Механика передачи – Как правильно переключать передачи на механике?

Общие понятия и определения

Передачей, в общем случае, называется устройство, предназначенное для передачи энергии из одной точки пространства в другую, расположенную на некотором расстоянии от первой.

В зависимости от вида передаваемой энергии передачи делятся на механические, электрические, гидравлические, пневматические и т.п.
Курс «Детали машин» изучает механические передачи, предназначенные для передачи механической энергии.

Механической передачей называют устройство (механизм, агрегат), предназначенное для передачи энергии механического движения, как правило, с преобразованием его кинематических и силовых параметров, а иногда и самого вида движения (вращательного в поступательное или сложное и т. п.).
Наибольшее распространение в технике получили передачи вращательного движения, которым в курсе деталей машин уделено основное внимание (далее под термином передача подразумевается, если это не оговорено особо, именно передача вращательного движения).

В общем случае в любой машине можно выделить три составные части: двигатель, передачу и исполнительный элемент.
Механическая энергия, приводящая в движение машину или отдельный ее механизм, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя, которая передается к исполнительному элементу посредством механической передачи или передаточного устройства. Передачу механической энергии от двигателя к исполнительному элементу машины осуществляют с помощью различных передаточных механизмов (в дальнейшем – передач): зубчатых, червячных, ременных, цепных, фрикционных и т. п.

***

Функции механических передач

Передавая механическую энергию от двигателя к исполнительному элементу (элементам), передачи одновременно могут выполнять одну или несколько из следующих функций.

Понижение (или повышение) частоты вращения от вала двигателя к валу исполнительного элемента.

Изменение направления потока мощности.
Примером может служить зубчатая передача (редуктор) заднего моста автомобиля. Ось вращения вала двигателя у большинства автомобилей составляет с осью вращения колес прямой угол. Для изменения направления потока мощности в данном случае применяют коническую зубчатую передачу.

Регулирование частоты вращения ведомого вала.
С изменением частоты вращения изменяется и вращающий момент: меньшей частоте соответствует больший момент. Для регулирования частоты вращения ведомого вала применяют коробки передач и вариаторы.
Коробки передач обеспечивают ступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала в зависимости от числа ступеней и включенной ступени.
Вариаторы обеспечивают бесступенчатое в некотором диапазоне изменение частоты вращения ведомого вала.

Преобразование одного вида движения в другой (вращательного в поступательное, равномерного в прерывистое и т. д.).

Реверсирование движения — изменение направления вращения выходного вала машины в ту или иную сторону в зависимости от функциональной необходимости.

Распределение энергии двигателя между несколькими исполнительными элементами машины.
Так, любой сельскохозяйственный комбайн вмещает несколько механизмов, выполняющих самостоятельные технологические операции по уборке урожая, при этом каждый из этих механизмов приводит в движение собственный исполнительный элемент (ходовую часть, жатку, молотилку, очистку и т. п.). Поскольку комбайн, как правило, оснащен одной силовой установкой (двигателем), при помощи передач его энергия распределяется между каждым из обособленных механизмов.

***

Классификация механических передач

В зависимости от принципа действия механические передачи разделяют на две основные группы:

• передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные);
• передачи трением (фрикционные, ременные).

Каждая из указанных групп передач подразделяется на две подгруппы:

• передачи с непосредственным контактом передающих звеньев;
• передачи с гибкой связью (цепь, ремень) между передающими звеньями.

Кроме этих основных классификационных признаков передачи подразделяют по некоторым другим конструктивным характеристикам: расположению валов, характеру изменения вращающего момента и угловой скорости, по количеству ступеней и т. д.

Классификация механических передач по различным признакам представлена ниже.

1. По способу передачи движения от входного вала к выходному:
       1.1. Передачи зацеплением:
            1.1.1. с непосредственным контактом тел вращения — зубчатые, червячные, винтовые;
            1.1.2. с гибкой связью — цепные, зубчато-ременные.
       1.2. Фрикционные передачи:
            1.2.1. с непосредственным контактом тел вращения – фрикционные;
            1.2.2. с гибкой связью — ременные.

2. По взаимному расположению валов в пространстве:
      2.1. с параллельными осями валов — зубчатые с цилиндрическими колесами, фрикционные с цилиндрическими роликами, цепные;
      2.2. с пересекающимися осями валов — зубчатые и фрикционные конические, фрикционные лобовые;
      2.3. с перекрещивающимися осями — зубчатые — винтовые и гипоидные, червячные, лобовые фрикционные со смещением ролика.

3. По характеру изменения угловой скорости выходного вала по отношению к входному: редуцирующие (понижающие) и мультиплицирующие (повышающие).

4. По характеру изменения передаточного отношения (числа): передачи с постоянным (неизменным) передаточным отношением и передачи с переменным (изменяемым или по величине, или по направлению или и то и другое вместе) передаточным отношением.

5. По подвижности осей и валов: передачи с неподвижными осями валов — рядовые (коробки скоростей, редукторы), передачи с подвижными осями валов (планетарные передачи, вариаторы с поворотными роликами).

6. По количеству ступеней преобразования движения: одно-, двух-, трех- и многоступенчатые.

7. По конструктивному оформлению: закрытые и открытые (безкорпусные).

Наибольшее распространение в технике получили следующие виды механических передач:

• Зубчатые (цилиндрические, конические, гипоидные, волновые, планетарные и т. п.);
• Ременные (плоскоременные, клиноременные, круглоременные и т. п.);
• Червячные;
• Фрикционные (постоянной передачи, реверсы и вариаторы);
• Винтовые передачи.

Зубчато-ременные передачи можно выделить в отдельную группу передач с промежуточной гибкой связью, поскольку они способны передавать мощность и посредством трения, и посредством зацепления.

***

Основные характеристики механических передач

Главными характеристиками передачи, необходимыми для ее расчета и проектирования, являются передаваемые мощности (по величине и направлению) и скорости вращения валов – входных (ведущих), промежуточных, выходных (ведомых).
В технических расчетах вместо угловых скоростей обычно используются частоты вращения валов — n_вх и n_вых, измеряемые в оборотах за минуту. Соотношение между угловой скоростью ω (рад/сек) и частотой вращения n (об/мин):

ω ≈ πn/30

Еще важный параметр механической передачи – коэффициент полезного действия (КПД), характеризующий потери мощности при передаче от двигателя к исполнительному элементу.

***

Фрикционные передачи

k-a-t.ru

Как ездить на механике: Десять простых шагов

Как ездить на механической коробке.

В Америке доля проданных новых автомобилей с механической коробкой составляет всего лишь 6 процентов. Поэтому для многих Американских водителей управление автомобилем с механической трансмиссией вызывает большие трудности. Так многие водители привыкли управлять транспортными средствами с автоматической АКПП. В нашей стране доля продаваемых автомашин с механической МКПП пока что немного больше чем с автоматической коробкой, но, тем не менее, у многих водителей вождение автомобилем с механической трансмиссией вызывает массу сложностей. Наше интернет издание подготовило для всех автолюбителей инструкцию и небольшое пособие, которое поможет узнать, как ездить на механике.

Автомобили с механической трансмиссией, как правило, стоят дешевле, чем машины с АКПП. Но вождение транспортным средством с механической коробкой передач, не только позволит Вам сэкономить деньги при покупке машины, но и откроет для Вас совершенно новый мир автовождения.

Отметим, что по-прежнему многие мощные спортивные автомобили оснащаются механической коробкой. Но даже купив не дорогой немощный автомобиль, позволит Вам значительно сократить затраты на топливо, так как машина оснащенная МКПП расходует гораздо меньше топлива, чем автомашина оборудованная автоматической коробкой.

