O cutie de viteze este un dispozitiv de inginerie conceput pentru a converti cuplul de la motor în alte mecanisme. În majoritatea mecanismelor, este conceput pentru a schimba direcția forței, cuplului și presiunii, pentru care sunt utilizate diferite tipuri.

Astăzi există diferite tipuri de cutii de viteze, printre care se numără:

• mecanic;
• turbină;
• gaz;
• reductoare de presiune.

Cele mai comune sunt cele mecanice, care sunt folosite în majoritatea mecanismelor moderne, inclusiv în mașini.

Design cutie de viteze

Caracteristicile de proiectare ale cutiilor de viteze depind de tipul, designul și scopul acestora. Ele sunt proiectate conform principiului conversiei optime a forței. Majoritatea tipurilor mecanice au caracteristici de design similare și constau din următoarele elemente:

1. Roțile sunt fabricate din oțel de înaltă duritate, arborii melcat sunt din oțel cu carburare suplimentară.
2. Oțelul forjat este folosit pentru a face roata flexibilă.
3. De obicei, nu există cerințe speciale pentru rulmenți; rulmenții obișnuiți cu role conice sunt adesea utilizați în producție.
4. Arbori de intrare și de ieșire.
5. Corpul este realizat prin turnare din fontă sau aliaje de aluminiu. Majoritatea modelelor sunt echipate cu aripioare necesare pentru disiparea suplimentară a căldurii.

Toate mecanismele componente sunt amplasate într-o carcasă sub formă de cutie (constă dintr-o bază și un capac). Elementele mecanismului funcționează în stare lubrifiată. Lubrifiantul se aplică prin pulverizare, iar unele modele au o pompă forțată situată în interiorul carcasei.

Pe baza aplicației, există diverse modele care diferă în design. Printre acestea sunt cilindrice, vierme, conice și planetare. Fiecare dintre ele are o serie de avantaje și dezavantaje, pe baza cărora este selectat un model în scopuri specifice. De asemenea, fiecare tip de mecanism este dezvoltat pe baza următorilor parametri:

• putere;
• moment de sarcină;
• aranjarea structurală a mecanismului;
• relația spațială dintre cutia de viteze și arborele de antrenare.

Fiecare model se bazează pe un anumit tip de transmisie mecanică. Astăzi se pot distinge următoarele tipuri de transmisii:

Cilindric

Cel mai comun tip, care se caracterizează printr-un nivel ridicat de fiabilitate și durabilitate. Folosit adesea la modelele a căror utilizare este însoțită de sarcini crescute și de necesitatea menținerii unei eficiențe ridicate a transportului de energie.

Datorită versatilității și fiabilității sale, angrenajul cilindric a fost dezvoltat și este împărțit în mai multe subtipuri:

• tăiat drept (dinții unei transmisii mecanice arată ca fire drepte și sunt paraleli unul cu celălalt);
• elicoidal (dinții sunt situați la un anumit unghi);
• chevron (are un tip special de structură de dinți aranjați în formă de pană);
• transmisie interioară cu roți dințate (se distinge prin prezența dinților în interiorul roții motoare).

Conic

Dezvoltate pe baza unor angrenaje cilindrice, ele diferă în domeniul de aplicare. Utilizarea lor este necesară în cazurile în care rotația este transmisă prin arbori transversali.

Vierme

Proiectat pentru a transmite forța de la mecanismul de antrenare între arbori care se intersectează în același plan. De obicei constă dintr-un angrenaj și un vierme. Principalul său avantaj este nivelul ridicat al raportului de viteză, dimensiunea mică a mecanismului și autofrânarea. Dezavantajele includ uzura rapidă a angrenajului, puterea de operare scăzută și eficiența scăzută.

Dintre angrenajele melcate se remarcă angrenajele cu melc:

• cilindric;
• globoid;
• spiroid;

La fel și transmisie cu disc toroidal și transmisie toroidală cu angrenaje interne.

Transmitere hipoidă

Are un tip de construcție similar cu un angrenaj melcat. Roata are dinți tăiați în spirală. Avantajul acestei transmisii este numărul de dinți care se îmbină simultan. Acest lucru se realizează datorită deplasării melcului față de axa roții. Eficiența unei astfel de transmisii este mult mai mare, astfel că datorită penei unse cu ulei, viteza de alunecare este crescută în timp ce frecarea este redusă.

Val

Se folosește atunci când este necesar să se lucreze la sarcini mari. Constă dintr-o roată flexibilă și rigidă și un generator de valuri. Impactul generatorului afectează roata flexibilă, deformând-o, ceea ce face ca dinții roții flexibile și rigide să se încorporeze. Vă permite să minimizați vibrațiile și să obțineți o fluiditate maximă a mișcării. Din acest motiv, acest tip de transmisie este preferat pentru utilizare în inginerie de precizie.

Fiecare mecanism diferă în ceea ce privește numărul de trepte de viteză. Unele au perechi cu o singură etapă, altele au perechi în două și trei etape. În inginerie mecanică, se folosesc adesea roți dințate combinate, profitând astfel de avantajele ambelor roți dințate.

Arborii joacă un rol important în transmiterea forței. Arborele de ieșire al cutiei de viteze se numește arbore de antrenare. Arborele trebuie să fie potrivit pentru sarcina și cuplul de proiectare.

Majoritatea modelelor funcționează numai atunci când sunt lubrifiate. Unele modele funcționează în baie de ulei, iar pentru lubrifierea lor există un orificiu special prin care se introduce lubrifiant cu o seringă sau o pompă specială. Cele mai simple tipuri de mecanisme necesită demontarea carcasei și lubrifierea manuală. În acest caz, puteți folosi atât lichid, cât și grăsime, a căror calitate trebuie să corespundă modelului care se face întreținere.

Ungerea la timp va ajuta mecanismul să funcționeze mai lin și mai lin. Trebuie remarcat faptul că calitatea lubrifiantului nu este mai puțin importantă decât calitatea cutiei de viteze în sine.

