Кинематическая схема коробки передач – Кинематические схемы трансмиссии грузовых автомобилей | Автомобили и автомобильное хозяйство (Автосервис)

Выбор кинематической схемы трансмиссии автомобиля и определение кпд трансмиссии

Кинематическая схема трансмиссии автомобиля выбирается на основании анализа существующих трансмиссий.

Рис. 1.1. Примерная кинематическая схема трансмиссии автомобиля

Коробки передач современных автомобилей выполняются по двум основным кинематическим схемам — трехвальными двухпарными с прямой передачей и двухвальные. В зависимости от типа, класса, грузоподъемности и назначения автомобиля коробки передач отличаются друг от друга только по числу передач и могут быть с постоянным и непостоянным зацеплением шестерен.

Динамические качества автомобиля улучшаются с увеличением числа передач. Однако, конструкция коробки передач при этом становится сложнее.

Несмотря на это, стремление к улучшению динамических качеств автомобиля привело к тому, что современные легковые автомобили имеют четырёхступенчатые коробки передач с прямой (высшей) или повышающей передачей. Трехступенчатые и двухступенчатые коробки передач в легковых автомобилях используются, как правило, с гидротрансформаторами. Однако в курсовом проекте по тяговому расчету легкового автомобиля студент может принять и трехступенчатую коробку передач, если максимальное значение динамического фактора на прямой (высшей) передаче превышает 0,105, в противном случае надо использовать четырехступенчатую коробку передач.

В грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности (mг до 4000 кг) применяются четырехступенчатые коробки передач с прямой (высшей) передачей. В грузовых автомобилях ЗИЛ (грузоподъемностью mr = 4000 — 5000 кг) применяются пятиступенчатые коробки передач, причем, если ранее высшая передача была ускоряющей, то в современных автомобилях высшая передача стала прямой. В грузовых автомобилях грузоподъемностью m

г = 7000 кг и более применяются в основном пятиступенчатые коробки передач с пятой ускоряющей передачей, имеющей передаточное число 0,78-0,81.

Кинематическая схема части трансмиссии с постоянным передаточным числом в легковых автомобилях и в грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности (с четырёхступенчатыми коробками передач) выполняется однопарной (главная передача), состоящей из конических шестерен. В автомобилях большой грузоподъемности (с пятиступенчатыми коробками передач) постоянное передаточное число имеет двойная главная передача, состоящая из пары конических и пары цилиндрических шестерен или включает в себя пару конических шестерен центральной передачи и конечную передачу в виде эпициклического планетарного ряда (ЭПР).

Выбрав кинематическую схему коробки передач и механизмов с постоянным передаточным числом, составляется кинематическая схема трансмиссии автомобиля. Делается анализ кинематической схемы и определение КПД трансмиссии.

Определение коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля

Коэффициент полезного действия трансмиссии равен:

, (1.8)

где: ηц = 0,98 — к. п. д. цилиндрической пары шестерен с учетом механических и гидравлических потерь;

ηк = 0,97 — к. п. д. конический пары шестерен с учетом механических и гидравлических потерь;

ηк.п =0,99 — к. п. д. карданной передачи с углом между валами от 0 до 7° и 0,98 с углом между валами от 7 до 20°;

n — число пар цилиндрических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче;

m — число пар конических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче;

k — число карданных передач.

Число пар шестерен, передающих вращающий момент на той или иной передаче, определяется по кинематической схеме трансмиссии автомобиля, которая составляется при помощи справочной литературы.

Результаты анализа трансмиссии автомобиля заносятся в табл.1.

Передача

Шестерни, передающие поток мощности

ηтр

1-я

Z8, Z7, Z4, Z3, Z11, Z12

2-я

Z8, Z7, Z5, Z2, Z11, Z12

И ак для каждой передачи.

Рекомендуемые значения окружных скоростей

Тип

передачи

Рекомендуемая окружная

скорость, м/с

Плавность

вращения

шпинделя*

Наибольшая

скорость

резания,

м/мин**

Рекомендации по применению

в средних станках

Прямозубые зубчатые

колеса

9

Низкая

540

В станках с n < 10001500 мин-1 и пониженными требованиями к шероховатости обработки. При наличии перебора, переключаемого скользящими зубчатыми колесами

Косозубые зубчатые

колеса

14

Средняя

840

В станках с n = 20002500 мин-1 и нормальными требованиями к шероховатости обработки (с выполнением чистовых операций)

Ременная

25

(при необходимости и выше)

Высокая

1500

В станках с n  2500 мин-1 и высокими требованиями к шероховатости обработки (с выполнением чистовых и отделочных операций). Станки с разделенным приводом

Примечания: * При одинаковой точности изготовления передач.