Какие еще преимущества механических трансмиссий перед автоматическими коробками? МКПП намного надежнее, чем АКПП и к тому же стоимость ремонта механики намного меньше, чем ремонт сложного автомата.

Плюс к этому управление автомобилем с механической трансмиссией в зимнее время намного безопаснее, чем автомашиной с автоматической коробкой передач.

Шаг первый: Для чего нужны передачи в МКПП? 

Механическая коробка передач требует от водителя самостоятельно переключать скорости. Большинство автомобилей с МКПП имеют 4 или 5 скоростей и плюс одна задняя скорость передачи. Для того, чтобы освоить, где какая скорость передач находится и для чего каждая из них нужна, Вам необходимо знать следующее:

Педаль сцепления. При нажатии на педаль специальный механизм в коробке дает Вам возможность с помощью ручки переключения скоростей включить необходимую передачу. Помните, что переключать коробку передач можно, только если педаль сцепления нажата до конца. 

Нейтральная передача на самом деле обозначает, что крутящий момент от двигателя не будет передаваться на колеса. При работающем двигателе и при включенной нейтральной передаче, если нажать педаль газа, автомашина не тронется с места. При включенной нейтральной передаче, Вы можете включить из этого положения любую скорость, в том числе и заднюю передачу.

Для большинства автомобилей с механикой 2-ая передача является рабочей лошадкой, так как первая передача в основном предназначена для трогания с места. Вторая передача поможет Вам спуститься на автомобиле с крутого склона или поможет Вам передвигаться в пробке.

Задняя передача несколько отличается от других скоростей в МКПП. Эта скорость получила немного больший диапазон работы, чем первая передача. На задней скорости Вы можете разогнаться быстрее, чем на 1-ой. Но задняя передача не «любит» когда автомобиль в этом режиме едет очень долго (может привести к выходу из строя механизма коробки передач).

Так что задняя передача — это не способ основного передвижения. 

Педаль газа позволяет на каждой скорости использовать максимальный крутящий момент двигателя, установленный для каждой скорости. Разгоняясь на автомобиле, оборудованным механической трансмиссией, Вы чувствуете каждую скорость, что дает каждому водителю неповторимые ощущения драйва и лучший контроль над машиной.

Шаг второй: Освойте расположение скоростей передач 

Прежде чем научиться ездить на механике необходимо освоить расположение каждой скорости передач, которые обозначаются на ручке переключения. Ведь не будете же Вы во время движения автомобиля смотреть на ручке, где какая скорость расположена?! Помните, что для идеального переключения передач необходимо полностью нажимать педаль сцепления, иначе каждая скорость будет включаться с характерным скрежетом или хрустом, что может привести к поломке трансмиссии.

Если Вы водитель новичок, то советуем Вам посмотреть сначала со стороны с переднего пассажирского сидения, как другой более опытный водитель синхронно нажимает педаль сцепления и переключает скорости. Обратите внимание на максимальную скорость автомобиля на каждой передаче. 

Первое время даже, изучив месторасположение каждой скорости, Вы все равно будете мысленно вспоминать, где находится та или иная передача. Со временем Вы перестанете каждый раз думать о переключение передач и будете это делать на бессознательном уровне (машинально). Все дело в привычке. Так что если у Вас не будет в самом начале идеального навыка управления автомобилем с МКПП, то не расстраивайтесь и не впадайте в отчаяние. Быстрота переключения передач и многое другое к Вам придет по мере накопления опыта вождения.

Еще одна проблема любого новичка водителя, который управляет автомобилем с механической коробкой — это не знание, когда и какую скорость включать. Для того, чтобы знать правильная ли передача включена при определенной скорости движения транспортного средства советуем Вам ориентироваться на звук двигателя.

Если обороты двигателя очень низкие и автомобиль не разгоняется то, Вы включили завышенную передачу и Вам необходимо перейти на более низкую передачу.

Если обороты двигателя очень большие, то Вам необходимо включить более высокую передачу, чтобы разгрузить коробку.

Если Ваш автомобиль оборудован тахометром, то для того, чтобы понять, когда необходимо переключать скорость ориентируйтесь количеством оборотов двигателя. Несмотря на то, что каждая марка и модель автомобиля с механической коробкой требует разного порядка переключения передач, в основном каждую передачу можно переключать при достижении двигателем 3000 оборотов в минуту. Также Вы можете ориентироваться по спидометру, чтобы знать, когда необходимо переключить скорость передачи.

К примеру, переключайте скорость каждые 25 км/час (1-я передача 1-25 км в час, 2-ая 25-50, 3-ая 50-70 и т.д.). Помните, что это всего лишь общее правило переключения передач механической коробки. И, чем мощнее Ваш автомобиль эти значения будут отклоняться в сторону увеличения. 

Шаг третий: Пуск двигателя

Поставьте ручку переключения передач в нейтральное положение, предварительно нажав педаль сцепления, прежде чем завести мотор. Не переключайте передачи без нажатой педали, так как это может привести к выходу из строя МКПП. Запустив двигатель, прогрейте его до рабочей температуры. Если Вы прогреваете автомобиль в зимнее время, то первые несколько минут прогрева не отпускайте педаль сцепления после включения нейтральной передачи. Это позволит Вам намного быстрее прогреть замершее масло в коробке. 

Внимание!!! Не запускайте двигатель автомашины при включенной передаче. Это приведет к неконтролируемому движению машины, что может привести к ДТП.

Шаг четвертый: Правильно используйте педаль сцепления 

Сцепление представляет собой механизм, который помогает Вам плавно переключать скорости передач. Всегда выжимайте сцепление до конца. Если Вы во время движения переключите передачу, не до конца выжав сцепление, то Вы услышите скрежет или хруст. Старайтесь избегать этого, чтобы не повредить коробку. 

Также помните, что левая нога должна нажимать только педаль сцепления. Правая нога только педаль газа и педаль тормоза. 

Первое время Вам будет тяжело идеально отпускать сцепление после переключения скорости. К этому надо привыкнуть. Если Вы испытываете проблемы с этим, то советуем Вам после переключения передачи медленно отпускать сцепление, чтобы почувствовать момент начала передачи крутящего момента от двигателя на колеса.

Избегайте ненужных ускорений автомобиля, когда педаль сцепления нажата не до конца. Не вырабатывайте привычку оставлять нажатой педаль сцепления более чем на 2 секунды (даже на светофорах — используйте нейтральную скорость). 

Многие новички водители испытывают проблему с очень быстрым отпусканием педали сцепления. Не расстраивайтесь, если у Вас не получается. Со временем Вы привыкните и будете не замечать, как координировано Вы переключаете передачи. Помните, что трудности с этим испытывают все. Как только Вы начнете часто ездить в плотном городском трафике, Вы быстро наберете опыт.

Шаг пятый: Слаженные координированные действия

Что такое ручка переключения передач? Это Ваша дверь в мир драйва ускорения и особого восприятия автомобиля. Но для того, чтобы в полной мере почувствовать истинное удовольствие от управления автомашиной с механикой необходимы слаженные и координированные действия. В качестве примера для 1-ой и 2-ой скорости приведем все ваши действия, которые со временем Вы должны довести до автоматизма. 