Clasificarea cutiilor de viteze

Astăzi, tipurile de cutii de viteze sunt clasificate în funcție de:

• tip de transmisie mecanică;
• aranjarea elementelor în spațiu;
• caracteristici de proiectare.

In functie de amplasarea elementelor, acestea sunt disponibile in varianta verticala si orizontala. Dintre diferitele tipuri, putem distinge motoarele tradiționale mecanice și cu angrenaje (cu un sistem de propulsie instalat suplimentar).

Clasificarea de bază, general acceptată a cutiilor de viteze este dezvoltată în funcție de tipul transmisiei și de forma angrenajelor:

Cutie de viteze elicoidală și conică

Aceste modele se bazează pe roți dințate conice și cilindrice. Acest tip de cutie de viteze directă se caracterizează printr-un nivel ridicat de eficiență (mai mult de 80%, în funcție de numărul de dinți). Un alt avantaj este absența aproape completă a încălzirii din cauza absenței elementelor de încălzire. Acest lucru permite mecanismului să fie simplu și nu este nevoie de măsuri suplimentare de răcire. Acest tip a câștigat o mare popularitate datorită fiabilității și durabilității sale.

Planetar

Diferă de majoritatea celorlalte tipuri în aranjarea elementelor. Se bazează pe un angrenaj planetar. Funcția sa principală poate fi numită transformarea cuplului de intrare. Astfel de modele sunt compacte datorită faptului că elementele de lucru sunt situate în aceeași axă geometrică, ceea ce nu poate fi găsit în mecanismele standard. Utilizat pe scară largă în domeniul fabricării de instrumente și al ingineriei mecanice. Ele vă permit să combinați avantajele antrenărilor cilindrice și melcate.

De asemenea, vă permit să obțineți echilibrul optim între performanță, compactitate, fiabilitate și durabilitate.

Vierme

Acest tip se bazează pe un angrenaj melcat, ceea ce îi permite să fie utilizat în diverse scopuri. Utilizarea acestui model ajută la conversia cuplului direct și unghiular. Designul se bazează pe un șurub elicoidal, care are forma unui vierme, motiv pentru care și-a primit numele. Este folosit destul de rar, deoarece nu diferă prin fiabilitate și performanță ridicată. În unele cazuri, atunci când sarcina crește, aceasta poate eșua. În ciuda deficiențelor sale, acesta și-a ocupat ferm locul în inginerie mecanică, deoarece este indispensabil în transmiterea forței între arbori amplasați perpendicular.

Val

Are o dimensiune și un tip de design caracteristic deosebit, care se bazează pe un corp fix cu dinți tăiați. În interiorul carcasei există un element flexibil, a cărui forță este transmisă de arborele de antrenare conectat la acesta. Elementul flexibil este realizat sub forma unui oval, datorită căruia creează mișcări de tip val atunci când se deplasează în interiorul corpului.

Acest tip se caracterizează prin productivitate ridicată, având un raport de transmisie ridicat, care nu poate fi realizat cu alte modele. Are o dimensiune compactă, care este deosebit de importantă pentru utilizarea în inginerie de precizie.

Trebuie remarcat faptul că tendințele moderne în inginerie mecanică necesită caracteristici speciale ale cutiilor de viteze. Din această cauză, modelele combinate devin din ce în ce mai răspândite. Modelele cilindrice sunt completate de angrenaje conice orizontale. Acționările melcate sunt completate de arbori suplimentari, iar unele modele sunt echipate cu motoare suplimentare.

S-au răspândit diferite tipuri de motoreductori datorită faptului că un motor electric și toate elementele suplimentare necesare sunt, de asemenea, combinate într-un singur mecanism.

Aplicarea mecanismului

Scopul cutiei de viteze este nelimitat; majoritatea mașinilor și unităților complexe îl au în structura mecanismului. În industria grea, mecanismele melcate și cilindrice sunt cel mai adesea folosite pentru a transmite forța către unealtă.

Este, de asemenea, componenta principală a mecanismului oricărei mașini, unde sunt utilizate mai multe elemente similare. Se găsește în cutia de viteze, arborele de transmisie, pompa de benzină, sistemul de frânare și alte componente.

Unii proprietari de mașini cred că cutia de viteze și diferențialul au un design identic și îndeplinesc funcții similare. Dar spre deosebire de o cutie de viteze, care modifică cuplul, un diferențial distribuie cuplul între axe într-o anumită proporție, fără a-l crește sau scădea.

Reductorele de presiune pot fi găsite în producția de gaz. Utilizarea lor vă permite să controlați presiunea și să schimbați direcția acesteia, fie că este vorba de presiunea gazului sau a apei. În domeniul rafinării petrolului, un mecanism similar este utilizat în grupuri electrogene, diverse mixere, sisteme de încălzire și ventilație. Fabricile de ciment folosesc modele planetare, care sunt componente ale benzilor transportoare care transferă cantități uriașe de materiale. Scopul cutiilor de viteze cu roți este de a acționa transportoare cu bandă.

Aproape fiecare producție folosește dispozitive precum trolii și ascensoare, fiecare având o cutie de viteze în design. Mecanisme similare se găsesc în echipamentele de terasament, care sunt utilizate în construcții și cariere industriale.

Puteți găsi astfel de modele în diverse aparate electrocasnice. Dar cel mai adesea se găsesc motoare cu angrenaje (în procesoarele de bucătărie, mașinile de spălat, ciocanele rotopercuțe și burghiile). Ciocanele rotative folosesc o combinație de motoare planetare și cu angrenaje, ceea ce permite o performanță optimă a elementelor care se rotesc translațional.

Trebuie remarcat faptul că aproape orice mecanism complex modern nu poate face fără utilizarea unei cutii de viteze. Acest element poate crește semnificativ performanța motorului, poate transfera forța între elementele structurale și poate minimiza uzura mecanismelor. Alegerea modelului adecvat, întreținerea la timp și respectarea sarcinii standard vă vor permite să utilizați pe deplin cutia de viteze pe toată perioada de garanție, indiferent de domeniul de utilizare a acesteia.