** При диаметре обрабатываемой детали, равном диаметру зубчатого колеса на шпинделе.

В станках с высокими требованиями к шероховатости обработанной поверхности и с высокими частотами вращения шпинделя применяют ременную передачу непосредственно на шпиндель. Диаметр шкива при этом должен быть не менее максимального диаметра обработки.

В станках с прямолинейным главным движением в качестве последней передачи используются механизмы: зубчатое колесо – рейка, червяк – рейка, ходовой винт – гайка, кулисный, кулисно-шатунный, поршень – цилиндр. В продольно-строгальных станках применяются передачи: зубчатое колесо – рейка, червяк – рейка, поршень – цилиндр и редко (в тихоходных тяжелых станках) – ходовой винт – гайка. Для повышения плавности движения стола используют косозубые и шевронные реечные передачи, а зубчатое колесо на валу реечного зубчатого колеса или червяка делают возможно бóльшего диаметра. В поперечно-строгальных и долбежных станках применяются: кулисный механизм, шатунно-кулисный механизм, поршень – цилиндр. В станках с максимальной длиной хода ползуна до 300 мм используется однокулисный механизм с постоянной длиной кулисы; в станках средних размеров (максимальная длина хода ползуна 500-600 мм) – однокулисный механизм с переменной длиной кулисы, обеспечивающий большее постоянство скорости рабочего хода ползуна; в станках с большой длиной хода ползуна (600 м и выше) – механизм с двумя кулисами, чем достигается почти постоянная скорость резания по всей длине обработки. Кулисно-шатунный механизм имеет меньшие габаритные размеры, чем двухкулисный, но с точки зрения постоянства скорости резания менее целесообразен. В протяжных станках применяется в основном гидравлический привод и редко ходовой винт – гайка.

3.4. Кинематические расчеты коробок скоростей

3.4.1. Множительные структуры коробок скоростей

Закономерность геометрического ряда частот вращения шпинделя позволяет проектировать коробки скоростей наиболее простой структуры, состоящей из элементарных двухваловых механизмов, последовательно соединенных между собой в одну или несколько кинематических цепей. Такая структура называется

множительной, так как кинематические условия настройки этих приводов определяются свойствами множительных групп передачи, а общее число скоростей получается перемножением чисел скоростей элементарных двухваловых передач [6].

Рассмотрим устройство шестиступенчатой коробки скоростей (рис.3.1,а). Для передачи вращения от вала I валу II служит множительный механизм с трехвенцовым блоком, а от вала II валу III – с двухвенцовым блоком. В результате последовательного соединения этих элементарных механизмов при одной скорости ведущего вала I ведомый вал III (или шпиндель) может иметь шесть различных скоростей.

Рис. 3.1.

Кинематическая схема шестиступенчатой коробки скоростей

Совокупность передач, связывающих вращение двух соседних валов, образует группу передач. Ее характеризуют два показателя: количество передач в группе ри величины их передаточных отношенийi.

В рассматриваемой схеме даны две множительные группы: первая состоит из трех передач (z1z2,z3 z4, z5 z6), вторая – из двух (z7 z8, z9 z10). Порядок чередования групп вдоль кинематической цепи характеризует конструктивный вариант коробки. Его условно можно выразить в виде структурной формулы: zn = 6 = 3  2.

На рис. 3.1, б представлена схема шестиступенчатой коробки скоростей, имеющей другой конструктивный вариант (порядок). Здесь в первой группе две передачи (

z1 z2, z3 z4), a во второй группе – три (z5 z6, z7 z8, z9 z10).

Структурная формула для этого варианта zn= 6 = 2 · 3. В общем виде число ступеней скорости

,

где ра, рb, …, pm – число передач в первой, второй, …, m-й группах.

Количество конструктивных вариантов одной и той же структуры равно числу перестановок m групп, т.е.

,

где q – число групп с одинаковым количеством передач.

Для нашего случая т = 2, q = 1, следовательно, , аzn = 6 = 3 · 2 = 2 · 3. Если принять число передач в группах 2 и 3, то для 12-ступенчатой коробки zn = 12 = 3·2·2 = 2·3·2 = 2·2·3. Так как т = 3, q = 2, то число конструктивных вариантов .

Передаточные отношения зависят от так называемой характеристики группы, обусловленной кинематическим порядком (вариантом) включения передач при переходе от одной частоты вращения шпинделя к другой.