Выжмите педаль сцепления до конца. Переключите ручку скоростей на первую скорость. Начинайте медленно отпускать педаль сцепления, одновременно с этим плавно и медленно нажимая педаль газа. Доведя педаль сцепления где то до середины, Вы почувствуете, что крутящий момент начал полностью передаваться на колеса. Отпустив плавно педаль сцепления до конца, разгоняйтесь до 25 км/час. Далее необходимо перейти на вторую передачу. Для этого опять выжмите сцепление до конца и переключите скорость на вторую передачу, после чего плавно, опуская педаль сцепления, медленно прибавляйте газ.

Шаг шестой: Дауншифтинг

Дауншифтинг метод переключения низших передач автомобиля при замедлении. Как Вы будете переключать передачи при снижении скорости, и как работает автоматическая коробка передач, при замедлении транспортного средства имеет огромную разницу. Переключение на пониженную скорость поможет Вам не только замедлить автомобиль, но и позволяет Вам включить именно ту скорость, которая действительна необходима. 

Дауншифтинг поможет Вам в плохую скользкую погоду как в летнее время, так и в зимнее, не прибегать к торможению с помощью педали тормоза, в случае если необходимо снизить скорость, что делает более безопасным передвижение на автомобиле в отличие от машины, оборудованной автоматической трансмиссией. 

Вот пример как можно с помощью дауншифтинга остановить автомобиль со скорости 70 км/час:

— Нажмите педаль сцепления и переключите коробку на 3-ю передачу, переместив правую ногу с педали газа на тормоз. 

— Чтобы избежать высоких оборотов отпустите медленно педаль сцепления.

— Прежде чем остановиться выжмите еще раз педаль сцепления.

— Не включайте, в качестве пониженной передачи, первую скорость.

Этот метод остановки позволит Вам остановиться намного быстрее и безопаснее, чем при торможении одной педалью тормоза.

Шаг седьмой: Задняя скорость 

Будьте осторожны при переключении задней передачи автомобиля. При неправильном включении рычаг переключения передач может выскочить. Никогда не пробуйте включать заднюю скорость, пока автомобиль полностью не остановится. На некоторых моделях для того, чтобы включить заднюю скорость необходимо для начала нажать сверху на ручку переключения передач.

Помните, что задняя передача имеет высокий диапазон работы, поэтому будьте осторожны и не нажимайте сильно педаль газа, так как автомобиль может быстро набрать опасную скорость. 

Шаг восьмой: Движение на холме

Как правило, большинство автомобильных дорог не имеют ровную плоскость из-за рельефа местности. Поэтому останавливаясь на дороге, во многих местах автомобиль без тормоза начинает скатываться назад. Трогаться на дороге с наклонной плоскостью намного сложнее, чем на ровной местности. Для того, чтобы идеально научиться трогаться на горке необходимо закрепить свои навыки следующим упражнением. 

Встаньте на дороге с наклонной плоскостью и, поставив автомобиль на ручной стояночный тормоз («ручник»), включите нейтральную передачу. Теперь Ваша задача, отпустив ручник, включить первую передачу, выжав педаль сцепления, тронуться на горке, отпуская плавно сцепление одновременно нажимая на педаль газа. В какой-то момент Вы почувствуете, что автомобиль перестал отъезжать назад. Именно в таком положение Вы можете держать автомобиль на склоне или холме без тормоза.

Шаг девятый: Парковка

Оставляя автомобиль на парковке после того, как Вы заглушили мотор, выжмите педаль сцепления и включите первую передачу. Таким образом, Вы обезопасите свой автомобиль от скатывания в Ваше отсутствие. Для надежности также необходимо поднять рычаг стояночного тормоза (или нажать кнопку, если ручник электронный). Главное помните, что вернувшись, перед тем как завести автомобиль, Вы должны обязательно переключить передачу в нейтральное положение.

Шаг десятый: Практика

Все эти действия будут Вам казаться на первых порах очень сложными и тяжелыми. Но это все естественно. В процессе эксплуатации автомашины Ваш опыт будет расти. Помните, что чем больше практики, тем больше опыта вождения Вы приобретаете. Если Вы после того, как получили права, все еще боитесь садиться за руль автомобиля, то делайте самостоятельные тренировки вождения на любой площадке, где отсутствуют другие автомобили. Таким образом, Вы приобретете уверенность в управлении автомашиной.

Как только Вы станете смелее, то советуем Вам в ранее утреннее или ночное время практиковаться в реальных дорожных условиях Вашего населенного пункта. Изучите все дороги, особенно где Вы предполагаете ездить на автомобиле чаще всего. Отсутствие машин в это время придаст Вам уверенность. 

Многие бояться управлять автомобилем с механикой. Некоторые заявляют, что это не комфортно и не современно. Не слушайте никого. Механическая коробка передач, несмотря на устаревшие технологии, остается одной из самых надежных трансмиссий в автопромышленности.

         Да в некоторых моментах механика несколько снижает комфорт вождения, но за это Вы будете вознаграждены гораздо большим контролем над автомобилем, повышенной мощностью, лучшей топливной экономичностью, дешевой стоимостью обслуживания и не дорогим ремонтом (по сравнению с АКПП), ценным жизненным мастерством вождения, которое позволяет Вам управлять практически любым транспортным средством в мире. 

www.1gai.ru

Идеальное переключение передач. Как правильно переключать передачи на механике? Правильное переключение передач механической коробки

У начинающих автолюбителей возникает немало вопросов. Даже если теория изучена досконально, при первых выездах всегда возникает немало вопросов. Например, как переключать скорости в авто? Сидеть рядом с водителем и смотреть, это одно и совершенное иное дело самому рулить и переключать скорости.

Ключевой вопрос, на каком расстоянии или на какой скорости переключаться? Разумеется, для водителей автомобилей с «автоматом» или «роботом» такой проблемы не существует. Речь идет о «механике», автомобиле с механической коробкой переключения передач.

Видео-обучение «Как переключать скорости в авто»

Переключение скоростей

Последовательность переключение передачи на повышенную и, наоборот, на пониженную, отличается. На подъеме переключение выполняется быстрее, чем на ровной поверхности. Новичкам не рекомендуется переключаться во время поворотов, потому, что может занести машину. К переключению нужно готовиться:

• во время движения заранее положить на рычаг правую руку;
• опустить левую ногу на сцепление.

Переключение передачи делается в момент, когда тахометр покажет нужные обороты двигателя:

• нажать левой ногой на сцепление;
• одновременно правой ногой отпустить газ;
• синхронно с левой ногой включить передачу на повышение;
• плавно отпустить сцепление;
• поддерживать набранные обороты двигателя, добавляя газ;
• через несколько секунд отпустить сцепление, после чего автомобиль должен увеличить скорость.

Скорость на рычаге КПП и скорость движения авто

Если машина оснащена тахометром, можно ориентироваться на показания прибора, при оборотах двигателя в диапазоне от 2500 до 3500 оборотов в минуту.

Существует определенная взаимосвязь между обозначением скоростей на рычаге переключения передач и скоростью движения:

• «единичку» на рычаге переключения передачи удерживают до скорости от 15 до 20 км/час;
• «двоечка» — от 20 до 30 км/час;
• «троечка» — от 30 до 60 км/час;
• «четверка» — от 60 до 90 км/час;
• «пятерка» — свыше 90 км/час.

Диапазоны скорости могут меняться в зависимости от технических характеристик машины. Все движения ног и правой руки должны быть отработаны до автоматизма. Здесь определяющее значение имеет практика.

Перед перекрестками необходимо сбрасывать скорость, рычаг переключения переводить на «нейтралку» и сбрасывать скорость с помощью педали тормоза.