Ați putea fi interesat și de următoarele articole:

Motorreductor: dispozitiv și scop Transportor: tipuri, scop, dispozitiv

Cutia de viteze este un mecanism complex. Este alcătuit din antrenări melcate sau angrenate datorită cărora arborele mecanismului de lucru se rotește.

Structural este format dintr-un corp în care sunt plasate elemente care transmit mișcarea. Acestea sunt angrenaje, arbori și altele. Uneori, carcasa poate conține dispozitive suplimentare care asigură lubrifierea lanțurilor sau răcirea pieselor și ansamblurilor necesare.

Producătorii produc un număr mare de unități care diferă ca design și formă.

• cilindric într-o singură etapă. În ea, axele arborelui condus și ale arborilor de antrenare sunt paralele;
• conic, în care are loc intersecția axelor arborelui;
• vierme. În ele, axele din spațiu se intersectează;
• mecanisme combinate care combină angrenaje și angrenaje melcate.

În funcție de numărul de viteze, cutia de viteze poate fi cu o singură treaptă sau cu mai multe trepte. Acest dispozitiv este utilizat pe scară largă de oameni în toate domeniile activităților lor.

Este inclus în acționarea diferitelor mecanisme. Cu ajutorul acestuia, viteza unghiulară a arborelui de ieșire este redusă. În unele cazuri, viteza unghiulară trebuie să fie diferită.

Pentru ca acest lucru să se întâmple, în carcasă sunt plasate un mecanism special de comutare și mai multe perechi de inele dințate cu rapoarte de transmisie diferite. Acest mecanism este cunoscut de toată lumea ca o cutie de viteze.

Cutii de viteze melcate, avantaje și scop

Mecanismele individuale în care rotația este transmisă într-un mod special includ produse de tip vierme.

Ele transmit cuplul folosind un angrenaj melcat. Este posibil să auziți și numele angrenajului elicoidal.

Acest lucru se explică prin faptul că elementele principale sunt un angrenaj melcat și un șurub special numit vierme.

Acest șurub este cu adevărat special deoarece profilul filetului este trapezoidal. Pentru fabricarea sa se folosesc materiale cu rezistență ridicată.

Există multe varietăți ale acestui șurub, dar cele mai populare sunt produsele cu un singur, dublu și cu patru porniri. Introducerea depinde de câte canale de fir există pe produs.

Roata melcat seamănă ca aspect cu un produs obișnuit. Dar firele din el sunt ajustate la forma șurubului melcat.

Pentru cutiile de viteze cu melc puternice, roata este cel mai adesea realizată din diverse materiale. Dinții sunt cel mai adesea din metal anti-fricțiune, iar pentru a face miezul se folosește fontă sau oțel ieftin.

Aceste unități sunt foarte eficiente și sunt utilizate în aplicații în care este necesar să se obțină un cuplu ridicat și o viteză unghiulară scăzută.

Acest lucru se realizează datorită designului dispozitivului. Veriga principală a mecanismului este viermele. Aceasta înseamnă că cuplul este transmis șurubului de la motor, după care arborele de ieșire se rotește.

Avantajele unităților de tip vierme

Înainte de a cumpăra un angrenaj melcat, trebuie să știți ce avantaje are. Principalele sale avantaje includ:

• plimbare lină;
• nivelul de zgomot este destul de scăzut;
• are efect de autofrânare;
• utilizarea doar a două elemente oferă un raport de transmisie mare.

Dezavantajele sale includ eficiența scăzută, uzura crescută și generarea ridicată de căldură din cauza forțelor de frecare. Prin urmare, cel mai adesea este de preferat să folosiți astfel de unități în cazurile în care este necesară o transmisie de putere mică.

Pentru a preveni uzura rapidă a dispozitivului, trebuie respectată o precizie ridicată la asamblarea și reglarea mecanismului. Și pentru a elimina excesul de căldură va trebui să instalați dispozitive speciale.

Tipuri

Există diferite tipuri de cutii de viteze melcate, care diferă în funcție de anumite criterii. Acestea sunt împărțite în funcție de:

• cu privire la numărul de începuturi de fire;
• in functie de modul in care se taie firul. Poate fi pe partea stângă sau pe partea dreaptă;
• pe forma șurubului. Poate fi globoid și cilindric;
• în funcţie de forma profilului filetului. Poate fi convolut, arhimedian și evolvent;

Uneltele vin în diferite tipuri. Profilul dinților lor poate avea o formă curbată, dreaptă sau rolă. Acesta din urmă folosește o rolă rotativă în loc de dinți.

Aceste produse reprezintă un grup mare de mecanisme. Trăsătura lor distinctivă este că cuplarea se realizează cu ajutorul unui angrenaj drept.

În funcție de distanța dintre axele arborilor de ieșire și de intrare, aceștia pot fi coaxiali sau pot avea arbori paraleli.

La rândul său, mecanismul coaxial poate fi prezentat ca cilindric, sau poate avea două sau mai multe trepte.

Produsele diferă și prin metoda de instalare. În acest scop, se folosesc labe, flanșe și atașamente speciale.

Avantajele modelelor cilindrice

Avantajele unei cutii de viteze elicoidale sunt incontestabile.

1. Au o eficienta ridicata;
2. Au o capacitate de încărcare crescută. Sunt capabili să transmită puteri mari, practic fără pierderi;
3. Se caracterizează prin precizie cinematică ridicată;
4. Ele funcționează bine atât sub sarcini neuniforme, cât și cu orice număr de porniri și opriri;
5. Aceste produse nu au autofrânare, astfel încât oricare dintre ele are capacitatea de a roti arborele de ieșire;
6. Datorită eficienței ridicate, se încălzesc foarte puțin, ca urmare, aproape toată energia este transferată consumatorului;
7. Are fiabilitate bună;
8. Un număr mare de opțiuni de viteză vă permite să selectați cea mai potrivită cutie de viteze pentru mișcarea de transmisie necesară.