Вернемся к рис. 3.1, а. Примем порядок включения: используем все три положения блока z2 z4 z6 сначала при левом положении шестерен z7 z9, а затем при правом положении. Если п – частота вращения вала I, то ряд чисел оборотов вала III можно выразить следующими равенствами:

При последовательном переключении колес первой группы частота вращения вала III изменяется в φ раз. Переключение колес второй группы (c n1 на n4, c n2 на n5 или с n3 на n6) дает увеличение частоты вращения в φ3 раз. В общем случае при переключении передач в какой-либо группе частота вращения выходного вала (шпинделя) изменяется в φx раз. Показатель степени х называется характеристикой множительной группы передач. Для принятого нами кинематического порядка характеристика первой группы передач x1 = 1, а второй х2 = 3. Структурную формулу, уточняющую не только конструктивный, но и кинематический порядок, принято записывать так:

Здесь место группы в формуле показывает конструктивный порядок и номер группы, а индекс – ее характеристику. Для нашего примера zn = 6 = 3123. Такая запись означает, что первая группа имеет три передачи, а ее характеристика x1 = 1; вторая группа – две передачи, а ее характеристика х2 = 3. Группу передач, имеющую характеристику х = 1, называют основной группой, остальные группы (с х >1) – переборными. Величина х в общем случае не может быть произвольной, за исключением случаев, когда мы искусственно изменяем характеристику. Если первая группа является основной, то характеристика последующих групп равна числу ступеней скорости совокупности групповых передач, кинематически предшествующих данной группе. Это положение представляется в следующем виде. Если x1 = 1, то х2 = pa, х3 = рa pb…, хm = рa pbpm-1, например, zn = 8 = 212224; zn = 12 = 312326; zn = 18 = 313329. Возможны и другие кинематические варианты, например, zn = 12 = 312623 = 233126 = 263123 = 232631 = 262331. Общее их количество равно числу перестановок из m элементов, т.е. . Для рассматриваемого случая (zn = 6) kкн = 1·2 = 2. Общее количество возможных вариантов (конструктивных и кинематических) для обычных множительных структур

.

Для шестиступенчатой коробки скоростей (см. рис. 3.1) m = 2, q = 1, , а варианты:zn = 6 = 3123= 2331 = 2132 = 3221.

Графическое изображение множительной структуры основано на условном графическом изображении валов и передач. Проведем две вертикальных линии I и II (рис. 3.2, а). Отложим от линии 00 отрезки, равные lg n1, lg n2, lg n3… Через точки 1, 2, 3, … проведем горизонтальные линии. Вертикали I и II условно изображают валы, а точки 1, 2, 3, … – их угловые скорости. Число точек на вертикальной линии указывает на количество угловых скоростей данного вала. Отрезки 1 – 2, 2 – 3, 3 – 4, … равны lg φ.

а)

б)

Рис. 3.2. Графическое изображение множительной структуры

Передачи условно изображают прямыми линиями – лучами (например, 6 – 5,6 – 3,6 – 1). Концы лучей соединяют с точками, соответствующими частотам вращения ведущего и ведомого валов. Луч6– I, например, изображает зубчатую передачу. Колесо сz1вращается с валом I со скоростьюn5, а колесо сz2вращается с валом II cо скоростьюn1.

Лучи с наклоном вверх (считая слева направо) изображают ускорительную передачу, а направленные вниз – замедляющую (редуцирующую) передачу. Передаточное отношение передачи i = φ ± Sx, где Sx – число интервалов (lg φ), на которое поднимается или опускается луч, изображающий передачу. Для ускорительной передачи s имеет положительное значение, для замедлительной – отрицательное. Пусть лучи 6 – 1, 6 – 3 и 6 – 5 (рис. 3.2, а) изображают для примера группу передач с трехвенцовым блоком (например, z1 z2, z3 z4, z5 z6, рис. 3.1, а).

Трансмисии мотоциклов — механическая коробка передач(часть 2)

Продолжение статьи о трансмисии мотоциклов, в которой рассмотрим конкретно сами коробки передач двухколесных.

кппкпп

 

  1. «Suzuki RK67» 1957 г. : 14 передач не предел
  2. Обобщенная кинематическая схема КПП

Прежде чем углубляться в чертежи, бросим беглый взгляд на принципиальную схему устройства для трансформации момента. Она перед вами. Два вала — входной и выходной, на которые насажены несколько пар зубчатых колес, входящих в контакт друг с другом. Зачем так много? Дело в том, что каждая пара имеет собственное, отличное от других, передаточное отношение. Следовательно, если мы будем включать их в работу последовательно, то добьемся выполнения поставленной перед нами задачи — наиболее эффективно использовать потенциал двигателя в зависимости от условий движения.