Можно притормаживать непосредственно коробкой перемены передач, сбросив газ и, включив пониженную передачу. Если машина остановилась, возобновить движение нужно отработанными приемами с первой передачи. Если машина не остановилась, движется по накату и движение можно продолжить, нужно снова включить соответствующую передачу и ехать дальше.

Типичные ошибки

Прежде всего, хочется заметить, что переключение на повышенную передачу допускается с перескакиванием через одну — две скорости. Например, с первой сразу на третью или со второй — на пятую. Это не считается ошибкой, но времени на разгон уйдет больше. Ошибки заключаются в другом:

• неуверенное перемещение рычага переключения передач в «поисках» нужного положения;
• паузы при переключении;
• резкие рывки рычагом;
• слишком плавно выжимается сцепление;
• резкий сброс сцепления после включения очередной передачи;
• недопустимая ошибка: смотреть на рычаг переключения передачи во время переключения и движения автомобиля, отвлекаясь от дороги.

Ошибки неизбежны во время первых поездок. Поэтому необходимо заранее изучить расположение скоростей, которое схематически указано вверху на макушке рычага переключения передач и, прежде чем ехать, потренироваться на стоянке или в гараже.

Многие автомобилисты с большим стажем попросту не признают автоматические трансмиссии, считая их неэкономичными и ненадёжными. Доля правды в этом есть, хотя современные уже достигли по своим параметрам механические аналоги и в чём-то превзошли их. Однако автоматическая трансмиссия всё равно стоит намного дороже — поэтому в массовом сегменте лидируют именно механические КПП. Она хороша всем, за исключением удобства — потому у начинающих водителей возникает вопрос, как правильно переключать передачи на механике во время движения, а также при старте? Схема работы с механической трансмиссией достаточно проста, но нужно соблюдать некоторые рекомендации.

Старт

Чтобы автомобиль начал движение, необходимо включить передачу и открыть подачу топлива в объёме, достаточном для ускорения. Казалось бы, всё предельно просто — сцепление, первая передача, газ. Однако автомобиль вынужден преодолевать наибольшее усилие в момент, когда трогается с места — именно поэтому мотор нередко глохнет, оставляя водителя в недоумении. Секрет заключается в плавном балансировании между двумя педалями: сцепления и газа, которые в определённый момент должны быть нажаты одновременно.

Конечно, речь идёт не о работе педалями, а об использовании механической трансмиссии. Специалисты рекомендуют использовать для старта с сухой чистой поверхности первую передачу — крутящий момент, передаваемый ею к колёсам, очень высок, поэтому вероятность заглушить двигатель будет минимальной. Передачу включать следует при полном выжиме педали сцепления, а рычаг нужно двигать плавно, стараясь не преодолевать резким усилием естественное сопротивление. Если начинает издавать неприятные звуки, а сопротивление резко перемещается, стоит вернуть рычаг механической трансмиссии в нейтральное положение, отпустить сцепление, вновь нажать педаль и повторить попытку. Когда нужная ступень будет включена, усилие на рычаге на долю секунды уменьшится, а затем он его движение остановится, поскольку он столкнётся с ограничителем в конце паза.

Если вы собираетесь ездить на автомобиле на протяжении холодного времени года либо в период осенних заморозков, нелишним будет освоить старт со второй передачи. Такая методика позволяет избежать пробуксовки колёс и не позволяет автомобилю сразу уходить в занос либо зарываться колёсами в снег. Отличий мало — на механической трансмиссии стоит выбрать вторую передачу, однако балансирование педалями газа и сцепления должно быть намного более тонким, чтобы избежать повышенной нагрузки на силовой агрегат. Стоит запомнить, что резкие движения рычагом коробки передач, быстрое поднятие ноги с педали сцепления, подача чрезмерного количества топлива негативно отражаются на трансмиссии и могут привести к её поломке в ближайшей перспективе.

На ходу

Когда машина движется, очень важно понимать, когда именно переключать ступени, чтобы уменьшить расход топлива, добиться оптимальной динамики и предотвратить поломку трансмиссии. В интернете и некоторых пособиях часто встречается рекомендация, в которой каждой передаче соответствует определённая скорость движения. Она полностью неверна, поскольку каждый автомобиль обладает своим уровнем мощности и индивидуально подобранными передаточными числами.

Новичкам можно порекомендовать обращать внимание на — у большинства машин зона экономичной работы мотора находится в диапазоне, примерно равном 2500–3500 об/мин. Если автомобиль движется при подобной частоте вращения коленвала, браться за рычаг не стоит. Однако правильное переключение ступеней у спортивных автомобилей с высокооборотистыми моторами может осуществляться по-другому. Именно поэтому специалисты рекомендуют не экономить, и проходить специальное обучение вождению скоростных машин, предлагаемое многими дилерами.

При повышении оборотов следует сменить ступень на высшую, не забывая полностью выжимать педаль сцепления и соблюдать правила предосторожности при перемещении рычага. Аналогичным образом нужно поступить и при падении оборотов — однако передачу следует сменить на низшую. Переключаться лучше последовательно, используя при разгоне каждую передачу. Конечно, можно перескакивать через 1–2 ступени трансмиссии, но при этом рекомендуется соблюдать исключительную осторожность в работе со сцеплением, чтобы не повредить валы коробки передач.

Механическая коробка передач хороша тем, что позволяет подготовиться к различным сложным ситуациям. В частности, правила переключения механической коробки передач предписывают включать пониженную ступень при:

• Приближении к крутому подъёму;
• Движении на опасном спуске;
• Обгоне;

Если использовать рабочую тормозную систему не представляется возможным, например, при дв

veloed.ru

Как правильно управлять механической коробкой передач

Научится грамотно управлять автомобилем – задача непростая. Выучить правила дорожного движения, научится крутить руль, и переключать передачи – это лишь полдела. Настоящий водитель – это человек, который чувствует свой автомобиль как часть своего тела, это тот, кто управляет с помощью рефлексов. Разумеется, достичь мастерства невозможно без знания устройства вашего автомобиля и, конечно же, теории управления.

В этой статье мы поговорим об одном из основных узлов вашей машины – коробке переключения передач. В зависимости от конструкции, коробки делятся на два основных типа автоматические и механические, все они выполняют одну функцию – передачу энергии от двигателя к колесам. Мы рассмотрим наиболее популярный в России и самый сложный в управлении тип КПП – механическая коробка переключения передач (МКПП).

Существует несколько разновидностей МКПП

1. Традиционная МКПП – наиболее распространенный тип коробки, о ней и пойдет речь в статье.
2. МКПП секвентального типа – отличаются от предыдущей тем, что в ней нельзя перешагнуть через одну передачу (только последовательно).

Управление МКПП

Управление МКПП осуществляется при помощи сцепления, а также рычага переключения скоростей. Каждой из передач соответствует определенное положение рычага. Начинающему водителю нужно запомнить соответствие передач – положениям рычага. Необходимо научится переключать передачи, не отвлекаясь от дороги, и не задумываясь над тем, какая передача включена в настоящий момент.
Заведите авто, но прежде удостоверьтесь, что ваш рычаг переключения скоростей находится в нейтральном положении. Выжмите до упора в пол сцепление, и переведите рычаг в положение первой передачи. Затем слегка надавив на педаль акселератора, быстро, но не резко отпускаете сцепление, задержав его на несколько секунд в середине хода педали. Если вы выполнили инструкцию точно, ваше авто поедет ровно, не трясясь и без моторного рева.

Развив скорость необходимую для переключения передачи, опять выжимаете сцепление, переключаете передачу, после чего отпускаете сцепление. Включив передачу, одновременно отпускаете сцепление и плавно давите на акселератор. Сменять передачи следует по очереди (с первой на вторую, и так далее).

