Коробка передач механика схема: что это такое, устройство и принцип работы механической коробки передач (неисправности)

Механическая коробка передач (МКПП): особенности, преимущества и недостатки.

МКПП — механическая коробка переключения передач (в обиходе «механика») является разновидностью КПП и позволяет ступенчато изменять передаточное число (соотношение), при этом выбор и включение/выключение передачи осуществляется самим водителем вручную.

Свое название агрегат получил благодаря тому, что в его конструкции отсутствуют какие-либо электрические или гидравлические устройства, которые обязательно присутствуют в АКПП или РКПП.

Простыми словами, механическая коробка позволяет водителю самостоятельно выбирать необходимую ступень из доступных (с тем или иным передаточным числом) в зависимости от режима работы ДВС, нагрузки, дорожных условий и т.д.

Содержание статьи

Особенности работы ступенчатой коробки передач

Начнем с того, что данный тип КПП является самым простым и дешевым в производстве решением для обеспечения переменного передаточного числа трансмиссии.

Также коробка-механика проста в ремонте и достаточно надежна. Сама ступенчатая механическая коробка передач представляет собой шестеренчатый редуктор, в котором передаточное число изменяется благодаря выбору пары шестерен с разным передаточным соотношением, которые передают крутящий момент.

Казалось бы, учитывая назначение и общий принцип работы КПП, чем больше передач имеет коробка, тем проще подобрать самый эффективный режим работы всей трансмиссии в зависимости от тех или иных условий. Также от оптимально подобранной передачи будет зависеть и расход топлива. Однако на деле в случае с МКПП имеются определенные сложности.

Как правило, в ступенчатой коробке имеются низкие, промежуточные и высокие передачи. Низших передач зачастую бывает не больше двух, а пара шестерен на таких передачах имеет самые большие передаточные числа. Указанные передачи нужны для того, чтобы стронуться с места и быстро разогнать автомобиль.

Также наличие пониженных передач позволяет двигаться на малой скорости под нагрузками, по снегу, размытым грунтовым дорогам и т.

д. Даже если на низкой передаче обороты будут высокими, скорость движения значительно не увеличится, однако на колеса будет передаваться максимум мощности и крутящего момента.

При этом нужно учесть, что езда в таком режиме не позволит разогнать машину до высокой скорости, быстро изнашивает мотор и приводит к значительному увеличению расхода топлива, а также колеса на высоких оборотах могут потерять сцепку с покрытием, то есть машина начинает буксовать. 

По этой причине после того, как автомобиль начал движение, нужно переходить на более высокую (промежуточную) передачу. На такой передаче обороты  ДВС понижаются, снижается расход топлива, однако тяга и приемистость двигателя также ухудшаются, так как мотору нужно больше времени, чтобы выйти на высокие обороты.

Что касается повышенных передач, в этом случае задействованы пары шестерен с самым малым передаточным числом. Такие передачи нужны для движения с постоянной высокой скоростью. Силовой агрегат в таком режиме работает на средних и высоких оборотах, что позволяет мотору отдавать максимальную мощность, необходимую для преодоления сопротивления, которое создает встречный воздушный поток и т.

д.

Другими словами, именно мощность ДВС позволяет противостоять влиянию тех факторов, которые воздействуют на автомобиль после набора высокой скорости, что в результате дает возможность разогнать машину до максимальных скоростей.

Добавим, что в зависимости от того, насколько плотным окажется ряд передач коробки, настолько менее заметным будет снижение оборотов двигателя после переключения передачи на одну ступень выше. Простыми словами, чем больше передач в КПП, тем активнее и плавне разгоняется автомобиль.

Преимущества и недостатки МКПП

С учетом вышесказанного становится понятно, что главным плюсом механической коробки является  возможность самостоятельно подбирать необходимую передачу, что дает полный контроль над автомобилем, чего не скажешь об АКПП, вариаторах или роботизированных коробках.

Однако в этом же и заключается и минус данного типа КПП, так как езда на автомобиле с «механикой» затрудняет управление ТС,  а также требует определенных умений и навыков. Получается, главным минусом механической трансмиссии является то, что увеличивается нагрузка на самого водителя.

Изменение дорожных условий также требует постоянного переключения передачи выше или ниже, в результате чего процесс управления транспортным средством становится более сложным, водитель быстрее устает.

Параллельно с этим снижается комфорт не только для водителя, но и для пассажиров (если водитель не умеет пользоваться механической коробкой). Также отсутствие базовых навыков езды на авто с МКПП часто становится причиной повышенного расхода топлива, быстрого износа ДВС и элементов трансмиссии. В отдельных случаях  неумение ездить на «механике» становится причиной различных ДТП.

Читайте также

Устройство механической коробки передач

Механическая коробка передач предназначена для изменения крутящего момента и передачи его от двигателя к колесам. Она обеспечивает разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок. Рассмотрим из чего состоит механическая коробка передач и схему работы. Механическая коробка передач состоит из:

• картера;
• первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
• дополнительного вала и шестерни заднего хода;
• синхронизаторов;
• механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
• рычага переключения.

Схема работы механической коробки передач: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения передач; 3 — механизм переключения передач; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер коробки передач.

Картер содержит основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Так как при работе, шестерни коробки передач испытывают большие нагрузки, они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом.

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения передач служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона авто. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения.

КАК РАБОТАЮТ ШЕСТЕРНИ В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ

Разберемся на примере как происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах в коробке передач.