999999

Во все времена мотоциклы наиболее прогрессивных конструкций предназначались прежде всего для спортивных состязаний. А так как мотоцикл — штука легкая, то и приемистость у него должна быть на уровне. В спорте, как известно, имеет значение каждый килограмм веса, и при этом существует жесткая классификация по рабочему объему двигателя. Значит, единственный способ повышения энерговооруженности спортсмена заключается в значительной форсировке силового агрегата.
Независимо от того, какой двигатель установлен на мотоцикле, двухтактный или четырехтактный, при форсировке сужается приемлемый рабочий диапазон оборотов коленчатого вала, который (диапазон) к тому же еще и смещается в зону высоких оборотов. Для того чтобы тяговая характеристика такого мотоцикла имела приемлемый вид, необходима многоступенчатая коробка передач, позволяющая использовать все возможности мотоцикла.
А так как на нем лишнего места, мягко говоря, нет, то перед конструкторами, в числе прочих, стоит задача сделать коробку передач еще и как можно компактнее. А это не так просто, если вспомнить, что для достижения наилучших характеристик мотоциклетного гоночного мотора в классе до 50 куб.см было необходимо иметь 10-12 передач, а то и больше.
В итоге теперь мы можем сформулировать требования, предъявляемые к мотоциклетным коробкам передач: соответствие диапазона передаточных отношений характеру эксплуатации, возможность переключать передачи, что называется «не задумываясь», высокая надежность узла и, конечно же, компактность. А если еще добавим удобство обслуживания и ремонта, то наш длинный список в первом приближении завершится.

Вот перед нами пара колес (зубчатых или каких еще — это пока не важно) — как же нам передать вращение от одного к другому? В технике существует множество таких способов. Первый и самый простой напрашивается сам собой. А что если ввести колеса в соприкосновение, да еще сжать их посильнее? Получится фрикционная передача. Но, как вы могли увидеть из предыдущей статьи, в таком случае необходима значительная площадь контактирующих поверхностей, что сразу же входит в противоречие с поставленными условиями. К тому же проскальзывание вызовет выделение большого количества тепла, что не способствует увеличению к.п.д. системы. Следовательно, такой способ для нас не подойдет.
Следующим возможным вариантом передачи крутящего момента является цепная передача. Подобное решение было успешно применено в коробках передач мотоциклов «Цюндапп».

кпп4кпп4

 

Цепная коробка передач мотоцикла «Цюндапп»

Бесспорно, немецкие конструкторы не использовали бы техническое решение, будь оно плохим. Ведь всем известны достоинства цепной передачи, повышающей плавность работы. Но, опять-таки из-за значительных размеров, повсеместного распространения она не получила. К тому же не лишним будет вспомнить, что при работе любая, даже трехрядная цепь будет вытягиваться и неприятно шуметь — а это ни к чему.
Третьим, и единственно используемым в наши дни на мотоциклах решением, можно с полным правом назвать зубчатую передачу с эвольвентными зубьями. Уж технология изготовления зубчатых колес отработана в совершенстве! Но существует один тонкий момент. Дело в том, что для нормальной работы зубчатой передачи необходима очень высокая точность изготовления и монтажа, которая может быть легко нарушена при сборке-разборке неквалифицированным человеком. Впрочем, это преодолимо.

кпп2кпп2

Раздельная установка кпп и двигателя на мотоцикле
Теперь коснемся монтажных схем установки коробок передач. В раме они могут располагаться либо в едином картере с двигателем, либо отдельно от него. В последнем случае крепления коробки с двигателем может и не быть, то есть они могут просто устанавливаться в раме мотоцикла. На заре развития мотоциклостроения такое решение было распространено. И действительно, подумайте, как удобно — вышла из строя коробка передач — весь двигатель снимать не надо. Но шло время, надежность росла, а затем и габаритные ограничения вспомнились. И стала установка коробки в одном блоке с двигателем постепенно вытеснять раздельную. Но, тем не менее, традиционно некоторые фирмы до сих пор применяют такое решение.
Слова словами, а как все-таки обстоит дело с ремонтопригодностью? Положим, на серьезном мотоцикле поломка коробки — дело крайне редкое.
Однако, если такое произошло, то собирать КПП после ремонта в любом случае придется, пусть и в условиях современного производства. И тут есть свои правила, знать которые полезно каждому. Но об этом немного позже.  Сначала теория.
Порассуждаем немного об опорах валов коробки передач. Из машиностроения известно, что они могут быть двух типов: опоры качения и скольжения. С первыми понятно: это шариковые или роликовые подшипники.