Au si dezavantaje. Acestea sunt niveluri ridicate de zgomot și au un raport de transmisie scăzut. Dezavantajele includ lipsa reversibilității, dar aceasta este numai în cazul în care este necesar ca arborele de ieșire al sarcinii externe să nu poată fi rotit.

Utilizarea cutiilor de viteze elicoidale

Având avantaje bune, mecanismele cilindrice cu o singură etapă, precum și în două și trei etape sunt considerate lider printre dispozitivele similare.

Produsele și-au găsit aplicația în mașinile de tăiat metal, sunt instalate în mixere, polizoare, role și alte echipamente.

În practică, nu există restricții privind utilizarea lor, cu excepția cazurilor în care ar fi mai oportun să se utilizeze alte tipuri de unități.

De exemplu, dacă este nevoie ca mecanismul să funcționeze fără probleme sau dacă este nevoie de un aranjament unghiular în unitate. Cutiile de viteze elicoidale pot fi instalate orizontal sau vertical.

Cea mai populară este instalarea orizontală a cilindrilor. Dar, în general, alegerea depinde de cât de convenabil este aspectul unității.

O cutie de viteze este un mecanism care modifică cuplul și puterea unui motor și este prezent în aproape orice mașină sau mașină. Face parte din transmisia mașinii și reglează mișcarea în instrumente de precizie cu mare precizie. Ce este o cutie de viteze din punct de vedere tehnic? Aceasta este una sau mai multe trepte care interacționează între ele și reduc turația motorului la o viteză de rotație acceptabilă a unității de operare. În loc de angrenaj de antrenare, poate fi un vierme.

Proiectare și principiu de funcționare

O cutie de viteze fara adaosuri, pe gaz sau hidraulica, presupune un dispozitiv mecanic de modificare a vitezei unghiulare si a cuplului. Funcționează pe principiul Regulii de Aur, când puterea transmisă prin rotație rămâne practic neschimbată și scade prin eficiență.

Dispozitiv

Cel mai simplu dispozitiv al unei cutii de viteze este cuplarea unui pinion și a unei roți dințate. Cuplul este transmis prin contactul direct al dinților - elementele piesei. Se mișcă cu aceeași viteză liniară, dar cu viteză unghiulară diferită. Numărul de rotații ale angrenajului și roții pe unitatea de timp este diferit, în funcție de diametrele pieselor și de numărul de dinți.

Roțile și roțile sunt montate fix pe arbori sau sunt fabricate împreună cu acestea. Carcasa poate avea de la una la mai multe perechi de angrenaje. Desenul de asamblare al cutiei de viteze arată clar structura și componentele acesteia:

• cadru;
• Husa pentru carcasa;
• perechi în plasă;
• arbori;
• rulmenti;
• inele O;
• acoperă.

Carcasa din partea inferioară are un orificiu pentru scurgerea uleiului și un dispozitiv pentru monitorizarea nivelului de lubrifianți, un vizor sau o joja. Conectorul cu capacul coincide cu planul axelor.

Schema cinematică a cutiei de viteze arată schematic conexiunile angrenajului, locațiile arborelui și sensul de rotație. Este prezentat și tipul de dinte, drept sau oblic. Folosind diagrama cinematică, puteți determina numărul de trepte și alte caracteristici ale modului în care funcționează o anumită cutie de viteze.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al unei cutii de viteze mecanice se bazează pe transmiterea cuplului de la un arbore la altul prin interacțiunea pieselor angrenajului montate fix pe acestea. Viteza liniară a dinților este aceeași. Nu poate fi diferit, deoarece contactul este greu.

Principiul de funcționare al cutiei de viteze este presiunea unui dinte pe suprafața unuia similar cu o parte adiacentă și transmiterea forței care mișcă roata antrenată. Ca urmare, viteza de rotație scade. Se creează o forță pe arborele de ieșire care poate pune actuatorul în mișcare.

Perechea principală este întotdeauna prima, un angrenaj sau melc de mare viteză conectat la motor și roata corespunzătoare. Întregul nod este determinat de tipul său. Numărul de trepte este egal cu numărul de viteze cu un raport de transmisie mai mare de 1.

Marcare

Denumirea angrenajului conține un număr de numere și litere care indică parametrii și tipul acesteia. Primul este o indicație a numărului de trepte și a tipului de angrenaj:

• cilindric - C;
• vierme - H;
• conic - K;
• globoid – G;
• val – B;
• planetar – P.

Modelele combinate sunt desemnate prin mai multe litere, începând cu prima pereche:

• cilindric-vierme - TsCh;
• vierme-cilindric – ChC;
• conic-cilindric – KC.

Numărul de viteze de acest tip este indicat printr-un număr înaintea literei.

Poziția orizontală este considerată normă și nu are o denumire proprie. Pentru o unitate verticală, litera V este plasată după desemnarea tipului de viteză.B - înseamnă un model de mare viteză. Este urmată de o desemnare numerică convențională a opțiunii de asamblare.

Marcajul poate conține o indicație a versiunii climatice, de exemplu, pentru tropice, regiunile nordice și în conformitate cu ce standard este îndeplinit.

De exemplu: 1Ts2U-250-31.5-22-M-U2. Cilindrică în două trepte cu aranjare orizontală. Distanța de la centru la centru a arborilor scenei de viteză mică este de 250 mm, raportul de transmisie este de 31,5. Opțiunea de asamblare a unității 22, tijă de tip cuplare, versiunea climatică respectă GOST 15150-69.

Descărcați GOST 15150-69

O acționare electrică - un motor și o unitate de transmisie într-o singură carcasă, are marcaje ușor diferite. La început există o literă de desemnare a mărcii unității asamblate; este indicată viteza de rotație a roții de ieșire, deoarece este constantă și conectată la un motor electric.

Specificații

Cutiile de viteze diferă ca aspect în dimensiune și formă. Structura internă este variată. Ceea ce îi unește pe toți este o listă de caracteristici tehnice prin care sunt selectați pentru diverse mașini și mașini. Principalii parametri ai cutiei de viteze includ:

• raport de transmisie;
• valoarea cuplului cutiei de viteze;
• Locație;
• numărul de pași;
• cuplu.

