Коробка передач

Миколаївський політехнічний  інститут

Звіт з  практики

на тему: «Коробка передач»

студента  групи Тм-210

МПІ

Слободяника Костянтина

Виконав Слободяник К.В.

Перевірив Леонтьєв

Миколаїв 2012

Зміст

1.Класифікація................................................................3

1.1По способу передачи потока мощности…................................4

1.2 По числу основных валов с шестернями.................................5

1.3 По способу переключения ступеней..........................................5

1.4 По числу степеней свободы при выключении всех фрикционных устройств...............................................................................................5

1.5 По типу используемых планетарных рядов.............................6

1.6 По способу управления.................................................................6

1.7 По числу передач...........................................................................6

2 види коробки передач……………………………7-8

2.1Механическая коробка передач………………………………...7

2.2Роботизированная коробка передач……………………………7-8

Коробка передач

Рис.1  Общий вид коробки передач

 

Коро́бка переда́ч (коробка перемены передач, коробка переключения передач, коробка скоростей, КП, КПП,англ. Gear box) — агрегат (как правило — шестерёнчатый) различных промышленных механизмов (например, станков) итрансмиссий^[1] механических транспортных средств.

КП транспортных средств  предназначена для изменения частоты и крутящего момента в более широких пределах, чем это может обеспечить двигатель транспортного средства. Как правило, это относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), которые имеют недостаточную приспособляемость. Транспортные средства с паровыми или электрическими (трамвай, троллейбус) двигателями, имеющими высокую приспособляемость и обеспечивающими изменение частоты вращения и крутящего момента в более широких пределах, чем ДВС, обычно выполняются без КП. Также КП предназначена для обеспечения движения транспортного средства задним ходом и длительного отключения двигателя от движителя при пуске двигателя и работе его на стоянках.

В металлорежущих и других станках КП применяют, в первую очередь, для обеспечения оптимальных режимов резания — частот вращения (скоростей перемещения) режущего инструмента или обрабатываемой детали (например, частота вращенияшпинделя токарного или сверлильного станка).

Классификация

Коробки передач классифицируются по нескольким признакам.

Рис.2  Цепная передача

Рис.3 Схема коробки передач

По способу передачи потока мощности

• Механические — коробки передач, в которых используются механические передачи, как правило — зубчатые.
• Простые — выполнены с использованием цилиндрических и конических зубастых монстровых передач.
• Планетарные (ПКП) — выполнены с использованием планетарных рядов.
• Гидромеханические — коробки передач, в которых механические передачи используются в сочетании с гидравлической передачей (гидромуфта, гидротрансформатор).

Классификация простых КП

По числу  основных валов с шестернями:

• двухвальные с одной парой зацепления — наиболее просты, но не имеют прямой передачи (большинство переднеприводных и заднемоторных автомобилей)
• трёхвальные с двумя парами зацепления:
• соосные — первичный и вторичный вал соосны — имеют прямую передачу, характеризуются уменьшенным поперечным габаритом, но увеличенным продольным (большинство заднеприводных автомобилей)
• с несоосными валами — не имеют прямой передачи (раздаточные коробки полноприводных автомобилей, КПП тракторов)
• многовальные с переменным числом зацеплений — позволяют получать большое число передач (КПП тракторов, коробки скоростей и подач токарных станков)
• многовальные с последовательным редуцированием — фактически объединяют в себе несколько последовательно включенных КПП (нашли применение на тракторах и бронетехнике)
• безвальные КП
• соосные безвальные КП (немецкий танк Pz.III)
• несоосные безвальные КП (немецкий танк Pz.VI «Тигр»)

По числу  ходов (подвижных шестерен-кареток или муфт): трех-, четырех- и пятиходовые.

По способу переключения ступеней:

• с подвижными шестернями-каретками
• с постоянным зацеплением шестерен и переключением с помощью зубчатых муфт:
• без синхронизаторов
• с синхронизаторами
• с фрикционным включением ступеней

Классификация планетарных КП

По числу  степеней свободы при выключении всех фрикционных устройств:

• с двумя степенями свободы;
• с тремя степенями свободы;
• с четырьмя и более степенями свободы.

По типу используемых планетарных рядов: КП с эпициклическими и с присоединенными планетарными рядами внешнего или внутреннего зацепления.

По способу управления

• С ручным включением передач — передачу включает водитель (оператор).
• Непосредственного действия — используется только усилие оператора. Приводы непосредственного действия бывают механическими и гидравлическими.
• Сервоприводы — используется усилие оператора и сервоустройства, при этом основную часть работы выполняет сервоустройство, а усилие оператора необходимо для управления работой сервоустройства. В зависимости от источника (преобразователя) энергии сервоприводы подразделяются на гидравлические,механические, электрические, вакуумные, смешанные и др. В автомобиле- и танкостроении наибольшее распространение получили гидросервоприводы.
• Автоматические — в зависимости от внешних условий (например, частота вращения и нагрузка на коленчатом валу двигателя) передачи переключаетавтоматизированная система управления КП без участия водителя.

По числу передач

Указывается число передач  переднего и заднего хода.

 

Коробка передач  является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента, скорости и направления движения автомобиля, а также длительного разъединения двигателя от трансмиссии.