Снижая скорость, следует переключаться в соответствии со скоростным режимом. Рабочий интервал для большинства МКПП такой: первая передача от 0 до 20 км/ч; вторая от 20 до 40 км/ч; третья от 40 до 60 км/ч; четвертая от 60 до 80 км/ч; пятая от 80 до 150- 200 км/ч.

Как самому выбрать скорость и обороты двигателя, на которых будет включена необходимая передача?

Приведем пример, на первой передаче вы можете ускорить автомобиль до 30 км/ч, а переключится на вторую, вам следует на скорости от 10 км/ч до 30 км/ч. Например, при 18 км/ч, вы можете плавно переключиться на вторую передачу, и ваше авто при этом не будет дергаться.

Также при эксплуатации авто с МКПП помните: чем ниже передача – тем она мощнее, но тем ниже ее максимально и минимально допустимые скорости. Вот почему двигаясь с места и поднимаясь на возвышенность, следует включать 1-ю или 2-ю передачи. Следовательно, 3-ю, 4-ю, 5-ю следует использовать при передвижении на более высоких скоростях, при выезде со спуска. Правильное переключение передач сделает вашу поездку приятной, лишенной неприятного дерганья и оглушающего моторного рева на высоких оборотах.

Чем ниже передача – тем она мощнее, но тем ниже ее максимально и минимально допустимые скорости

Главное, что следует помнить — это то, что ни в коем случае нельзя включать заднюю передачу во время движения вперед. Это непременно приведет к аварии или выходу МКПП из строя. Чтобы не допустить этого в большинстве современных авто, установлены блокираторы задней передачи.

Преимущества МКПП

Водить машину с механической коробкой передач гораздо сложнее, чем с коробкой автоматической, тем не менее, МКПП имеет множество преимуществ:

• Прежде всего, можно управлять стилем езды (от «эконом», до спортивного стиля).
• Можно завестись с раздраженным аккумулятором (подтолкнув автомобиль), можно снизить скорость не используя тормоза, т.е. тормозить двигателем.
• При старте с места МКПП заметно опережает АКПП. В любых погодных условиях МКПП предоставляет гораздо больше возможностей контролировать автомобиль на дороге.

Давайте рассмотрим перечисленные преимущества механической коробки подробней:

Торможение двигателем

Главное правило автовладельца: любое действие обязано соответствовать дорожной ситуации. Это касается, прежде всего, торможения двигателем, его следует совершать лишь в конкретных дорожных ситуациях.
В каких случаях следует применять торможение двигателем – это предмет постоянных дискуссий между автовладельцами, однако, есть ситуация, когда оно необходимо. Торможение двигателем обязательно пригодится тогда, когда у авто пропадают тормоза (вследствие неполадки или намокания тормозных колодок), в этом случае его применение становится вопросом жизни и смерти! Чтобы ваша машина перестала разгоняться и начала замедление, нужно отпустить педаль акселератора, оставив передачу включенной – это и есть торможение двигателем, в самом безопасном его варианте.

Опасный способ применяется тогда, когда скорость слишком высока и требуется срочно ее скинуть. В этом случае придется постепенно переключать передачи, от повышенной к более низкой. Быстрее всего скорость будет снижаться при включенной первой передаче. Однако не пытайтесь переключиться с пятой передачи сразу на первую или вторую передачу. В этом случае вас, скорее всего, занесет, и вы попадёте в аварию. В лучшем случае выйдет из строя коробка передач.

Начинающим водителям, следует помнить, что использование торможения двигателем не только опасно, но и может способствовать повышенному износу деталей МКПП и даже привести к их поломке.

Экономичный стиль вождения

Вторым по важности (после торможения двигателем) преимуществом МКПП является возможность значительно уменьшить свой расход топлива. Для этого нужно придерживается экономичного стиля езды, вот его основные правила:

1. Основной расход горючего происходит в момент разгона вашего авто, когда оно набирает скорость. Из этого следует, что в населенном пункте не следует разгоняться быстрее 60 км/ч, ведь через пару минут вы должны тормозить перед пешеходным переходом. Выработайте привычку «подкатывать» к месту вашей остановки с выключенной скоростью. Это также позволит сократить расход топлива. Старайтесь избегать «перегазовок» во время переключения передач (что сэкономит ваши деньги, а также поможет сберечь МКПП).
2. Нельзя удерживать машину, стоящую на пригорке, при помощи выжатого сцепления и тормоза, это повышает расход бензина и изнашивает сцепление, вырабатывайте привычку переводить рычаг в нейтральное положение во время остановок.
3. Правильная работа с МКПП при экономичном стиле. Стоит переключать передачи МКПП заранее, не доводя стрелку тахометра до 3000 оборотов, лучше всего переключиться на 2500 оборотов. Продолжительная езда на повышенных оборотах приводит к перерасходу бензина. Экономия может составить вплоть до 40 процентов бензина!
4. Движение в многокилометровых заторах является главной причиной перерасхода горючего. Нет методики минимизировать расход, находясь в пробке. Поэтому обязательно следует продумывать свой маршрут, стараясь избегать пробок. В этом вам поможет автонавигатор с функцией прокладки маршрута.

Что делать в случае поломки?

Разумеется, смена стиля управления, поможет достичь экономии только на полностью исправном автомобиле. Любая поломка приведет к уменьшению КПД вашего автомобиля, и как следствие, к увеличению расхода топлива.
Часто начинающие автолюбители даже не знают о такой вещи, как переключение передач с двойным выжимом сцепления при работе с МКПП. Этот способ применялся в те времена, когда еще небыли изобретены синхронизаторы (небольшое устройство, которое выравнивает скорость шестерен и не дает им блокироваться). До изобретения синхронизаторов, водителям приходилось совершать процедуру двойного выжима по несколько десятков раз за поездку.

Применительно к МКПП, одной из самых частых поломок – является выход из строя синхронизаторов. Если с вами произойдет такая неприятность, не спешите вызывать эвакуатор. В случае если передачи не переключаются либо хрустят при переключении, вы сможете самостоятельно добраться до гаража, используя двойной выжим сцепления или перегазовку.

Метод «Двойного выжима»

Нужно увеличить обороты, затем отжать сцепление, отпустив акселератор. Затем переводите рычаг в нейтральное положение, и отпускаете сцепление. Маленькая пауза, и опять выжимаете сцепление, после чего переходите на повышенную скорость.

Метод «Перегазовки»

Сбрасываете скорость до оптимальной (в зависимости от того на какую скорость вы хотите переключиться). Выжмите педаль сцепления до конца, затем переводите рычаг в нейтральное положение, и отпускаете сцепление. Добавьте оборотов, дождавшись синхронизации. Полностью выжимаете педаль сцепления, и переключаетесь на пониженную передачу. Самое сложное это – выдержать нужную паузу на «нейтрали». Очень непросто подобрать нужную продолжительность выдержки и уровень оборотов по тахометру, продолжайте тренироваться, пока у вас не получится.

Механическая коробка переключения передач не зря пользуется уважением отечественных автолюбителей. Она проста и надежна как титановый шарик, и благодаря этому, дешева в обслуживании. Единственный ее недостаток – низкий уровень комфорта в управлении, полностью компенсируется повышенным уровнем контроля над автомобилем.

autoleek.ru

3. Механические передачи

3.1. Общие сведения о механических передачах

3.1.1. Что такое механическая передача?

Механизм для передачи движения от одного объекта к другому – например, от двигателя к исполнительному механизму машины (см. блок-схему машины, п. 1.3).