Raportul de transmisie este considerat totalul tuturor treptelor de viteză și, în același timp, este indicat un tabel cu rapoarte de transmisie dacă unitatea are 2 sau mai multe trepte. Folosind-o, este selectată o unitate care convertește rotația unui motor electric sau a unui motor cu numărul necesar de rotații.

În acest caz, este important să cunoașteți cantitatea de cuplu de pe arborele de ieșire al cutiei de viteze pentru a determina dacă puterea va fi suficientă pentru a conduce unitatea.

Raport de transmisie

Caracteristica principală a angrenajului, prin care sunt determinați toți ceilalți parametri. Afișează câte rotații mai puține face roata în raport cu treapta de viteză. Formula raportului de transmisie:

U =Z 2 /Z1;

unde U este raportul de transmisie;

Z 1 număr de dinți angrenaj;

Z 2 este numărul de dinți ai angrenajului.

Modulul angrenajului și al dinților roții este același. Numărul lor depinde direct de diametru. Prin urmare, puteți folosi formula:

U =D 2 /D 1;

Unde D 2 șiD 1 diametrele roții și, respectiv, ale angrenajului.

Calculul cuplului total al transmisiei este determinat ca produsul raporturilor de transmisie ale tuturor perechilor:

U p =U 1× U 2× … × U n ;

Unde U r raport de transmisie;

U 1, U 2, U n rapoartele de transmisie ale perechilor de viteze.

unde U 12 – raport de transmisie;

W 1 șiW 2– viteze unghiulare;

n 1 șin 2- frecventa de rotatie.

Este necesară determinarea cuplului pe arbore; vă permite să aflați puterea la ieșirea cutiei de viteze; cantitățile sunt direct proporționale.

Cuplul motorului de intrare la intrare este înmulțit cu raportul de transmisie. Pentru a obține o valoare reală mai precisă, aceasta trebuie înmulțită cu valoarea eficienței. Coeficientul depinde de numărul de trepte și de tipul de angrenaj. Pentru o pereche de teșire pinten este de 98%.

Scopul mecanismului

O cutie de viteze este o unitate care schimbă puterea. Aceasta poate include presiunea de gaz și lichid în butelii de gaz, conducte și substații de distribuție. Cutiile de viteze mecanice modifică numărul de rotații și viteza unghiulară.

De ce este necesar un mecanism de transmisie cu angrenaje într-un mecanism sau mașină? Reduce viteza unghiulară a motorului, în timp ce crește cuplul cu aceeași cantitate - forța cu care arborele de ieșire poate acționa asupra actuatorului.

Viteza de rotație a motorului electric poate ajunge la 1500 rpm. Nu este potrivit pentru funcționarea mașinii. În același timp, dacă o sarcină este atașată direct de scripetele motorului, aceasta nu o va putea muta de la locul său.

Funcțiile unității sunt de a reduce viteza de rotație de zeci de ori și de a crește cuplul cu aceeași cantitate - forța cu care mașina va lucra.

Tipuri de cutii de viteze

O cutie de viteze este un mecanism care transmite cuplul. Cele mai simple componente mecanice care transmit cuplul sunt transmisiile prin curea și lanț. Ele transmit rotația de la o parte la alta și, în același timp, modifică viteza unghiulară.

Cel mai mare grup de cutii de viteze, care sunt utilizate pe scară largă în toate mecanismele, de la râșnițele de cafea la furnalele înalte, sunt reductoarele mecanice. Acestea sunt împărțite în grupuri în funcție de mai mulți parametri:

• tipul de angrenaj;
• numărul de viteze;
• metoda de instalare;
• poziţia spaţială a axelor şi conexiunilor angrenajelor.

De obicei, arborele de antrenare al cutiei de viteze este de mare viteză. Este conectat rigid la motor și se rotește cu aceeași viteză, până la 1500 rpm. În cazul opus, când roata este cea din frunte și viteza de rotație la ieșire crește și cuplul scade, unitatea se numește unitate reducătoare.

În funcție de tipul de angrenaj și forma angrenajului, acestea sunt împărțite:

• cilindric;
• conic;
• vierme;
• planetar;
• combinate;
• val

Modelele combinate pot avea diferite tipuri de angrenaje.

Cilindric

Se produce cel mai mare număr de cutii de viteze elicoidale. Suprafața de lucru a roții și angrenajului are forma unui cilindru. Modelele se disting prin eficiență ridicată, ușurință în execuție și o mare varietate de piese. Unitățile cu o singură treaptă sunt numite cutii de viteze de transmisie. Este compact, reduce viteza de rotație și transmite cuplul în același timp.

Modelele cilindrice sunt împărțite în funcție de forma dintelui:

• dinți drepti;
• elicoidal;
• chevron

După schema cinematică, acestea pot fi rectilinie sau ramificate.

Un dinte drept are o suprafață rotunjită pentru a promova cea mai mare zonă de contact posibilă. Când sunt cuplati, dinții intră în contact pe toată lungimea lor. Frecarea este redusă la minimum. Eficiența angrenajului drept este cea mai mare, 99%.

Avantajele angrenajelor drepte includ sarcina minimă pe rulmenți, frecare scăzută și mecanismul nu se încălzește.

Dezavantajul este zgomotul puternic în timpul funcționării și puterea scăzută. Pentru a exercita o forță mare, roțile trebuie făcute largi și de dimensiuni mari.

Un dinte oblic este situat într-un unghi. Are o zonă de contact mai mare cu aceeași lățime a jantei. Dinții se angajează treptat. Perechea elicoidală funcționează liniștit, lin și poate rezista la sarcini grele.

Zona de frecare de-a lungul evolventei este mai mare, piesele se încălzesc. Eficiența angrenajului elicoidal este de 98% sau mai mică. Realizarea pieselor cu dinți elicoidali este mai dificilă, în special frezarea dinților. Este necesară o precizie mai mare la setarea sculei de tăiere. Poziția înclinată a dintelui creează sarcini axiale suplimentare asupra rulmenților și scurtează durata de viață a acestora.