В зависимости  от принципа действия различают следующие  типы коробок передач:

• ступенчатые;
• бесступенчатые;
• комбинированные.

Тип коробки  передач во многом определяет тип  трансмиссии автомобиля.

В ступенчатых  коробках передач крутящий момент изменяется ступенчато. К ним относятся:

• механическая коробка переключения передач;
• роботизированная коробка передач .

 

 

 

 

Механическая  коробка передач 

(сокращенное наименование  – МКПП, обиходное название - механика) представляет собой многоступенчатый  цилиндрический редуктор, в котором  предусмотрено ручное переключение  передач. В зависимости от числа ступеней различают четырехступенчатую, пятиступенчатую, шестиступенчатую, семиступенчатую и более коробки передач.

Основными преимуществами механической коробки передач являются простота конструкции, надежность, возможность  ручного управления во всех режимах движения. Благодаря этим качествам МКПП является самым распространенным типом коробки передач. Вместе с тем, все больше потребителей в последние годы выбирают коробки с автоматическим управлением.

Роботизированная  коробка передач 

(другое  наименование – автоматизированная коробка передач, обиходное название - робот) представляет собой механическую коробку передач, в которой автоматизированы функции выключения сцепления и переключения передач. Современные роботы имеют двойное сцепление, которое обеспечивает передачу крутящего момента без разрыва потока мощности.

Применение роботизированной коробки передач с двойным  сцеплением обеспечивает снижение расхода  топлива, высокую разгонную динамику. Благодаря данным качествам, популярность роботов стремительно растет. В настоящее время преселективные коробки передач устанавливаются как на бюджетные автомобили (Volkswagen, Ford), так и автомобили премиум класса (Bentley, Porsche). Известными конструкциями роботизированных коробок передач являются коробки передач DSG (Direct Shift Gearbox), SMG (Sequential M Gearbox), Изитроник.

К бесступенчатым коробкам передач относится вариатор (обиходное название вариаторная коробка передач). В отличие от ступенчатых коробок, передаточное число в вариаторах изменяется плавно. Это достигается за счет гидравлического или механического преобразования крутящего момента.

Благодаря своей  конструкции вариатор обеспечивает оптимальные динамические характеристики автомобиля. С другой стороны вариаторная  коробка передач имеет ограничения  по величине передающего крутящего  момента. Отдельные конструкции имеют нарекания в плане надежности и ресурса. Вариаторы используют, в сновном японские автомобильные компании (Nissan, Honda, Subaru), из европейских - Audi. Известными конструкциями вариаторов являются Мультитроник, Экстроид.

Комбинированный принцип действия используется в автоматической коробке  переключения передач (сокращенное  наименование – АКПП, обиходное  название – коробка-автомат). Классическаяавтоматическая коробка передачвключает гидротрансформатор (заменяющий сцепление и обеспечивающий безступенчатое регулирование крутящего момента) и механическую коробку передач (обычно планетарный редуктор). Современные автоматы имеют семь (7G-Tronic) и даже восемь ступеней передач.

Коробка-автомат  обеспечивает плавное переключение передач и высокую надежность работы. При этом АКПП имеет повышенный расход топлива и низкую разгонную  динамику. В ряде конструкций автоматической коробки передач предусмотрена имитация ручного переключения передач Типтроник, Стептроник.

В настоящее  время термином "автоматическая коробка передач" обозначаются не только классическая гидротрансформаторная  коробка, а также роботизированная коробка передач и вариатор. Все они имеют электронное управление.

Разновидностью  автоматической коробки передач  является т.н.адаптивная коробка передач, учитывающая стиль вождения конкретного человека.

Рис.5  система шестерней  коробки передач

А что такое передаточное отношение? Немного углубимся в механику. В шестеренчатой передаче, состоящей из двух шестерен, одна из которых является ведущей, а другая ведомой, их относительные размеры определяют скорость вращения и крутящий момент. Отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей и называется передаточным числом. Если ведущая шестерня меньше ведомой, то скорость вращения ведомой будет меньше, а крутящий момент – больше, и наоборот. То есть, выигрывая в силе, теряем в скорости, и, напротив - выигрывая в скорости, теряем в силе. Если в передаче участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается умножением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.

Для получения  различного по величине крутящего момента, необходимого для работы автомобиля в разных условиях, в коробке передач  имеется несколько пар шестерен с различным передаточным числом. Если между ведущей и ведомой шестернями поместить промежуточную, то ведомая шестерня изменит направление вращения на обратное (получим передачу заднего хода).

Таким образом, любая коробка передач, будь то «механика», «автомат» или вариатор, служит для  обеспечения оптимального режима работы двигателя в различных условиях движения путем изменения передаточного отношения.

В любой коробке  передач выделяют высшие и низшие ступени (передачи).

При трогании с места, разгоне, движении на небольшой скорости и  по бездорожью - необходим высокий крутящий момент, который достигается при средне - высоких оборотах, но отсутствует необходимость развивать высокую скорость. Для движения в этом режиме служат низшие ступени коробки передач (обычно с первой по третью), имеющие наибольшее передаточное отношение; при этом даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать медленно.