кпп3кпп3

Подшипники скольжения, в свою очередь, принципиально могут быть двух типов: со смазкой под давлением и со смазкой масляным туманом. Для подшипников скольжения материалы контактирующих поверхностей всегда подбираются тщательным образом исходя из многих факторов: коэффициентов трения, расширения и т.д. В случае смазки под давлением материалы подбираются не менее тщательно, но условия работы такого подшипника намного лучше, так как контакта между трущимися поверхностями не происходит по причине образования так называемого «масляного клина». Правда, в этом случае необходим масляный насос со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Подшипники качения к смазке менее требовательны, что и обусловило их повсеместное использование в коробках передач. Существует их великое множество, но мы пока не будем рассматривать конкретно их все виды. Тонкостью при применении таких подшипников является как раз то, что при монтаже они предъявляют повышенные требования к соосности монтажных отверстий.
Итак, «половиним» двигатель традиционной компоновки, с вертикальным разъемом. В процессе сборки придется напрячься для соблюдения соосности тех самых посадочных мест под подшипники, о которых мы упоминали. И даже при наличии центровочных штифтов «того, чего надо» можно и не добиться. Последствия? Срок службы подшипников сократится ощутимо. А если в двигателе не два цилиндра, а четыре, да еще расположены они в ряд? С такой схемой вертикальный разъем картера никто делать не будет, отдав предпочтение горизонтальному, как более подходящему. При этом разговор о соосности валов при сборке можно и не вести — это вам не вертикальный разъем,
Наконец то,  после теоретических и практических отступлений, настало время подробнее рассмотреть конструкцию самого узла. Для этого имеет смысл попытаться провести классификацию всего многообразия имеющихся конструкций по определенным признакам. Но любая классификация предусматривает определенные правила, а из правил, как известно, бывают исключения, которые мы попытаемся не обделить вниманием.

кпп5кпп5
Для начала все коробки разделим по принципиальной кинематической схеме, в данном случае число ступеней для нас не важно. Получится, по крайней мере, два варианта: двухвальная коробка передач и трехвальная коробка с прямой передачей. Кстати, внешне обычно такие коробки почти не различимы.

кпп6кпп6

Трехвальная четырехступенчатая конструкция в положении различных передач: а — первая; б- вторая; в — третья; г — четвертая.
А теперь прикинем, что лучше — коробка с прямой передачей или без нее. При этом условимся, что прямой считается такая передача, при которой происходит непосредственное соединение соосных входного и выходного валов и крутящий момент через зубчатые зацепления не передается. Отсутствие износа в таком положении, бесспорно, факт положительный. Но в промежуточных положениях момент идет по усложненной цепочке через два-три и больше зацеплений. Потери, естественно, больше.
При двухвальной схеме все намного проще — каждой передаче соответствует своя пара шестерен (как в начале статьи), по которой крутящий момент и передается.
Посмотрим теперь на сферу применения таких на первый взгляд похожих, но в то же время разных схем. Все зависит от характера эксплуатации мотоцикла. Если он предназначен для дорог и его максимальная скорость невелика — есть смысл использовать схему с прямой передачей (вспомните «Явы» и «ИЖи»). Но мотоцикл с таким портретом отчетливо напоминает аппараты сорокалетней давности, и в мире подобные варианты встретить не просто. Практически все производители в наши дни используют двухвальные коробки передач, более простые и надежные.
Теперь мы подошли к теме переключения ступеней коробок передач. Сначала рассмотрим альтернативные схемы. Первая, использующая в качестве исполнительного элемента перемещаемый шток со шлицами, хорошо знакома всем, кто был когда-либо владельцем «Вятки».

вяткавятка

Устроена она следующим образом: первичный вал выполнен полым, а внутри него перемещается шток со шлицами. На вал насажены шестерни, входящие в зацепление с шестернями вторичного вала, выполненными с ним (валом) как единое целое (в технике существует термин — блок шестерен). Выбор соответствующей передачи осуществляется как раз штоком — шлицы его соединяют шестерню определенной передачи с первичным валом. Конструкция простая, надежная и, что не менее важно, компактная — ведь между соседними шестернями можно практически не делать зазора. Однако, поскольку крутящий момент в такой конструкции передается через шлицы, расположенные на малом радиусе, при больших величинах момента такая схема неприемлема.