а) Передаточное отношение одной пары шестерен

Возьмем две шестерни и сосчитаем число зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).

б) Передаточное отношение двух шестерен

На рисунке б) у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») снова 20, у четвертой («Г») опять 40. Дальше простая арифметика. Первичный вал коробки передач и шестерня «А» вращаются со скоростью, допустим 2000 об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, то есть она имеет 1000 об/мин, а так как шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее — 500 об/мин.

От двигателя на первичный вал коробки передач приходит — 2000 об/мин, а выходит — 500 об/мин. На промежуточном валу коробки передач в это время — 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже — двум. Общее передаточное число этой схемы 2х2=4. То есть в 4 раза уменьшается число оборотов на вторичном валу коробки перемены передач, по сравнению с первичным. Обратите внимание, что если мы выведем из зацепления шестерни «В» и «Г», то вторичный вал коробки вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что соответствует нейтральной передаче в коробке.

Задняя передача, т.е. вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет направление:

Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 — первичный вал; 2 — шестерня первичного вала; 3 — промежуточный вал; 4 — шестерня и вал передачи заднего хода; 5 — вторичный вал.

ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ЧИСЛА МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Поскольку в коробке передач автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары, мы имеем возможность менять и общее передаточное отношение коробки. Давайте посмотрим на передаточные числа коробок передач:

Передачи	ВАЗ 2105	ВАЗ 2109
I	3,67	3,636
II	2,10	1,95
III	1,36	1,357
IV	1,00	0,941
V	0,82	0,784
R(Задний ход)	3,53	3,53

Такие числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на делимое число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с той же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют –  прямой и, как правило, это — четвертая передача.

Первая передача и передача заднего хода — самые «сильные» и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно. А при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах двигателю не хватает сил, и приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения автомобиля, чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелую машину. Далее, увеличив скорость движения и сделав некоторый запас инерции, вы можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью, четвертую и пятую передачи.

Все ступеньки переключения передач вверх — с первой по пятую, следует проходить последовательно. Переключение передач в нисходящем порядке можно производить «прыгая через ступеньку» и даже через несколько. Обычный режим движения автомобиля – на четвертой (в городе) или пятой (на трассе) передачах, потому что они самые скоростные и экономичные.

НЕИСПРАВНОСТИ И ПОЛОМКИ В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ

Обычно неисправности и поломки в коробке передач появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, т.е. переводит его из одной передачи в другую быстрым, резким движением — это обернется ремонтом коробки передач. При таком обращении с рычагом, обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы, да и сами валы с шестернями – «железные» до определенной степени.

Рычаг переключения передач должен переводиться спокойным плавным движением, с микропаузами в нейтральной позиции, чтобы сработали синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок. При грамотном обращении с ним и периодической замене масла в коробки передач, она не напоминает о себе до конца срока службы.

Переключение скоростей на механической коробке передач: техника вождения

Эксплуатация3 сентября 2016

Основным назначением механической коробки переключения передач (МКПП) является эффективное распределение мощности двигателя при движении автомобиля. Существует три разновидности МКПП: четырех- , пяти- , шестиступенчатые.

Какова же техника вождения автомобиля с механической коробкой передач? Сложно ли ее освоить и какие правила при этом необходимо соблюдать?

Ознакомление с местом водителя

Как известно, водительское место оснащено тремя педалями:

• левая — сцепление. Нажатие на нее дает возможность переключать скорости.
• лентральная — тормоз. Служит для торможения и остановки машины.
• лравая — газ. Необходима для разгона.

Со сцеплением работает левая нога, остальные две педали управляются правой.

Справа от сиденья расположен рычаг переключения передач. На его ручке, зачастую, обозначены цифры, соответствующие скоростям: арабские или аналогичные римские. Задний ход, как правило, обозначается буквой R.

Расположение переключаемых передач неодинаково на автомобилях разных марок. Перед началом движения следует ознакомиться со схемой переключения передач.

На панели приборов автомобиля находится тахометр. Начинающим водителям он поможет определить момент переключения передачи.

Начало движения

Чтобы тронуться с места, нужно сделать следующее:

• выжать и удерживать сцепление левой ногой, тормоз — правой.
• завести двигатель.
• отпустить ручной тормоз.
• включить первую передачу.
• отпускать сцепление при необходимости нажимая на педаль газа.

Если действия водителя совпадают с теорией, то машина плавно начнет движение. При этом сцепление можно полностью отпустить. При сильном нажатии на газ машина тронется с резким ускорением. Если же газа недостаточно (например, машина стоит в ямке) или сцепление отпущено резко, то автомобиль заглохнет.

Переключение передач

Машина набирает скорость при помощи переключения с нижних скоростей в коробке передач на верхние.

Когда стрелка тахометра достигла отметки 2 000-3 000 об./мин. необходимо включить следующую передачу, если она показывает 1 000 об. /мин — на более низкую. Опытные водители переключают передачи, ориентируясь на звук двигателя.

Скорости переключают последовательно. Примерный скоростной диапазон использования передач имеет следующие значения:

• первая передача – 0-20 км/ч;
• вторая – 20-40 км/ч;
• третья – 40-60 км/ч;
• четвертая – 60-80 км/ч;
• пятая – 80-110 км/ч;
• шестая – свыше 110 км/ч.

Каждый автолюбитель должен знать, как переключать скорости на МКПП. Неправильные действия водителя при смене передач могут привести к поломке мотора и дорогому ремонту.