12

Передача движения может осуществляться:

● С изменением скорости движения и вращающего момента.

● С изменением направления движения.

● С преобразованием вида движения (например, вращательного в поступательное).

3.1.2. Характеристики передачи.

Основные характеристики:

● Мощность Р₁ на входе и Р₂ на выходе.

● Частота вращения n₁ на входе и n₂ на выходе (или угловые скорости ω₁ и ω₂).

Производные характеристики:

● Коэффициент полезного действия (КПД) η = Р₂ / Р₁.

● Передаточное отношение i = n₁ / n₂.

3.1.3. Классификация механических передач.

По способу передачи движения:

● Передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные, винт-гайка).

● Передачи трением (фрикционные, ременные).

По способу соединения звеньев:

● Передачи с непосредственным контактом (фрикционные, зубчатые, червячные, винт-гайка)

● Передачи гибкой связью (ременные, цепные).

3.2. Зубчатые передачи

3.2.1. Что такое зубчатая передача?

Механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колесами. Принцип действия зубчатой передачи основан

на зацеплении пары зубчатых колес, меньшее называют шестерней, большее – колесом.

13

3.2.2. Классификация зубчатых передач.

По расположению геометрических осей валов:

● С параллельными осями (цилиндрические передачи).

● С пересекающимися осями (конические передачи).

● Со скрещивающимися осями (червячные, цилиндрические винтовые).

По расположению зубьев на ободе колеса:

● Прямозубые.

● Косозубые.

● Шевронные.

● С криволинейными зубьями.

По взаимному расположению зубчатых колес:

● С внешним зацеплением.

● С внутренним зацеплением.

Для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот применяется:

● Реечная передача.

3.2.3. Какой профиль зуба имеет преимущественное применение?

Эвольвентный.

3.2.4. Что такое эвольвента?

Эвольвентой (разверткой круга) называется кривая, описываемая точкой прямой, перекатывающейся без скольжения по окружности. Прямая называется производящей прямой, а окружность, по которой перекатывается прямая – основной для данной эвольвенты.

15

3.2.5. Основные геометрические параметры зубчатого колеса. Элементы конструкции зубчатого колеса.

Окружность выступов – окружность, проходящая по вершинам зубьев; ее диаметр обозначается d_a .

Окружность впадин – окружность, проходящая по основаниям впадин; ее диаметр обозначается d_f .

Делительная окружность – окружность, на которой толщина зуба равна ширине впадины; ее диаметр обозначается d. Делительная окружность делит зуб на головку высотой h_a и ножку высотой h_f , при этом h – полная высота зуба.

Окружной делительный шаг p измеряется по дуге делительной окружности между двумя соседними зубьями.

Модуль – это отношение шага к числу π : m = р / π .

Основными конструктивными элементами зубчатого колеса являются зубчатый венец, диск и ступица.

3.2.6. Что такое вал-шестерня?

Шестерня, имеющая малые размеры и изготовленная как одно целое с валом.

16

3.2.7. По каким критериям определяется работоспособность зубчатой передачи?

● Износостойкость активных поверхностей зубьев.

● Изгибная прочность зубьев.

Решающее влияние на работоспособность зубчатой передачи оказывают два основных напряжения:

● Контактные напряжения.

● Напряжения изгиба.

3.2.8. Основные виды разрушения зубчатых передач. Материалы для зубчатых колес.

Переменные контактные и изгибные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев:

● Усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев.

● Поломка зубьев.

● Абразивный износ.

Для предотвращения разрушения необходимо правильно выбрать материалы для зубчатых колес. Основными материалами являются термически обработанные стали: 35, 45, 40Х, 35ХМ, 40ХН и другие. Цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента (например, содержание углерода в стали 35 составляет 0,35%). Буквы обозначают легирующие элементы (например: Х – хром, М – молибден, Н – никель). Шестерню выполняют с несколько большей твердостью, чем колесо.

3.2.9. Чем вызваны потери мощности в зубчатых передачах?

Потери мощности складываются из потерь на трение в зацеплении, на трение в подшипниках и гидравлических потерь на размешивание и разбрызгивание масла (в закрытых передачах). Потери мощности выражаются через КПД.

17

3.2.10. Смазывание зубчатых передач.

Основным смазочным материалом для зубчатых передач являются жидкие нефтяные и синтетические масла.

Смазывание передач:

● Уменьшает потери на трение.

● Увеличивает износостойкость трущихся поверхностей.

● Предохраняет детали от коррозии.

● Уменьшает нагрев и шум при работе передачи.

Чаще всего смазывание низко- и среднескоростных передач осуществляется окунанием колеса в масляную ванну на глубину, немного превышающую высоту зуба. В высокоскоростных передачах применяется принудительное циркуляционное смазывание поливанием зоны зацепления с помощью насоса.

3.2.11. Основные преимущества зубчатых передач.

● Возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей и передаточных отношений.

● Постоянство передаточного отношения.

● Высокий КПД.

● Малые габариты.

● Высокая надежность.

● Большая долговечность.

3.2.12. Что такое коническая зубчатая передача?

Механизм для передачи вращательного движения между валами с пересекающимися осями (см. классификацию зубчатых передач, п. 3.2.2). Состоит из двух конических колес. Конические зубчатые передачи по сравнению с цилиндрическими:

● Имеют большую массу и габариты.

● Сложнее в изготовлении.

● Сложнее при монтаже, так как требуют точной фиксации осевого положения зубчатых колес.

18

3.2.13. Что такое червячная передача?

Механизм для передачи вращательного движения между валами со скрещивающимися осями. Состоит из червяка и сопряженного с ним червячного колеса.

3.2.14. Что такое червяк?

Винт с трапецеидальной или близкой к ней по форме резьбой.

3.2.15. Скольжение в зацеплении червячной пары.

При движении витки червяка скользят по зубьям колеса, как в винтовой паре. Большое скольжение в червячных передачах служит причиной:

● Пониженного КПД.

● Повышенного износа.

● Склонности к заеданию.

3.2.16. Особенности расчета червячной передачи на прочность.

Червячные передачи так же, как и зубчатые, рассчитывают по контактным напряжениям и напряжениям изгиба. Расчет по контактным напряжениям является основным. Расчет по напряжениям изгиба производится как проверочный.

В отличие от зубчатых, в червячных передачах чаще наблюдается износ и заедание, а не выкрашивание поверхности зубьев. При мягком материале колеса (оловянистые бронзы) заедание проявляется в так называемом постепенном «намазывании» бронзы на червяк. При твердых материалах (алюминиево-железистые бронзы, чугун и т.п.) заедание переходит в задир

19

поверхности с последующим быстрым разрушением зубьев колеса. Для предупреждения заедания применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк из стали, колесо из бронзы или чугуна.

3.2.17. Что такое редуктор? Что такое мультипликатор?

Редуктор – механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, заключенный в отдельный закрытый корпус и работающий в масляной ванне.

Назначение редуктора – понижение частоты вращения и соответственно повышение вращающего момента на ведомом валу по сравнению с моментом на ведущем валу (в червячном редукторе ведущим звеном является червяк).

Редуктор – передача понижающая: i > 1 и n₁ > n₂ , мультипликатор – передача повышающая: i < 1 и n₁ < n₂ (см. характеристики передачи, п. 3.1.2).

Схемы редукторов:

● Цилиндрический 1.

● Конический 2.

● Червячный 3.

3.2.18. Что такое передача винт-гайка?

Механизм, состоящий из винта и гайки и предназначенный для преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот.