кпп7кпп7Схема кпп со штоковым включением: а — нейтралка; б — первая передача; в — четвертая передача.
Близки по принципу действия к вышеописанным шариковые коробки передач. Их безраздельное царство — легкие мопеды, так как отсутствие каких-либо зубьев в механизме переключения обусловило высочайшую надежность. Был даже опыт электрического привода такого механизма на мотоцикле «Виктория В-35». Штоком переключения управлял электромагнит, а электромагнитом — кнопки, расположенные на левой рукоятке руля.
Но самый распространенный способ переключения передач — конечно же, путем перемещения некоторых элементов (муфт переключения или самих шестерен) в осевом направлении на валах. Муфты переключения могут быть зубчатыми или кулачковыми, причем последним отдается предпочтение. Перемещение муфт по валу происходит на шлицах — то есть они связаны с валом и через них может передаваться крутящий момент. В движение они приводятся либо вилками, либо поводками, входящими в кольцевую канавку на муфте.
Для наглядной иллюстрации принципа действия коробки передач с переключением муфтами познакомимся с простейшими конструкциями — двухступенчатыми. Схемы их представлены на рисунках. В обоих случаях коробка состоит из двух валов, причем внимания заслуживает именно первичный вал. В первом случае на него насажены два зубчатых колеса, вращающихся в нейтральном положении свободно. Связь с валом осуществляется в случае перемещения муфты вправо или влево, до зацепления с шестерней. Во втором случае по первичному валу перемещается блок шестерен, вызывая включение первой или второй передач.
Принципы работы многоступенчатых коробок передач понятны из рисунков, а нам настало самое время поговорить о приводе механизма переключения, то есть о том органе, который вызывает сложное движение различных муфт, штоков и т.д., то есть исполнительных элементов коробок передач.
В довоенное время очень распространенным было ручное переключение передач ручкой на баке, а на некоторых мотоциклах (например, на «БМВ») рычаг был даже двухходовой, как на автомобиле.
Ножное переключение впервые было применено фирмой «Вело-сетт» в 1928 году. И к середине тридцатых годов такая схема вытеснила остальные. Как ни странно, в этой схеме самое трудное — это одним движением небольшой педали заставить вилки переключения перемещаться с высокой точностью. Эту задачу выполняет элемент, связанный с вилками и приводящий их в движение. Как правило, таким элементом является так называемый вал переключения, или, иначе, копирный вал, либо копирная пластина, выполняющая такие же функции. В обоих случаях поводки вилок перемещаются по пазам строго определенной формы. Сам же копирный элемент поворачивается на некоторый угол с помощью механизма с селектором (он показан на рисунке).

кпп8кпп8а — исходное положение педали: 1- зубчатый сектор; 2 — собачки; 3 — держалка собачек; 4 — педаль. б — педаль нажата вниз- первая передача; в — педаль в исходном положении при включеной передаче.
А после этого представьте себе сложность всего устройства в целом: после нажатия на педаль включается в работу селектор, поворачивающий копирный элемент, а затем, следуя по фигурным пазам, перемещаются муфты переключения.
Для полноты классификации упомянем, что в мировой практике применялся еще один способ привода механизма переключения — поворотной ручкой на руле, сблокированной с рычагом выключения сцепления. Как правило, такое решение использовалось при переключении ступеней коробки передач штоком со шлицами (на мотороллере «Вятка», например). От ручки шли два тросика непосредственно к механизму переключения. В эксплуатации такой способ удобным не был — процедура регулировки тросов была крайне утомительна. На тяжелых мотоциклах, чаще с коляской, в коробке передач предусмотрен задний ход. Конструкция его упрощена. Включение заднего хода осуществляется отдельным рычагом, который вводит в зацепление промежуточную шестерню с отдельно стоящими в стороне от остальных двумя шестеренками. Как правило, предусмотрена блокировка от включения в неподходящий момент.
Особняком стоят коробки передач мотоциклов повышенной проходимости. В наше время, правда, такие встречаются все реже по причине отсутствия бездорожья в развитых странах. А тем, кто все-таки его находит, предлагаются различные ATV, выходящие за рамки нашего повествования. Исключением являются так называемые «мотоциклы для лесничих», выпускаемые малыми партиями.

БМВ R75БМВ R75
Ярким примером мотоцикла -повышенной проходимости является «БМВ R75» . Основной секрет, помимо привода на колесо коляски, был как раз в его коробке передач. А включала она в себя, помимо обычной четырехступенчатой, еще одну двухступенчатую «коробку в коробке», иначе называемую демультипликатором. В результате конструкция получилась трехвальная с тремя параллельными валами, позволившая включать восемь передач вперед и две назад.