Переключение скоростей на механике производится последовательно. Набрав необходимые обороты, следует выжать сцепление и переключить передачу с первой на вторую. Плавно отпустить сцепление. Аналогично осуществляется переход на очередную передачу.

По началу это кажется сложным по сравнению с управлением автомобилем с автоматической коробкой передач.

Переход на более низкую передачу

Для езды в пробках или по скользкой дороге, необходимо уметь переключать скорости на более низкие. Этот метод называется «торможение двигателем». Такое замедление безопаснее, чем с использованием педали тормоза.

Следует знать, что после включения нужной передачи нужно обязательно отпустить сцепление. Даже незначительное давление на него приведет в итоге к преждевременному износу.

Задний ход

Для движения задним ходом одновременно нажимают педали сцепления и тормоза. Рычаг МКПП переводят в положение, указанное на схеме рукоятки. Затем педали плавно отпускают и авто начинает двигаться назад. Включать заднюю скорость следует только при полной остановке автомобиля. Не стоит сильно нажимать на газ, иначе машина быстро наберет опасную скорость из-за высокого диапазона работы задней передачи. На некоторых моделях для ее включения нужно нажать сверху на рычаг переключения передач.

Езда в гору

Из-за рельефа местности многие дороги имеют подъемы. Трогаться в гору сложнее, чем на равнине. Для практики поможет такое упражнение:

• встать на дороге с небольшим уклоном;
• включить «нейтралку» и затянуть ручник;
• включить первую передачу, выжав сцепление;
• нажать на пелаль тормоза и отпустить ручник,
• отпуская сцепление, тормоз и нажимая на педаль газа, начать движение.

Двигаясь в гору, повышение оборотов до 3 000-4 000 в минуту пойдет на пользу двигателю. Если давление на газ не дает результата и происходит замедление, следует выполнить переключение скорости на более низкую.

Если машина скатывается на склоне необходимо подтянуть ручник.

Торможение и остановка

Есть два способа остановки машины с МКПП.

• для снижения скорости переключаются на низшие передачи, потом нажимают на тормоз.
• чтобы мотор не заглох, перед остановкой выжимается сцепление. Затем рычаг на механической коробке переводится на «нейтралку», сцепление отпускается и производится торможение.

При парковке машины с МКПП следует оставлять ее на первой передаче или на ручнике. На наклонной поверхности для дополнительной безопасности лучше всё же использовать ручной тормоз.

Для того, чтобы коробка хорошо работала, нужно заливать подходящее масло для МКПП.

Чтобы овладеть техникой вождения автомобиля с МКПП следует практиковаться и довести все действия по управлению им до автоматизма. Механика, по сравнению с АКПП, снижает комфорт вождения, но вознаграждает водителя ценным опытом, мастерством управления машиной и полным контролем над ней.

Гидромеханические коробки передач — гидротрансформатор, планетарная коробка передач

Основным неудобством при использовании механических ступенчатых коробок передач является то, что водителю для переключения передач постоянно приходится нажимать на педаль сцепления и перемещать рычаг переключения передач. Это требует от него затрат значительных физических сил, особенно в условиях городского движения или при управлении автомобилем, работающим с частыми остановками. Для устранения таких неудобств и облегчения работы водителя на легковых, грузовых автомобилях и автобусах все более широкое применение получают гидромеханические коробки передач. Они выполняют одновременно функции сцепления и коробки передач с автоматическим или полуавтоматическим переключением передач. При гидромеханической коробке передач управление движением автомобиля осуществляется педалью подачи топлива и при необходимости тормозной педалью.

Гидромеханическая коробка передач состоит из гидротрансформатора и механической коробки передач. При этом механическая коробка передач может быть двух-, трех- или многовальной, а также планетарной.

Гидромеханические коробки с вальными механическими коробками передач применяются главным образом на грузовых автомобилях и автобусах. Для переключения передач в таких коробках используются многодисковые муфты (фрикционы), работающие в масле, а иногда – для включения низшей передачи и заднего хода – зубчатая муфта. Переключение передач фрикционами происходит без снижения скорости вращения коленчатого вала двигателя, т.е. бесступенчато – без разрыва передаваемых мощности и крутящего момента.

Гидромеханические коробки с планетарными механическими коробками передач получили наибольшее распространение и применяются на легковых, грузовых автомобилях и в автобусах.

Их преимущества: компактность конструкции, меньшие металлоемкость и шумность, больший срок службы.

К недостаткам относятся сложность конструкции, высокая стоимость, пониженный КПД.

Переключение передач в этих коробках производится при помощи фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов. При этом при включении одной передачи часть фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов пробуксовывает, что также снижает их КПД.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор (рисунок 1) представляет собой гидравлический механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками – насосного (ведущего), турбинного (ведомого) и реактора. Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач, и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.

Рисунок 1 – Гидротрансформатор

а – общий вид; б – схема; 1 – маховик; 2 – турбинное колесо; 3 – насосное колесо; 4 – реактор; 5 – вал; 6 – муфта

При работающем

Знать о зубчатой ​​передаче крутящего момента

1. Функции редуктора

Вот список функций передач для конструкций механизмов. (Таблица 3-1)

Таблица 3-1 Функции редуктора

Характерные функции шестерен	Объяснение
Изменить направление вращающегося вала	(уже объяснено)
Преобразование вращательного движения в линейное движение	(уже объяснено)
Изменить направление вращения (по часовой стрелке / против часовой стрелки)	(уже объяснено)
Изменение количества оборотов (увеличение / уменьшение скорости)	(уже объяснено)
Изменить усилие поворота (увеличить / уменьшить крутящий момент)	См. Эту главу

Вы можете увеличивать или уменьшать крутящий момент шестерни (вращающее усилие), изменяя количество оборотов.