20

3.2.19. Достоинства и недостатки передачи винт-гайка.

Достоинства:

● Простота.

● Компактность конструкции.

● Большой выигрыш в силе.

● Возможность получения медленного движения при высокой точности перемещений.

● Плавность и бесшумность хода.

Недостатки:

● Значительное трение в резьбовой паре, вызывающее повышенный износ.

● Низкий КПД.

3.2.20. Где применяется передача винт-гайка?

● Механизм подачи в металлорежущем станке.

●Винтовой пресс.

● Грузоподъемная машина.

● Прокатный стан.

● Тиски.

● Домкрат.

● Измерительный прибор.

● Механизм робота.

3.2.21. Основной критерий работоспособности передачи винт-гайка.

Износостойкость резьбы.

21

studfiles.net

3.1.2. Главные передачи. Механические передачи

Механические редукторные передачи являются основным видом механических передач, применяемых в судовых условиях. Зубчатые редукторы являются неотъемлемой частью судовых паро- и газотурбинных установок (за исключением судов с электродвижением и, в некоторых случаях, неводоизмещающих судов с воздушными винтами в качестве главного движителя). На судах с ДЭУ широкое распространение, благодаря хорошим массогабаритным показателям, получили дизель-редукторные агрегаты, в состав которых входят один или несколько ВОД или СОД и механический редуктор.

Основными преимуществами зубчатых механических передач являются относительно малые потери мощности, компактность (особенно при небольших передаточных отношениях) и высокая надежность. Зубчатые передачи, понижающие частоту вращения вала двигателя, называются редукторами, повышающие частоту вращения вала – мультипликаторами.

При большой разнице частот вращений главного двигателя и движителя, характерных для турбинных установок, передаточные числа находятся в диапазоне . Однако приприменение одноступенчатой передачи становится невозможным, так как зубчатое колесо получается слишком больших размеров. В таких случаях передача выполняется двухступенчатой. При этом общее передаточное число равно произведению передаточных чисел каждой ступени:

,

где: и – передаточные числа первой и второй ступеней редуктора; и – радиусы начальных окружностей колеса и шестерни первой ступени редуктора, соответственно; и – радиусы начальных окружностей колеса и шестерни второй ступени редуктора, соответственно.

Конструкции редукторных передач весьма разнообразны. Они могут выполняться: с прямым, косозубым или шевронным зацеплением: быть одно— и многоступенчатыми; выполняться с цилиндрическими и коническими шестернями и колесами; с внешним зацеплением (переборные редукторы), внутренним зацеплением, планетарным зацеплением (планетарные редукторы) и комбинированные (планетарно-переборные).

На рис. 3.1.1. показаны схемы одно- и двухступенчатого редукторов. Зубчатое колесо, передающее момент от двигателя, называется шестерней; зубчатое колесо, воспринимающее момент от шестерни – колесом редуктора. В двухступенчатых редукторах соответственно используются шестерня и колесо первой ступени, и шестерня и колесо второй ступени.

В составе установок турбинных судов имеющих, как правило, большие агрегатные мощности, для снижения нагрузок, передаваемых и воспринимаемых элементами редуктора (шестернями, колесами, торсионными валами) возможно использование редукторов с разделением потока мощности (при мощностях двигателей больше 7МВт). Схема такого редуктора показана на рис. 3.1.2..

Рис. 3.1.1. Схемы одноступенчатой (а) и двухступенчатой (б) переборных передач

ВД – вал двигателя; ВВ – выходной вал; Ш – шестерня; К — колесо; индексы Iст и IIст относятся к шестерням и колесам I и II ступеней

Рис. 3.1.2. Схема двухступенчатого редуктора паротурбинной установки с разделением потоков мощности

ТВД, ТНД, ТЗХ – корпуса турбин высокого и низкого давления, турбины заднего хода; ГУП – главный упорный подшипник; ЗИМ – звукоизолирующая эластичная муфта; ВПУ – валоповоротное устройство; Т — тормоз

Вращающий момент на редуктор передается от турбин ТВД и ТНД. Каждая турбина передает момент на свою шестерню первой ступени. Каждая шестерня первой ступени связана зацеплением с двумя колесами первой ступени, за счет чего поток мощности делится пополам между колесами и передается по торсионным валам на шестерни второй ступени. Все шестерни второй ступени передают момент на одно общее колесо второй ступени. Таким образом, на колесе второй ступени вращающие моменты от всех турбин (ТВД и ТНД) суммируются и передаются по выходному валу редуктора на линию вала судна. При необходимости дачи заднего хода вращающий момент от ТЗХ передается на шестерню первой ступени ТНД (ТЗХ обычно выполняется в одном корпусе с ТНД). При этом ротор ТВД вращается вхолостую.

К шестерням первой ступени редуктора присоединяются валоповоротное устройство, обеспечивающее проворачивание роторов турбин и валопровода, и тормоз, обеспечивающий стопорение роторов турбин.

С помощью редуктора на судах осуществляется как привод одного гребного винта от нескольких двигателей (суммирующий редуктор), так и привод двух винтов от одного двигателя (разделительный редуктор) а также привод различных вспомогательных механизмов (валоге- нераторов, насосов и т. п.).

Редукторы широко применяются в турбинных и дизельных установках. Их достоинства состоят в относительно малой потере передаваемой мощности, компактности и высокой надежности.

Зубчатое зацепление в судовых передачах обычно выполняют косозубым двухвенечным с противоположным наклоном зубьев. В отличие от зацепления с прямыми зубьями такие передачи имеют меньшую шумность. Угол наклона зубьев принимают 25— 40°. Окружные скорости по среднему зацеплению допускаются до 70—80 м/с. Передачи располагаются в закрытых сварных кор­пусах и имеют принудительно-циркуляционную смазку.

Одно-, двух-, трех- и четырехмашинные дизель-редукторные установки одно- и двухвального исполнения могут отличаться на­личием отдельно установленного или встроенного в редуктор упорного подшипника, а также конструкцией встроенных или от­дельно установленных соединительно-разобщительных муфт (же­сткого, фрикционного, шинно-пневмэтического, гидродинамического или электромагнитного типов).

Переборные редукторы одномашинных агрегатов обычно вы­полняют одноступенчатыми со смещением ведущего и ведомого валов в одной горизонтальной (рис. 3.1.1.) или в одной вертикаль­ной (рис. 3.1.5.) плоскости. Однако, если необходимо соосное рас­положение двигателя и валопровода, применяют двухступенчатые конструкции редукторов (рис. 3.1.6.), хотя передаточное число не­большое и этого не требуется.

Конструкции основных узлов редукторов указанных типов при­мерно идентичны (за исключением корпусов). Корпус редуктора с расположением валов в одной вертикальной плоскости состоит из трех частей с горизонтальными разъемами по осям обоих ва­лов. Корпус редукторов, у которых валы расположены в горизон­тальной плоскости, выполняют из двух частей.

Шестерни (ведущие) и колеса (ведомые) изготовляют косозубыми с закалкой или азотированием по профилю и с последующим шлифованием. Осевые усилия, возникающие при работе косозубых колес, воспринимаются опорно-упорными роликоподшипниками.

Если не сводить на один ведомый вал разделенные потоки мощностей, то при соответствующем соотношении диаметров ве­дущей шестерни и колес можно получить редуктор одномашинной установки с разделением мощности на два валопровода, расположенных симметрично относительно оси двигателя. Такие ре­дукторы применяют на судах с ограниченной осадкой.