КПП5КПП5КПП мотоцикла БМВ R75
Понятно, что в наше время все быстро меняется и прогресс не стоит на месте, уже существуют и автоматические КП на мотоциклах (полуавтомат был давно) — но это все уже другая тема для разговора, которую начнем позже.

Содержание

Содержание 2

1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ 3

2 РАЗРАБОТКА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ 4

3 ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СЕТКИ 5

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ 7

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЕЛ ЗУБЬЕВ КОЛЕС 9

6 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВАЛОВ 11

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 14

1. Задание на проектирование

Спроектировать коробку скоростей горизонтально – фрезерного станка в соответствии с данными представленными в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные для проектирования.

Тип станка

Размер стола, мм

φ

Число ступеней Z

nminоб/мин

Мощность, Р

Р кВт

Станка

Эл. дв.

Горизонтально- фрезерный

1,26

8

100

4,8

Объектом контрольной работы является процесс и результат проектирования коробки скоростей оптимальной структуры для горизонтально-фрезерного станка в соответствии с заданными предметами.

Цель работы – спроектировать оптимальный вариант коробки скоростей горизонтально-фрезерного станка.

Задачи работы: разработать оптимальную кинематическую схему коробки скоростей, разработать и проанализировать структурную сетку и график частот вращения коробки скоростей, рассчитать передаточное отношение и число зубьев зубчатых колес коробки скоростей методом НОК, рассчитать энергосиловые параметры привода выбрать электродвигатель и выбрать вид передачи от двигателя на первичный вал и рассчитать передаточное отношение этой передачи, произвести ориентировочный расчет диаметра валов коробки скоростей, произвести силовой расчет коробки скоростей.

Предполагаемый результат работы – обоснованный оптимальный вариант коробки скоростей; кинематическая схема; параметры зубчатых колес; энергосиловые параметры привода.

2 Разработка кинематической схемы коробки скоростей

Структурная формула коробки скоростей:

Кинематическая схема коробки скоростей показана на рисунке 1.

Рис. 1 — Кинематическая схема коробки скоростей.

3 Построение структурной сетки

Структурную схему строим в следующем порядке:

  1. Проводим вертикальные прямые, количество вертикальных прямых, равное m=3, соответствует числу валов коробки.

  2. На равном расстоянии нанесем горизонтальные прямые – число ступеней (число скоростей), в нашем случае Z=8.

  3. Нанесем на линию третьего вала точки n1-n8, изображающие частоты вращения шпинделя. Первый вал имеет одну частоту вращения. На вертикальной линии первого вала нанесем исходную точку О симметрично относительноnmin=n1иnmax=n8.

  4. Первая группа состоит из 4 передач. Из О проводим четыре луча. Первому множителю 41соответствует характеристика х=1, поэтому на вертикальной линии третьего вала расстояния между точками равно одному интервалу.

  5. Первая переборная группа состоит из двух передач. Из характерных точек, лежащих на линии второго вала проводим по два луча. Второму множителю 24соответствует характеристика х=4, поэтому на вертикальной линии третьего вала расстояние между точками равно четырем интервалам.

На рис.2 представлена структурная сетка.

Проанализируем структурную сетку:

  1. Лучи расположены симметрично и веерообразно.

  2. Проверка оптимальности варианта сетки по диапозону регулирования:

где: R– диапазон регулирования

ZПП– число передач (ступеней) последней преобразованной коробки,

ХПП – характеристика последней преобразованной коробки.

Условие оптимальности R≤ [R],

где [R]=8

Все условия соблюдаются, следовательно, выбранный вариант структуры можно считать оптимальным.

Рис. 2 – Структурная сетка коробки скоростей.

Конструктивные особенности коробок передач автомобилей КамАЗ

Категория:

   Ремонт автомобилей КАмаЗ

Публикация:

   Конструктивные особенности коробок передач автомобилей КамАЗ

Читать далее:



Конструктивные особенности коробок передач автомобилей КамАЗ

Коробка передач автомобилей КамАЗ 14-й модели, кинематическая схема которой показана на рис. 57, имеет следующие конструктивные особенности. Во внутренней полости картера коробки передач ц передней части левой стенки и правой части задней плиты имеются маслонакопители, куда при вращении шестерен забрасывается масло. Пб имеющемуся сверлению в передней стенке картера масло поступает в полость задней крышки первичного вала и на маслонагнетающее кольцо. По сверлению в задней стенке картера масло поступает в полость задней крышки вторичного вала для смазки червячной пары привода спидометра. Шестерни вторичного вала установлены на специальных роликовых подшипниках качения, а заднего хода изготовлены вместе с валом. Шестерни промежуточного вала, кроме 1-й и 2-й передач, изготовленных вместе с валом, установлены на сегментных шпонках и закреплены на валу кольцами.