Pentru a compensa forțele axiale negative ale angrenajelor elicoidale, au fost create roți dințate chevron. Ele reprezintă două roți pe un arbore cu dinții înclinați în sens opus. Acest lucru crește și mai mult puterea.

Treptele Chevron funcționează în liniște. Dezavantajul este tehnologia complexă și consumatoare de timp de tăiere a dinților.

Pot exista orice număr de viteze. Dispunerea arborilor este paralelă, orizontală și verticală în același plan. Cu un număr mare de angrenaje într-o singură carcasă, este posibilă o aranjare cu două rânduri de arbori.

Modelele cilindrice sunt utilizate pe scară largă în toate domeniile. De la aparate electrocasnice, râșnițe de cafea, burghie, până la industria metalurgică și minieră. Fiecare mașină are una sau mai multe cutii de viteze. În condiții deosebit de dificile, se folosesc roți dințate chevron.

Conic

Roata și roata au o suprafață conică. Arborele sunt amplasate în unghi. Dintele de pe angrenaj este drept și radial. Adesea, roți dințate conice sunt utilizate în unități combinate sau reductoare. Sensul de rotație este posibil în orice direcție. O roată poate acționa ca un lider.

Numărul de viteze dintr-un angrenaj conic depinde de scopul acestuia. De obicei singur. Cel mai faimos exemplu de angrenaj elicoidal este diferenţialul punţii spate, o unitate de reducere a cuplului. De la o roată, 2 viteze se rotesc sincron într-o direcție.

Vierme

În loc de angrenaj de antrenare, există un melc filetat în angrenaj. Există 1, 2, 4 fire. Nu se face alt număr de treceri. Axele arborelui sunt situate perpendicular în planuri diferite.

Când se rotește, viermele interacționează cu mai mulți dinți ai roții. Frecarea puternică la un unghi creează un cuplu de frânare. Împiedică roata să se rotească și să miște viermele. Auto-frânarea este utilizată în mecanismele de ridicare. O sarcină suspendată nu va putea coborî. Un angrenaj melcat poate mișca o roată și mecanismul asociat cu mare precizie. Acesta este folosit la instrumente și mașini pentru a regla poziția sculei.

În modelele cu val, vibrațiile unui angrenaj situat în interiorul roții sunt folosite pentru rotație. Modelul nu a primit încă o distribuție largă.

Cum să alegi o cutie de viteze în loc de una spartă, pentru echipamentele existente și atunci când creați singur mecanisme. Principalul lucru este puterea de pe arborele de ieșire. Se calculează pe baza turației motorului în funcție de raportul de transmisie.

Ar trebui să acordați atenție locației arborilor; în modelele cilindrice poate fi într-o singură direcție.

Fixarea se realizează folosind o flanșă direct pe arborele motorului și se instalează pe platformă folosind găuri în talpă.

Marcajul indică distanța de la centru la centru dintre arbori. Această dimensiune are o semnificație de design la instalarea unității și conectarea acesteia la motor și la arborele mecanismului de lucru.

Ar trebui să vă uitați la ce pereche este prima din cutia de viteze, raportul său de transmisie, transmisia. Alegerea cutiei de viteze include și amplasarea arborilor în spațiu. Ele pot fi amplasate în unghi drept și pot fi în planuri diferite. Tipul de rulmenți este indicat în documentația tehnică. Există, de asemenea, un tabel cu durata de viață a diferitelor componente.

Atunci când proiectați o mașină, selectarea unei cutii de viteze melcate se efectuează pe baza puterii și a locației angrenajului. Cu angajare mai mică, perechea este bine lubrifiată, nu necesită răcire suplimentară și poate funcționa mult timp. Ar trebui să acordați atenție modului de funcționare. Nodul nu este întotdeauna capabil să funcționeze timp de câteva ore în mod continuu. Articulația viermilor se supraîncălzi rapid.

Defecte comune

Defectarea cutiei de viteze poate fi evitată printr-o funcționare adecvată și întreținere regulată. Ar trebui să vă studiați cu atenție pașaportul. Specifică tipurile de întreținere și frecvența acestora. Este necesar să schimbați uleiul în mod regulat și să-l completați în mod constant. Respectarea modului de funcționare va menține unitatea intactă.

Defecțiunea principală a cutiei de viteze este asociată cu supraîncălzirea acesteia. Acest lucru se întâmplă în absența lubrifierii și a utilizării uleiurilor de alte mărci. În caz contrar, unitatea se va supraîncălzi și angrenajul se poate bloca.

Rulmenții au propria marjă de siguranță. Durata lor de viață este indicată în pașaport. Dacă nu le înlocuiți cu altele noi la timp, nodurile încep să se prăbușească. Bilele vor cădea și arborele va începe să se rotească cu mare efort și smucitură.

Între corp și capace: partea superioară și laterală, de-a lungul planului conectorului, se așează un material de etanșare în timpul asamblarii. Împiedică scurgerea uleiului. Dacă nu este schimbat la timp, lichidul se va scurge din toți conectorii.

data: 04/04/2018

Cutie de viteze auto

Ce este o cutie de viteze într-o mașină? Nu toată lumea, chiar și șoferii pasionați, pot răspunde la această întrebare. În cele mai multe cazuri, utilizatorii nu acordă atenție unor aspecte cheie. Aceștia respectă doar principiul: realimentați, service, conduceți, trimiteți-l la service pentru reparații. Deci, să ne dăm seama care este scopul și ce este o cutie de viteze într-o mașină!

O cutie de viteze este una dintre unitățile de transmisie, care este utilizată pentru a reduce cuplul primit de la arborele cotit. În continuare, cutia de viteze transmite cuplul altor componente ale transmisiei, adică diferenţialului central.

Diferenţial şi cutie de viteze într-o maşină, care este diferenţa?