В многомашинных дизельных и других установках используют разнообразные конструкции суммирующих редукторов, объединяю­щих для работы на один винт от двух до четырех двигателей. Наиболее распространенные из этих редукторов двухмашинные — для судовых СОД (рис. 3.1.7.).

При мощности ДУ до 3000—4000 кВт с нереверсивными дизе­лями применяют реверсредукторы. Реверсирование ведомого вала в редукторе с внешними цилиндрическими зацеплениями достига­ется применением двух переборов шестерен: одного — для перед­него хода, другого — для заднего, включаемых в работу посредством дисковых фрикционных муфт. КПД таких реверсредукторов составляет от 0,90—0,92 для трехступенчатых до 0,965—0,975 для одноступенчатых.

На рис. 3.1.8. представлены две типовые схемы реверсивных зубчатых передач. В одной из них (рис. 3.1.8., а) для обеспечения заднего хода применена промежуточная (паразитная) шестерня 4, а в другой-—дифференциал 13. Для ра­боты редуктора «Вперед» включается муфта 7 и выключается муфта 6, а для работы «Назад», наоборот, включается муфта 6 и выключается муфта 7. Осо­бенность рассматриваемой реверсивной передачи состоит в применении эластичной муфты 2, установленной между маховиком 1 (или фланцем) двигателя и редуктором. Она позволяет ограничить пик вращающего момента валопровода при его колебаниях и амплитуду вибрации при работе передачи с частотами вращения, близкими к критическим.

Иногда для улучшения маневренных качеств СЭУ реверсивные передачи снабжают тормозом фрикционного типа (для затормаживания гребного вала), который включается сразу же после вы­ключения одной работающей муфты и выключается немедленно после остановки гребного винта до включения другой фрикцион­ной муфты. В этом случае время реверса гребного винта (от мо­мента выключения муфты переднего хода до начала вращения гребного винта в противоположном направлении) можно сокра­тить в 3—4 раза. Конструкция тормоза не отличается от конструк­ции многодисковых фрикционных муфт, за исключением того, что ведомые диски тормоза закреплены в неподвижном корпусе ре­дуктора.

Нередко по режимам эксплуатации судов требуется изменение частоты вращения гребного винта при той же частоте вращения вала двигателя. Это достигается применением ВРШ или, напри­мер, двухскоростного редуктора.

Удельные массы судовых переборных редукторов изменяются в диапазоне 6,5—11,0 кг/кВт, причем меньшие значения харак­терны для более мощных установок. Удельная мощность оценива­ется следующими значениями: по объему 110—280 кВт/м³, по пло­щади 275—680 кВт/м², по длине 1400—4700 кВт/м, по ширине 1100—3700 кВт/м.

К особенностям и преимуществам планетарных редукторных передач относятся соосность входного и выходного валов (т.е. вала двигателя и выходного вала) и меньшие, по сравнению с переборными, массогабаритные показатели.

Планетарным редукторам свойственны высокий КПД (0,99 для одноступенчатых и 0,985 для двухступенчатых), малые общие и удельные массы [3,5—4,5 кг/кВт по мощности и 0,15— 0,71 кг/(Н-м) по моменту], умеренные габариты (удельная мощ­ность редукторов достигает 4500 кВт/м при встроенном ГУП), плавность хода и бесшумность (уровень шума не превышает 86 дБ), а также ряд других достоинств, к числу которых отно­сятся: распределение нагрузки между несколькими сателлитами, т. е. разделение передаваемой мощности на несколько потоков; рациональное использование пространства внутри эпицикла; зна­чительно меньшие диаметры зубчатых колес, чем у обычных ре­дукторов.

По сравнению с переборными редукторами в планетарных не­сколько сложнее осуществить дополнительную передачу мощно­сти к валогенераторам, масляным насосам и валоповоротным уст­ройствам. Тем не менее в ряде редукторов предусмотрены такие передачи. Масляные насосы приводятся обычно от специального зубчатого венца, напрессованного на водило и на фланец ведо­мого вала. Валоповоротный механизм может быть выполнен с вертикально установленным электродвигателем, который через конические шестерни и соединительно-разобщительную зубчатую муфту приводит во вращение ведущий вал редуктора. Отбор мощ­ности на валогенераторы в планетарных редукторах осуществля­ется от входного вала посредством повышающей передачи с внеш­ним зацеплением.

Планетарные редукторы находят все большее применение в су­довых турбинных, а также в дизельных установках. Для повы­шения передаточного числа их можно комбинировать с обычными зубчатыми передачами, т. е. создавать планетарно-переборные редукторы. Судовые редукторы выполняют с использованием не только планетарных ступеней, одно из звеньев кото­рых не вращается, но и дифференциальных, в которых все звенья находятся во вращении и участвуют в передаче мощности.

Планетарный редуктор состоит из трех основных звеньев: центральной (солнечной) шестерни, эпицикла с внутренним зубчатым зацеплением и водила, имеющего оси, на которых вращаются зубчатые шестерни – сателлиты (рис. 3.1.3.). На этом же рисунке показаны передаточные отношения для каждого случая зацепления в зависимости от диаметров начальных окружностей солнечной шестерни и эпицикла.

Схема с неподвижным водилом отличается от остальных тем, что для нее направление вращения выходного вала является обратным по сравнению с валом двигателя.

Для увеличения передаточного отношения планетарные редукторы, как и переборные, могут выполняться двухступенчатыми. В этом случае при неподвижных эпициклах водило первой ступени приводит во вращение солнечную шестерню второй ступени. При этом еще более значительных преимуществ можно достичь при применении планетарных реверсивных редукторов, схема которого показана на рис. 3.1.4.. В установках с реверс­редукторами, если они применяются в составе ГТУ или КЭУ, отпадает необходимость в турбине заднего хода, за счет чего исключаются вентиляционные потери в неработающей части турбины, достигающие иногда значений 2-3% от вырабатываемой мощности.

Рис. 3.1.3. Схемы планетарных одноступенчатых передач:

а) с неподвижным эпициклом;

б) с неподвижным водилом;

в) с неподвижной солнечной шестерней.

ВД – вал двигателя; ВВ – выходной вал; Э – эпицикл; СШ – солнечная шестерня; В – водило; С – шестерня-сателлит; — диаметр начальной окружности солнечной шестерни;— диаметр начальной окружности зацепления эпицикла.

Рис. 3.1.4. Схема двухступенчатого планетарного реверс-редуктора

ВД – вал двигателя; ВВ – выходной вал; — тормозной барабан заднего хода;— тормозной барабан переднего хода;,— солнечные шестерни первой и второй ступеней;,— водила первой и второй ступеней;,— эпициклы первой и второй ступеней;,— сателлиты первой и второй ступеней

В рассматриваемой схеме планетарного реверс-редуктора эпицикл первой ступени соединен с солнечной шестерней второй ступени, а водило первой ступени с эпициклом второй ступени. Эпицикл и водило первой ступени имеют тормозные барабаны, с помощью которых как эпицикл, так и водило, могут быть остановлены. При остановленном тормозном барабане эпицикла первой ступени, направление вращения выходного вала будет совпадать с направлением вращения вала двигателя. При остановленном тормозном барабане водила первой ступени, направление вращения выходного вала будет противоположным по сравнению с направлением вращения вала двигателя.

Потери мощности в зубчатых механических передачах являются минимальными, по сравнению с другими видами передач, и зависят от качества и чистоты обработки зубьев шестерен и подшипников, условий смазки зубчатого зацепления и подшипников, нагрузки, вентиляционных потерь при вращении шестерен.

Рис. 3.1.5. Одномашинный редуктор со смещением валов в одной вертикальной плоскости:

studfiles.net