниз: для синхронизации оборотов двигателя и трансмиссии необходимо филигранно работать педалью акселератора и прекрасно чувствовать автомобиль. При бережной езде пилот при переходе вниз пользуется сцеплением, в ходе гонки — особенно на машинах с секвентальной кулачковой коробкой — педаль сцепления ему практически не нужна. В том числе поэтому раллисты иначе, чем гражданские водители, выжимают педали. Правая нога у них обычно лежит на педали газа, а левая заведует сцеплением и тормозами. Четко работать акселератором очень важно, ведь без правильно выполненной перегазовки переход на понижающую передачу либо вообще не произойдет, либо будет сопровождаться жестким ударом. Именно поэтому пилоты раллийных машин ехидно улыбаются, когда я интересуюсь, насколько популярна кулачковая коробка среди любителей тюнинга. Конечно, находятся фанаты уличных гонок, которые заменяют серийные коробки кулачковыми. Такая замена улучшает динамику разгона, но требует от водителя постоянной концентрации внимания при переключении вниз, а также наполняет салон шумом от работы прямозубых шестерен. Кулачковая коробка воет примерно так же громко, как гражданская косозубая, когда в ее картере нет масла. Добавим сюда высокую стоимость кулачковых коробок (до €20 000 за агрегат) и невысокий срок службы — и придем к выводу, что установка кулачковой коробки на обычный автомобиль совершенно не оправданна. Конечно, срок службы автомобиля зависит и от субъективных факторов. В жестких гоночных условиях синхронизаторы долго не живут. Так что если за рулем гражданского автомобиля окажется маньяк, кулачковая коробка, вполне возможно, будет служить ему дольше привычной. Тем не менее со временем гоночный агрегат начнет издавать характерный стук, говорящий о том, что скруглившиеся кулачки не обеспечивают надежного зацепления. Такая коробка нуждается в замене износившихся пар. Денис рассказывает, что кулачковую коробку для проверки разбирают после каждой гонки, а некоторые пары в коробке приходится менять через каждые 2−3 этапа гонок. И это нормально!

Гоночное зацепление

Вперед-назад: хорошо и плохо

Есть и еще одна причина, почему кулачковые коробки не подходят для обычных дорог. Хотя эти агрегаты нередко оборудуют обычным поисковым механизмом переключения, самые быстрые и популярные у гонщиков коробки — секвентальные. В раллийных машинах пилота сильно трясет, поэтому водить рычаг переключения вперед-назад куда удобнее, чем выбирать передачи, как в обычном автомобиле. К тому же такая кинематика рычага позволяет сэкономить несколько миллисекунд на каждом переключении.

Но ездить с секвентальной коробкой кулачкового типа по дорогам общего пользования — страшная мука. Дело в том, что когда мы попадаем в пробку или под прямым углом поворачиваем с главной дороги на второстепенную, то обычно перескакиваем сразу на несколько передач вниз. Например, с пятой на вторую. При секвентальной же коробке такой трюк не выйдет: придется с перегазовкой последовательно перейти на четвертую, третью и лишь затем — на вторую передачу. Денис показывает, почему так происходит на коробке «ситроена». Когда пилот раллийной машины толкает рычаг этой секвентальной коробки вперед или назад, на определенный угол поворачивается специальная ось с многочисленными кулачками. При этом один из кулачков возвращает вилку переключения передач в нейтральное положение, а другой давит на еще одну вилку, и она вводит в зацепление муфту с шестерней нужной передачи. Чтобы включить, скажем, пятую передачу, надо последовательно несколько раз повернуть ось, которая управляется вилками переключения.

Быстро и недолго Кулачки обеспечивают высочайшую скорость переключений, но из-за ударных нагрузок быстро скругляются и требуют замены. Некоторые пары (шестерня и муфта) меняют через каждые 2−3 этапа гонок

Утешение гражданского гонщика

Выходит, что кулачковая коробка абсолютно неприменима для гражданских автомобилей. Это не совсем так. Британские фирмы — главные производители кулачковых коробок — традиционно имеют много запросов среди любителей тюнинга, желающих приобрести их коробки, а в нашей стране на базе кулачковой коробки даже был разработан современный агрегат для «гражданского» использования, который почти лишен недостатков.

Произошло это так. Компания «Спортмобиль», которая занималась тюнингом и подготовкой для соревнований и без того быстрых автомобилей Mitsubishi Lancer Evolution, освоила установку на этих машинах кулачковой коробки фирмы Gemini. Эффективное использование такого устройства предполагает превосходные навыки водителя. Но поскольку применение кулачковой коробки кардинально изменяет динамические характеристики, инженеры и основатели компании Алексей Чернышев и Павел Рустанович решили адаптировать гоночную коробку для использования обычными водителями при каждодневной езде.

---

Коробки и правила

На фотографии Subaru Impreza команды «Красные Крылья», которая участвует в Чемпионате Мира по ралли в зачете серийных автомобилей P-WRC. Несмотря на то, что с секвентальной коробкой на машине можно было бы показывать лучшее время, автомобиль оснащен кулачковой коробкой с обычным поисковым механизмом переключения. Согласно омологации, автомобиль группы N не может выступать в ралли с секвентальной коробкой.
Машины с секвентальной коробкой и традиционным рыгачом на центральном тоннеле — средний класс в иерархии гоночных аппаратов. Хотите переключать передачи еще быстрее? Пожалуйста! Оборудуйте руль подрулевыми переключателями, а поворот оси с пазами секвентальной коробки доверьте гидравлике. Такое решение применяется на большинстве гоночных машин WRC, участвующих в основном зачете. Такое же решение используется в «Формуле-1» и некоторых других гонках.
Как это обычно бывает, решения из мира автоспорта с течением времени появляются на серийных автомобилях. Сегодня многие легковые автомобили оборудованы секвентальными коробками с качающимся рычагом и подрулевыми переключателями. В комбинации с обычными некулачковыми коробками передач, такой механизм практически не повышает скорости переключений, но водители находят его более удобным по сравнению с традиционным поисковым.

Для решения этой задачи привлекли электронику. За основу взяли компьютер Motec, позволяющий программировать функции автомобиля. К нему написали собственное программное обеспечение, которое в совокупности с разработанным электронным блоком и стало основой его системы, получившей название SGSM (Sequental Gearshift Management). Сотрудники компании «Спортмобиль» смогли связать переключения передач в коробке с работой систем зажигания и впрыска. При переходе вниз мотор в автоматическом режиме совершал перегазовку. С одной стороны, это облегчало жизнь пилоту, а с другой — повышало срок службы кулачковой коробки за счет гарантированно более плавных переключений. Стоит заметить, что похожая система до этого применялась на гоночных мотоциклах — в них датчик движения рычага коробки был связан с блоком управления зажиганием. В момент переключения вниз угол опережения зажигания резко увеличивался, и обороты падали, что и требовалось для перехода на пониженную передачу. Но система «Спортмобиля», которая автоматизировала систему впрыска, стала следующим уровнем развития идеи.

Применение кулачковой коробки наряду с тюнинговым 420-сильным двигателем сделало подготовленный в компании автомобиль самым динамичным Evolution в истории этого культового автомобиля. До 100 км/ч автомобиль разгонялся за 3,53 с! Узнав о таком достижении российских инженеров, в Москву приезжали журналисты известного английского журнала Autocar и остались в полном восторге. В итоге за рубежом сразу несколько компаний заинтересовались возможностью выпуска подобных коробок, а в Москве образовалась группа отчаянных парней, желающих приобрести Evolution с кулачковой коробкой.

Редакция благодарит команду «Красные крылья» за помощь в подготовке материала