Această întrebare este adesea adresată de șoferi, așa că ar trebui trasată o linie clară între aceste două noduri. Diferenţialul este folosit pentru a distribui cuplul de intrare între axe, iar cutia de viteze este folosită pentru a mări/scădea cuplul.

Există următoarele tipuri de cutii de viteze:

• Cutia de viteze fata este in puntea fata.
• Cutia de viteze din spate este în puntea din spate.

Cutia de viteze față este utilizată la mașinile cu tracțiune față, cutia de viteze din spate este utilizată la mașinile cu tracțiune spate. În acest caz, cutia de viteze față din mașină este integrată în cutia de viteze, iar a doua cutie de viteze este integrată în puntea spate. Excepție fac vehiculele cu tracțiune integrală care au două cutii de viteze în același timp. În acest din urmă caz, unitățile de transmisie sunt conectate între ele printr-un cardan.

Design cutie de viteze auto

Pentru a vă familiariza, ar trebui să luați în considerare principalele componente ale acestei unități de transmisie.

Cutia de viteze auto include:

• Corpul este realizat din oțel de înaltă rezistență și o serie de aliaje ușoare. Este folosit pentru a proteja diferența centrală de influențele externe excesive.
• Fixări - asigură o legătură puternică între corp și bază; etanșările sunt etanșări. Acestea din urmă previn scurgerea fluidului de transmisie, ceea ce asigură funcționarea diferențialului și a angrenajului.

Cutie de viteze spate

• 1) Angrenaj de antrenare - comunică cu arborele secundar al cutiei de viteze, transmitând cuplul către angrenajul condus.
• 2) Roată condusă - după primirea cuplului, îl transmite diferenţialului central.

Trebuie remarcat faptul că angrenajul condus are dimensiuni mari și un număr mare de dinți, deoarece este proiectat să primească un cuplu excesiv de mare de la angrenajul de antrenare.

Diferenţial central

De exemplu, mașina s-a întors - roata exterioară a primit mai mult cuplu, roata interioară a primit mai puțin. În același timp, întreaga punte motoare funcționează - ambele roți de pe axă lucrează împreună, lucru căruia producătorii de automobile cu aproximativ 80 de ani în urmă nu au putut face față mult timp.

Iată pentru ce diferențialele sunt utilizate în mod obișnuit la mașini:

• 1) Carcasă și garnituri de ulei - utilizate pentru a asigura rezistența angrenajelor la deteriorare.
• 2) Angrenaje - sateliți - cel mai adesea există trei dintre ele în structură și două dintre ele sunt situate paralele între ele, iar al treilea este perpendicular. Angrenajul perpendicular comunica cu cel condus. Sateliții sunt necesari pentru a transmite cuplul de la angrenajul condus către angrenajele osiilor.
• 3) Roți dințate (roți) – transmiterea cuplului la arborii axelor roților.
• 4) Rulmenții - sunt responsabili de rotirea arborilor roților și de reducerea frecării dintre componente.

Cutii de viteze

Acest grup de componente diferă prin principiul conectării dinților transmisiei și angrenajelor conduse. Datorită utilizării diferitelor variante, se disting patru grupuri de cutii de viteze în mașini:

• Conic - două roți dințate conice sunt situate perpendicular unul pe celălalt. Această schemă este utilizată la vehiculele cu tracțiune spate și integrală.
• Angrenaj drept - două roți dințate cilindrice comunică între ele în paralel. Acest circuit este utilizat la mașinile cu tracțiune față.
• Hipoid - angrenajele sunt situate la un unghi de 45 de grade unele față de altele. Această schemă este utilizată la vehiculele cu tracțiune spate și cu tracțiune integrală.
• Vimel - un șurub care comunică cu un angrenaj melcat.

Ce face o cutie de viteze specială într-o mașină?

Fiecare cutie de viteze a vehiculului are caracteristici inerente, dintre care principala este raportul de transmisie, care reflectă relația dintre viteza unghiulară a arborilor de antrenare/acționați. Un raport de transmisie ridicat este tipic pentru camioane, un raport scăzut este tipic pentru mașini.

Trebuie remarcat faptul că la mașinile de pasageri greutatea cutiei de viteze este vizibil mai mică, datorită faptului că acestea dezvoltă viteze mari. Indicele raportului de transmisie este determinat de numărul de angajări ale angrenajului condus cu angrenajul de antrenare într-o singură rotație. De exemplu, dacă indicele este 4,8, atunci pentru o singură rotație completă a angrenajului de antrenare, treapta condusă se cuplează de 4 ori și de 0,8 ori.

CUce dificultati poti intampina?

Cel mai adesea, punctul slab al unei cutii de viteze auto sunt componentele de lucru, adică cele care sunt supuse unei uzuri semnificative. Motivul principal este creșterea stresului și înfometarea prelungită de ulei. Ultimul factor este asociat cu o deficiență sau absența completă a fluidului de transmisie.

O defecțiune a cutiei de viteze într-o mașină este indicată de un sunet neplăcut, bâzâit, vibrații și clicuri în unitățile unde angrenajele și rulmenții comunică. Dacă etanșările de ulei se defectează, lichidul de transmisie se scurge și se scurge în mod regulat prin fisurile care s-au format.

Deteriorarea carcasei cu elementele de fixare sparte este un eveniment rar, dar foarte periculos. Apare ca urmare a loviturii unui vehicul cu un obstacol înalt sau ascuțit. În 70% din cazuri, după un astfel de incident, la locul unde este atașată carcasa se formează o fisură sau un grup de fisuri. Nu vor cauza probleme imediat, dar mai târziu murdăria și praful intră în ele, dăunând structurii fluidului de transmisie.

Ulterior, materia primă nu poate îndeplini funcțiile atribuite anterior de răcire și lubrifiere a angrenajelor. Acest lucru duce la supraîncălzire, uzură și chiar ruperea dinților. Dacă carcasa angrenajului mașinii a fost deteriorată, acest lucru poate fi indicat de un zumzet puternic de la elementele de comandă. Acest lucru are un efect vizibil asupra acusticii și confortului de rulare. Scurgerile de ulei apar în locurile în care carcasa sau elementele de fixare ale acesteia sunt deteriorate.