2. Определение крутящего момента (крутящего момента)

Крутящий момент — это сила поворота при приложении нагрузки F (Н) на расстоянии L (мм) от центра вращения. Крутящий момент T выражается следующей формулой в Н · мм (Ньютон-миллиметр). (Рисунок 3-1)

Рисунок 3-1 Крутящий момент

Крутящий момент T увеличивается по мере увеличения L (расстояния от центра вращения), даже если нагрузка F мала. С другой стороны, крутящий момент T увеличивается по мере увеличения нагрузки F, даже если L (расстояние от центра вращения) короткое.
Другими словами, крутящий момент T — это коэффициент, определяемый L (расстояние от центра вращения) и нагрузкой F.

3. Как определить передачу крутящего момента (без учета КПД машины)

Крутящий момент трансмиссии изменяется при увеличении или уменьшении скорости. Как правило, при уменьшении скорости небольшой крутящий момент на входной стороне передается как больший крутящий момент на выходной стороне. Расчет крутящего момента зависит от количества зубьев. Позвольте мне объяснить с помощью диаграммы, используя диаметры делительной окружности.
Крутящий момент рассчитывается следующим образом:

1. Получите нагрузку F точки зацепления (в радиусе делительной окружности шестерни A) входного крутящего момента.
2. Получите крутящий момент выходной стороны от нагрузки F точки зацепления зубьев (радиус делительной окружности шестерни B).

Состояние
Номинальный крутящий момент двигателя: TA = 600 Н · мм (0,6 Н · м)
Диаметр делительной окружности шестерни A φ20
Диаметр делительной окружности шестерни B φ40

Расчет передачи крутящего момента
Нагрузка точки зацепления шестерни A: F = TA / LA = 60 (Н)
Крутящий момент на выходной стороне: TB = F × LB = 60 (Н) × 20 (мм) = 1200 (Н · мм) )

Рисунок 3-2 Схема расчета передачи крутящего момента шестерни

Как видно из рисунка 3-2, при уменьшении скорости выходного вала от входного на 1/2 выходной крутящий момент увеличивается в 2 раза.

4. Учет эффективности машины

Как показано в предыдущей главе, вы можете рассчитать количество оборотов шестерни по количеству зубьев.
Однако вы не можете рассчитать крутящий момент трансмиссии просто, как показано ранее, по следующим причинам:

• При зацеплении зубьев выделяется тепло, и теряется энергия.
• Ударный звук из-за зацепления зубьев и потери энергии.

Следовательно, крутящий момент (сила поворота) уменьшается на столько же, сколько теряется энергия, как указано выше.
Отношение входных и выходных усилий зубчатых колес называется «КПД машины», и его приблизительное значение известно в зависимости от типа редуктора. (Таблица 3-2)

Таблица 3-2 КПД зубчатых передач по типу

Взаимосвязь двух валов	Название шестерни	КПД машины η (%)
параллельный вал	цилиндрическое прямозубое колесо	98.0 — 99,5 * КПД косозубой шестерни меньше, чем цилиндрической шестерни, так как зубья наклонены и сила создается в направлении тяги.
	косозубая шестерня
	двойная косозубая шестерня
	внутренняя передача
	стойка
	винтовая стойка
пересекающийся вал	прямая коническая передача	98.0–99,0
	спирально-коническая передача
косой вал	червячный редуктор	30,0 — 90,0
	винтовая передача	70,0 — 95,0

Примечание. Показанный выше КПД — это КПД трансмиссии шестерен без учета потерь в подшипниках или взбалтывания смазки.
Показанный выше КПД редуктора — это значения, когда шестерни установлены правильно.При неправильной установке, например, при отклонении точки пересечения конических зубчатых колес, эффективность снижается.

«Никогда не забывайте об эффективности машины при расчете крутящего момента!»

5. Расчет крутящего момента трансмиссии (включая КПД машины)

Теперь давайте посмотрим на формулу расчета крутящего момента, включая КПД машины η. (Рисунок 3-3)

Когда входной крутящий момент шестерни A равен TA, а коэффициент полезного действия машины η, крутящий момент TB, который передается на шестерню B, увеличивается по мере увеличения эффективности η.

TB = η （ZB / ZA） × TA

Когда входной крутящий момент передачи B равен TB, крутящий момент TA, который передается на передачу A, уменьшается по мере падения эффективности η.

TA = η （ZA / ZB） × TB

Рисунок 3-3 Формула расчета крутящего момента трансмиссии

Задача упражнения для передачи крутящего момента (1)

Рассчитайте крутящий момент, передаваемый на ведомую шестерню (B). Предположим, что это цилиндрические зубчатые колеса.Обозначение
на рис. 3-4 обозначает ведущую шестерню.

[Состояние]
Количество зубьев: ZA = 20, ZB = 40
Крутящий момент ведущей шестерни A: TA = 600 (Н · мм)
КПД машины η: Установите на 0,99, поскольку используются цилиндрические шестерни.