Рис. 57. Кинематическая схема коробки передач 14-й модели:
1 — картер; 2 — магнитная пробка отверстия слива масла; 3— промежуточный вал; стия с указателем уровня масла; 6 — первичный вал; 7 — задний шариковый подшип-крышка с механизмом переключения передач; 10 — опора рычага переключения перевторичного вала; 14 – вторичный вал; 15 — фланец крепления карданного вала; 16 — 18 — блок шестерен заднего хода; 19 — ось блока шестерен; 20 — роликовый подтип-

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 58

Механизм переключения передач имеет замок штоков и предохранитель включения 1-й передачи и заднего хода.

Привод управления механизмом переключения передач дистанционный, состоящий из рычага переключения передач с опорой, передней и промежуточной тяг, шаровой опоры и штока рычага переключения передач.

Коробка передач автомобилей КамАЗ 15-й модели, кинематическая схема которой показана на рис. 58, по сравнению с коробкой передач 14-й модели имеет следующие конструктивные особенности. К передней части картера коробки передач 15-й модели вместо картера сцепления приворачивается болтами делитель передач в сборе; изменена конструкция первичного вала и крышки заднего подшипника. Между крышкой и картером коробки передач отсутствует уплотнительная прокладка.

Рис. 59. Схема пневматического привода управления делителем передач 15-й модели коробки передач:
1 — рычаг переключения передач; 2 — рычаг крана управления; 3 — трос; 4 — кран управления воздухораспределителем; 5 — редукционный клапан; 6—рычаг переключения передач в делителе передач; 7 — шток; 8 — поршень; 9 — пневмоцилиндр; 10, 12 — пневматические цилиндры воздухораспределителя; 11—золотник воздухораспределителя; 13 — магистраль подвода воздуха; 14—клапан включения в работу механизма переключения передач; 15 — рычаг штока клапана; 16 — педаль сцепления; Н, В — положения рычага при низшей или высшей передаче в делителе передач

Передней опорой первичного вала является роликовый подшипник, расположенный в выточке первичного вала делителя. Вместо маслонагнетательного кольца на первичном валу установлена на шлицах ступица синхронизатора и закреплена гайкой.

Вместо передней крышки промежуточного вала осевое смещение переднего подшипника ограничивает распорная втулка, которая одновременно является и маслоотражательной шайбой.

Масляные ванны коробки передач и делителя сообщаются между собой двумя отверстиями, которые имеются в нижней части переднего торца коробки передач и в задней стенке делителя. Осевой зазор ведущего вала делителя регулируется стальными прокладками толщиной 0,2 и 0,3 мм.

Коробка передач имеет два привода управления: привод управления основной коробкой передач — механический, дистанционный и привод управления делителем передач — пневматический. Пневматический привод управления делителем передач показан на рис. 59.

Коробки передач и их приводы управления автомобилей семейства КамАЗ обладают высокой надежностью и имеют наработку до капитального ремонта более 300 тыс. км. Поломок и износов шестерен, подшипников и их посадочных мест при эксплуатации, как правило, не происходит.

В процессе эксплуатации автомобилей могут встретиться следующие дефекты деталей коробки передач:
– трещины в картере и его поломка при включении задней передачи во время движения автомобиля передним ходом;
– разрушение переднего роликового подшипника первичного вала;
– износ фиксатора механизма переключения передач; разрыв диафрагмы редукционного клапана; нарушение регулировки положения упора клапана выключения делителя.

Опыт передовых автотранспортных предприятий показывает, что при пробеге автомобилей 300 тыс. км и более в коробках передач изнашиваются первичный вал делителя передач, внутренний венец шестерни первичного вала основной коробки, детали синхронизатора переключения 4-й и 5-й передач. Остальные детали при капитальном ремонте автомобиля пригодны для повторного использования. Количество годных деталей при разборке коробок передач в большой степени зависит от организации и технологии выполнения разборочных работ и соблюдения требований технических условий на разборку.

Рекламные предложения:


Читать далее: Текущий ремонт коробок передач КАмаЗа

Категория: — Ремонт автомобилей КАмаЗ

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о