[Ответ]
Крутящий момент, передаваемый на шестерню B
TB = η (ZB / ZA) × TA
= 0,99 (40/20) × 600 = 1188 (Н · мм)

Рисунок 3-4 Задача упражнения для крутящего момента передачи (1)

Задача упражнения для передачи крутящего момента (2)

Рассчитайте крутящий момент, передаваемый на червячное колесо B.(Рисунок 3-5)

[Состояние]
Количество зубьев: ZA = 1, ZB = 30
Крутящий момент червяка A: TA = 600 (Н · мм)
КПД машины η: Установите 0,3, так как используются червячные передачи.

[Ответ]
Крутящий момент, передаваемый на червячное колесо B
TB = η (ZB / ZA) × TA = 0,3 (30/1) × 600
= 5400 (Н · мм)

Рисунок 3-5 Задача упражнения для крутящего момента передачи (2)

Задача упражнения для передачи крутящего момента (3)

Рассчитайте крутящий момент, передаваемый на ведомую шестерню (C).Предположим, что тип шестерни — косозубая. Символ
на рис. 3-6 представляет ведущую шестерню.

[Состояние]
Количество зубьев: ZA = 20, ZB = 30, ZC = 20
Крутящий момент ведущей шестерни A: TA = 500 (Н · мм)
КПД машины η: Установите на 0,98, так как используются косозубые шестерни.

[Ответ]
Крутящий момент, передаваемый на шестерню B
TB = η (ZB / ZA) × TA
= 0,98 (30/20) × 500 = 735 (Н · мм)
Крутящий момент, передаваемый на шестерню C
TC = η (ZB / ZC) × NB
= 0,98 (20/30) × 735 = 480.2 (Н · мм)

Рисунок 3-6 Задача упражнения для крутящего момента передачи (3)

«Так же, как и количество оборотов, количество зубьев первой и последней шестерен определяет крутящий момент одноступенчатой ​​шестерни, но крутящий момент уменьшается, поскольку на эффективность машины влияет количество промежуточных шестерен!»

Задача упражнения для передачи крутящего момента (4)

Рассчитайте крутящий момент, передаваемый на ведомую шестерню (D).Предположим, что тип шестерни — косозубая. Символ
на рис. 3-7 представляет ведущую шестерню.

[Состояние]
Число зубьев: ZA = 20, ZB = 40, ZC = 20, ZD = 30
Крутящий момент ведущей шестерни A: TA = 400 (Н · мм)
КПД машины η: Установите на 0,98, поскольку используются косозубые шестерни .

[Ответ]
Крутящий момент, передаваемый на шестерню B
TB = η (ZB / ZA) × TA
= 0,98 (40/20) × 400 = 784 (Н · мм)
Крутящий момент, передаваемый на шестерню C
TC = TB = 784 ( Н · мм)…как на одном валу
Крутящий момент, передаваемый на шестерню D
TD = η (ZD / ZC) × TC
= 0,98 (30/20) × 784 = 1152,5 (Н · мм)

Рисунок 3-7 Задача упражнения для крутящего момента передачи (4)

При проектировании механизма с использованием шестерен важно помнить об эффективности машины. Механизм, спроектированный без учета эффективности машины, может не соответствовать техническим условиям из-за недостатка крутящего момента.
Мы обсуждали, что эффективность машины влияет на крутящий момент трансмиссии в зависимости от типа шестерни и количества зацеплений.
Далее мы объясним параметры, которые определяют форму зубчатых колес при проектировании зубчатых колес.
(продолжение следует …)

* Иллюстрация: KAOSUN

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

Целью написания этой статьи было ознакомить читателей с элементарным уровнем зубчатой ​​техники.
Мы надеемся, что фактическое проектирование и производство зубчатых колес и механизмов, в которых используются зубчатые колеса, выполняются с достаточными техническими и специализированными соображениями под полной ответственностью пользователя.
Мы отказываемся от какой-либо ответственности и не будем компенсировать прямой или косвенный ущерб, причиненный механизмами, разработанными пользователями, которые прочитали эту статью.

Ссылки по теме:
Знать о параметрах, определяющих форму шестерен

% PDF-1.6 % 7132 0 объект > endobj xref 7132 267 0000000016 00000 н. 0000009770 00000 н. 0000010036 00000 п. 0000010090 00000 н. 0000010220 00000 п. 0000010567 00000 п. 0000010756 00000 п. 0000010795 00000 п. 0000011066 00000 п. 0000011364 00000 п. 0000011479 00000 п. 0000012333 00000 п. 0000012718 00000 п. 0000013185 00000 п. 0000013442 00000 п. 0000013747 00000 п. 0000014012 00000 п. 0000014320 00000 п. 0000014795 00000 п. 0000015046 00000 п. 0000015345 00000 п. 0000042397 00000 п. 0000073243 00000 п. 0000118013 00000 н. 0000142446 00000 н. 0000145098 00000 н. 0000267014 00000 н. 0000267089 00000 н. 0000267215 00000 н. 0000267391 00000 н. 0000267448 00000 н. 0000267584 00000 н. 0000267698 00000 п. 0000267806 00000 н. 0000267863 00000 н. 0000267973 00000 п. 0000268030 00000 н. 0000268176 00000 п. 0000268233 00000 н. 0000268409 00000 н. 0000268466 00000 н. 0000268576 00000 н. 0000268772 00000 н. 0000268942 00000 н. 0000268999 00000 н. 0000269153 00000 н. 0000269259 00000 н. 0000269443 00000 н. 0000269500 ​​00000 н. 0000269612 00000 н. 0000269906 00000 н. 0000270110 00000 п. 0000270167 00000 н. 0000270329 00000 н. 0000270465 00000 н. 0000270647 00000 н. 0000270704 00000 п. 0000270824 00000 н. 0000270986 00000 п. 0000271124 00000 н. 0000271181 00000 н. 0000271317 00000 н. 0000271373 00000 н. 0000271499 00000 н. 0000271657 00000 н. 0000271837 00000 н. 0000271893 00000 н. 0000271983 00000 н. 0000272125 00000 н. 0000272275 00000 н. 0000272331 00000 н. 0000272425 00000 н. 0000272515 00000 н. 0000272635 00000 н. 0000272691 00000 н. 0000272813 00000 н. 0000272868 00000 н. 0000272924 00000 н. 0000273048 00000 н. 0000273104 00000 н. 0000273160 00000 н. 0000273216 00000 н. 0000273316 00000 н. 0000273458 00000 н. 0000273642 00000 н. 0000273698 00000 н. 0000273810 00000 н. 0000273902 00000 н. 0000274060 00000 н. 0000274116 00000 н. 0000274278 00000 н. 0000274334 00000 н. 0000274450 00000 н. 0000274560 00000 н. 0000274700 00000 н. 0000274756 00000 н. 0000274812 00000 н. 0000274962 00000 н. 0000275018 00000 н. 0000275074 00000 н. 0000275130 00000 н. 0000275230 00000 н. 0000275286 00000 н. 0000275388 00000 п. 0000275444 00000 н. 0000275550 00000 н. 0000275606 00000 н. 0000275662 00000 н. 0000275718 00000 н. 0000275832 00000 н. 0000275888 00000 н. 0000275944 00000 н. 0000276000 00000 н. 0000276057 00000 н. 0000276189 00000 н. 0000276246 00000 н. 0000276350 00000 н. 0000276407 00000 н. 0000276570 00000 н. 0000276626 00000 н. 0000276708 00000 н. 0000276798 00000 н. 0000276950 00000 н. 0000277006 00000 н. 0000277152 00000 н. 0000277208 00000 н. 0000277302 00000 н. 0000277402 00000 н. 0000277458 00000 н. 0000277514 00000 н. 0000277571 00000 н. 0000277683 00000 н. 0000277740 00000 н. 0000277844 00000 н. 0000277901 00000 н. 0000278005 00000 н. 0000278062 00000 н. 0000278174 00000 н. 0000278231 00000 н. 0000278343 00000 н. 0000278399 00000 н. 0000278517 00000 н. 0000278573 00000 н. 0000278703 00000 н. 0000278759 00000 н. 0000278863 00000 н. 0000278919 00000 н. 0000279061 00000 н. 0000279117 00000 н. 0000279173 00000 н. 0000279229 00000 н. 0000279286 00000 н. 0000279564 00000 н. 0000279744 00000 н. 0000279801 00000 н. 0000280013 00000 н. 0000280070 00000 н. 0000280127 00000 н. 0000280184 00000 п. 0000280241 00000 н. 0000280355 00000 н. 0000280412 00000 н. 0000280586 00000 н. 0000280643 00000 п. 0000280791 00000 п. 0000280848 00000 н. 0000280974 00000 п. 0000281031 00000 н. 0000281181 00000 п. 0000281238 00000 н. 0000281374 00000 н. 0000281431 00000 н. 0000281488 00000 н. 0000281606 00000 н. 0000281760 00000 н. 0000281817 00000 н. 0000281955 00000 н. 0000282012 00000 н. 0000282122 00000 н. 0000282179 00000 н. 0000282236 00000 н. 0000282293 00000 н. 0000282435 00000 н. 0000282581 00000 н. 0000282845 00000 н. 0000282902 00000 н. 0000283004 00000 п. 0000283140 00000 н. 0000283404 00000 н. 0000283461 00000 н. 0000283563 00000 н. 0000283699 00000 н. 0000283915 00000 н. 0000283972 00000 н. 0000284094 00000 н. 0000284151 00000 п. 0000284208 00000 н. 0000284312 00000 н. 0000284369 00000 п. 0000284487 00000 н. 0000284544 00000 н. 0000284601 00000 н. 0000284658 00000 н. 0000284762 00000 н. 0000284819 00000 н. 0000284937 00000 н. 0000284994 00000 н. 0000285051 00000 н. 0000285108 00000 п. 0000285165 00000 н. 0000285222 00000 н. 0000285279 00000 н. 0000285417 00000 н. 0000285474 00000 н. 0000285531 00000 н. 0000285647 00000 н. 0000285753 00000 н. 0000285810 00000 н. 0000285930 00000 н. 0000285987 00000 н. 0000286044 00000 н. 0000286101 00000 п. 0000286271 00000 н. 0000286328 00000 н. 0000286534 00000 н. 0000286591 00000 н. 0000286725 00000 н. 0000286841 00000 н. 0000287039 00000 п. 0000287096 00000 н. 0000287212 00000 н. 0000287302 00000 н. 0000287434 00000 н. 0000287491 00000 н. 0000287548 00000 н. 0000287672 00000 н. 0000287729 00000 н. 0000287871 00000 н. 0000287928 00000 п. 0000288052 00000 н. 0000288109 00000 н. 0000288219 00000 п. 0000288276 00000 н. 0000288408 00000 н. 0000288465 00000 н. 0000288522 00000 н. 0000288579 00000 п. 0000288699 00000 н. 0000288756 00000 н. 0000288886 00000 н. 0000288943 00000 н. 0000289081 00000 н. 0000289137 00000 н. 0000289267 00000 н. 0000289324 00000 н. 0000289381 00000 п. 0000289438 00000 н. 0000289495 00000 н. 0000289657 00000 н. 0000289714 00000 н. 0000289771 00000 п. 0000289820 00000 н. 0000289908 00000 н. 0000289995 00000 н. 00002 00000 н. 0000009476 00000 п. 0000005755 00000 н. трейлер ] / Назад 4659576 / XRefStm 9476 >> startxref 0 %% EOF 7398 0 объект > поток hW} XS или A Hhh2 $ ʗ |

Схема механизма вектор Png, вектор, PSD и клипарт с прозрачным фоном для бесплатной загрузки

векторная диаграмма дуги стрелка

1200 * 1200

снежинки вектор

1200 * 1200

реалистичный вектор облака

3543 * 1640

значок местоположения вектор

1024 * 1024

обложки альбомов векторный сертификат

710 * 506

instagram значок в социальных сетях шаблон вектор сцены

4167 * 4167

7

вектор

1200 * 1200

рождественская иллюстрация с реалистичной векторной иллюстрацией еловых веток

1200 * 1200

instagram значок в социальных сетях вектор шаблон дизайна

4167 * 4167

рваная бумага вектор

1200 * 1200

Векторный набор баннеров оригами

1200 * 12 00

абстрактный волнистый фон красочный вектор

1200 * 1200

творческий красочный мазок вектор кисть

1200 * 1200

красивый зимний круглый вектор боке

1200 * 1200

вектор расположение значок

1024 * 1024

акварельный векторный дизайн фона

1200 * 1200

векторный креативный дизайн

1200 * 1200

векторный дизайн баннера png скачать бесплатно

1200 * 1200

рамадан карим вектор

1200 * 1200

значок вектор местоположения

1200 * 1200

вектор акварель фон эффект затенения

1200 * 1200 904

900

вектор ручная роспись деревьев

1200 * 1920

900 67

эффект синего света с вектором вихревой линии прозрачный

4000 * 4000

мел текстуры кисти декоративные вектор кисти

1200 * 1200

вектор баннер дизайн фотошопа

1200 * 1200

вектор дом значок

1024 * 1024

вектор синие квадраты абстрактный фон пустой

1200 * 1200

тег дизайна текста вектор

1200 * 1200

вектор чашка кофе

953 * 951

исламская декоративная рамка вектор

800 * 800

WhatsApp социальные сети значок дизайн шаблона вектор логотип WhatsApp

4167 * 4167

последний векторный баннер для видео png скачать бесплатно

1200 * 1200

7

бесплатно скачать вектор инфографики

1200 * 1200

вектор стрелка

1200 * 1200

векторный набор шаблонов мужских футболок

800 * 800

вектор ручная роспись мазки кистью

1200 * 1200

волновой вектор абстрактный фон волны изогнутые

800 * 800

значок вектора электронной почты

1024 * 1024

Элементы с меткой «Механизм» — Thingiverse

Подарочная карта на заводную машину, полностью пригодную для 3D-печати автор: Bribro12 23 декабря 2018 г. 18894 24395 540 Prop Gun | Револьвер — одинарного действия от DeSteiner 18 июля 2018 г. 18466 18934 842 Три сердечных шестерни по Emmett 7 февраля 2014 г. 10254 11868 304 лучший подшипник для 3D-печати автор: Bribro12 27 мая 2017 г. 8406 10278 231 Марка / модификации часов с трехосным турбийоном автор: mcmaven 11 февраля 2019 г. 8097 7570 406 Поворотный стол, полностью пригодный для 3D-печати автор: Bribro12 1 июл.2019 г. 7849 10014 134 Предварительно собранная коробка диафрагмы по Emmett 6 октября 2016 г. 7436 8941 162

машина | Британника

Машина , устройство, имеющее уникальное назначение, которое увеличивает или заменяет усилия человека или животных для выполнения физических задач.В эту широкую категорию входят такие простые устройства, как наклонная плоскость, рычаг, клин, колесо и ось, шкив и винт (так называемые простые машины), а также такие сложные механические системы, как современный автомобиль.

простые машины

Шесть простых машин для преобразования энергии в работу.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

Машины и производство

От сверления отверстий и перевозки грузов до автомобильных двигателей и их производства — ответьте на эти вопросы и проверьте свои знания об оборудовании и производстве в этой викторине.

Работа машины может включать преобразование химической, тепловой, электрической или ядерной энергии в механическую, или наоборот, либо ее функция может заключаться просто в изменении и передаче сил и движений. Все машины имеют вход, выход, а также устройство преобразования или модификации и передачи.

Машины, которые получают энергию из природного источника, такого как потоки воздуха, движущуюся воду, уголь, нефть или уран, и преобразуют ее в механическую энергию, называются первичными двигателями.Ветряные мельницы, водяные колеса, турбины, паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания являются основными двигателями. В этих машинах входные параметры меняются; Выходы обычно представляют собой вращающиеся валы, которые можно использовать в качестве входов для других машин, таких как электрические генераторы, гидравлические насосы или воздушные компрессоры. Все три последних устройства можно отнести к генераторам; их выходы электрической, гидравлической и пневматической энергии могут использоваться в качестве входов для электрических, гидравлических или пневматических двигателей. Эти двигатели могут использоваться для привода машин с различными выходами, таких как оборудование для обработки материалов, упаковки или транспортировки, или такое оборудование, как швейные машины и стиральные машины.Все машины последнего типа и все другие машины, не являющиеся ни первичными двигателями, ни генераторами, ни двигателями, могут быть классифицированы как операторы. В эту категорию также входят инструменты с ручным управлением всех видов, такие как вычислительные машины и пишущие машинки.

В некоторых случаях машины всех категорий объединены в одно устройство. Например, в дизель-электрическом локомотиве дизельный двигатель является первичным двигателем, который приводит в действие электрогенератор, который, в свою очередь, подает электрический ток на двигатели, приводящие в движение колеса.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Компоненты машин в автомобиле

В рамках введения в компоненты машин некоторые образцы, поставляемые автомобилем, представляют ценность. В автомобиле основная проблема заключается в том, чтобы использовать взрывной эффект бензина, чтобы обеспечить вращение задних колес. Взрыв бензина в цилиндрах толкает поршни вниз, и передача и изменение этого поступательного (линейного) движения на вращательное движение коленчатого вала осуществляется шатунами, которые соединяют каждый поршень с кривошипами, которые являются частью коленчатого вала. .Комбинация поршня, цилиндра, кривошипа и шатуна известна как кривошипно-ползунковый механизм; это широко используемый метод преобразования поступательного движения во вращение (как в двигателе) или вращения в поступательное движение (как в насосе).

Для впуска бензиновоздушной смеси в цилиндры и отвода сгоревших газов используются клапаны; они открываются и закрываются за счет заклинивания кулачков (выступов) на вращающемся распределительном валу, который приводится в движение от коленчатого вала шестернями или цепью.

В четырехтактном двигателе с восемью цилиндрами коленчатый вал получает импульс в некоторой точке по своей длине каждые четверть оборота.Чтобы сгладить влияние этих прерывистых импульсов на частоту вращения коленчатого вала, используется маховик. Это тяжелое колесо, прикрепленное к коленчатому валу, которое своей инерцией противодействует любым колебаниям скорости и смягчает их.

Поскольку крутящий момент (сила вращения), который он передает, зависит от его скорости, двигатель внутреннего сгорания не может быть запущен под нагрузкой. Чтобы автомобильный двигатель можно было запустить в ненагруженном состоянии и затем подключить к колесам без остановки, необходимы сцепление и трансмиссия.Первый устанавливает и разрывает соединение между коленчатым валом и трансмиссией, в то время как последний изменяет конечными шагами соотношение между входной и выходной скоростями и крутящими моментами трансмиссии. На низкой передаче скорость на выходе низкая, а крутящий момент на выходе выше, чем крутящий момент двигателя, поэтому автомобиль можно начать движение; на высокой передаче автомобиль движется со значительной скоростью, а крутящий момент и скорость равны.

Оси, к которым прикреплены колеса, содержатся в картере заднего моста, который закреплен на задних пружинах и приводится в движение от коробки передач приводным валом.Когда автомобиль движется и пружины изгибаются в ответ на неровности дороги, корпус перемещается относительно трансмиссии; чтобы обеспечить это движение, не мешая передаче крутящего момента, к каждому концу приводного вала прикреплен универсальный шарнир.

Приводной вал перпендикулярен задним мостам. Прямоугольное соединение обычно выполняется с коническими шестернями, имеющими такое передаточное отношение, что оси вращаются со скоростью от одной трети до одной четвертой скорости приводного вала. В картере заднего моста также находятся дифференциалы, которые позволяют обоим задним колесам приводиться в движение от одного источника и вращаться с разной скоростью при повороте.

Как и все движущиеся механические устройства, автомобили не могут избежать воздействия трения. В двигателе, трансмиссии, картере заднего моста и всех подшипниках трение нежелательно, так как оно увеличивает мощность, требуемую от двигателя; смазка уменьшает, но не устраняет это трение. С другой стороны, трение между шинами и дорогой, а также в тормозных колодках делает возможным сцепление и торможение. Ремни, приводящие в движение вентилятор, генератор и другие аксессуары, зависят от трения.Трение также полезно при работе сцепления.

Некоторые из упомянутых выше устройств встречаются в машинах всех категорий, собранных множеством способов для выполнения всех видов физических задач. Функция большинства этих основных механических устройств заключается в передаче и изменении силы и движения. Другие устройства, такие как пружины, маховики, валы и крепежные детали, выполняют дополнительные функции.

Машину можно дополнительно определить как устройство, состоящее из двух или более устойчивых, относительно ограниченных частей, которые могут служить для передачи и изменения силы и движения для выполнения работы.Требование, чтобы части машины были стойкими, подразумевает, что они способны выдерживать приложенные нагрузки без сбоев или потери функции. Хотя большинство деталей машин представляет собой твердые металлические тела подходящих размеров, также используются неметаллические материалы, пружины, органы давления жидкости и органы натяжения, такие как ремни.

Ограниченное движение

Наиболее отличительной особенностью машины является то, что части соединены между собой и направляются таким образом, что их движения относительно друг друга ограничены.По отношению к блоку, например, поршень поршневого двигателя вынужден цилиндром двигаться по прямой траектории; точки на коленчатом валу ограничены движением коренных подшипников по круговой траектории; никакие другие формы относительного движения невозможны.

На некоторых машинах детали ограничены только частично. Если части соединены между собой пружинами или фрикционными элементами, траектории частей относительно друг друга могут быть фиксированными, но на движения частей могут влиять жесткость пружин, трение и массы частей.