Cum să rezolvi problema unei cutii de viteze sparte

Deoarece ne-am dat seama de ce este necesară o cutie de viteze într-o mașină și am studiat principalele defecțiuni, ar trebui să studiem modalități de a rezolva problemele apărute. Pentru a preveni defectarea neașteptată a cutiei de viteze, este necesar să respectați reglementările tehnice pentru întreținerea vehiculului și să nu uitați să înlocuiți lichidul de transmisie la fiecare 100.000 km.

A doua opțiune, atunci când trebuie să înlocuiți urgent lichidul de transmisie, este înlocuirea forțată a garniturilor. Această opțiune este binevenită și de utilizatorii de mașini.

Dacă găsiți probleme în funcționarea transmisiei auto care indică o defecțiune a cutiei de viteze din mașină, contactați imediat un centru de service auto pentru o diagnoză completă. Acest lucru va evita cheltuielile neașteptate și va reduce semnificativ costurile reparațiilor și întreținerii.

Secțiunea 18. Unități. Cutii de viteze și motoreductori de uz general

Unități. Clasificare.

Obiectele de design de curs din cursul „Piese de mașini” sunt de obicei unități mașini și mecanisme(De exemplu: antrenări ale transportoarelor cu bandă, transportoare cu lanț, antrenări individuale ale mașinilor și mecanismelor), folosind majoritatea pieselor și ansamblurilor de uz general.

Acționarea mașinii- un sistem format dintr-un motor și dispozitive asociate pentru antrenarea unuia sau mai multor corpuri solide cuprinzând o mașină.

Schema bloc a unității include un motor de un tip sau altul și o transmisie.

Transmitere- un dispozitiv pentru transmiterea rotației de la motor către consumatorii de energie; pot fi mecanice, electrice, hidraulice, pneumatice și combinate.

ÎN proiect de curs Transmisia constă dintr-o combinație de cutie de viteze și cutie de viteze deschisă.

Acționări ale vehiculelor de transport, diverse mașini-unelte, dispozitive auxiliare și mijloace de mecanizare a diverselor lucrări (stand, instalații, dispozitive acționate de mașini) etc. permit utilizarea motoarelor standard și a aceluiași tip de transmisii mecanice, inclusiv cutii de viteze standard, ceea ce permite ca aceste unități să fie clasificate ca de uz general.

Acționările pentru mașini de uz general sunt clasificate în funcție de o serie de caracteristici.

Principalele sunt:

Numărul de motoare și schemele lor de conectare cu roți dințate;

tipul motorului; tip de transmisie.

Un grup special constă din motoare care utilizează motoare încorporate sau transmisii mecanice încorporate - motoreductori.

De numarul de motoare unitățile se disting:

Grup,

un singur motor,

Multi-motor.

grup numită acționare în care mai multe mecanisme sau mașini separate sunt antrenate de la un motor prin transmisii mecanice. Acest tip de acționare este utilizat în diferite mașini de construcție și de încărcare și descărcare. Unitatea de grup are o eficiență scăzută, este voluminoasă și complexă în design.

Un singur motor acționarea este cea mai comună, mai ales când se folosesc motoare electrice. Fiecare mașină de producție este echipată cu o unitate individuală.

Multi-motor numită acționare dacă mecanismele individuale ale mașinii sunt antrenate de motoare separate. În acest caz, două sau mai multe motoare pot fi conectate la aceeași transmisie de un design adecvat. O acționare cu mai multe motoare este utilizată în actuatoarele de construcții, șenile, ridicare, transport și alte mașini și mașini-unelte și include motoare electrice și motoare hidraulice.

De tipul motorului unitățile diferă:

Electric,

Cu motoare cu ardere internă,

Cu motoare cu abur

Acționare hidraulică,

Acționare pneumatică.

Unitățile pot avea următoarele tipuri de angrenaje:

Angrenaje cilindrice,

Angrenaje conice,

Vierme,

Planetar,

Val,

combinat,

Hidrodinamic,

centura,

Piulita.

De amplasarea mecanismului de antrenare în spațiu distinge:

Acționări cu arbore de ieșire orizontal de viteză mică;

Acționări cu un arbore de ieșire vertical de viteză mică.

În funcție de locația transmisiei, elementele de viteză sunt proiectate și sunt selectate tipul și designul motorului.

Cutii de viteze

Cutie de viteze numită unitate care conține transmisii cu angrenaje și concepută pentru a crește cuplul și a reduce viteza unghiulară a motorului. Cutiile de viteze sunt utilizate pe scară largă în diferite ramuri ale ingineriei mecanice datorită caracteristicilor lor economice, de consum și alte caracteristici ridicate. Carcasa cutiei de viteze conține angrenaje sau roți melcate, montate fix pe arbori. Arborele se sprijină pe rulmenți amplasați în carcasele carcasei. Instalarea angrenajului într-o carcasă separată garantează acuratețea asamblarii, lubrifiere mai bună, eficiență mai mare, uzură mai mică și protecție împotriva prafului și murdăriei. În toate instalațiile critice, se folosesc cutii de viteze în locul angrenajelor. Cutiile de viteze au o gamă extrem de largă de aplicații.

Scopul cutiei de viteze este de a reduce viteza unghiulară și, în consecință, de a crește cuplul arborelui antrenat în comparație cu arborele de antrenare. Se numesc mecanisme de creștere a vitezei unghiulare, realizate sub formă de unități separate acceleratoare sau animatori.

Cutia de viteze este formată dintr-o carcasă (fontă sau oțel sudat) în care sunt amplasate elemente de transmisie - roți dințate, arbori, rulmenți etc. În unele cazuri, în carcasa cutiei de viteze sunt amplasate și dispozitive pentru lubrifierea angrenajelor și lagărelor (de exemplu, în interior). carcasa cutiei de viteze poate fi amplasată pompă de ulei de transmisie) sau dispozitive de răcire (de exemplu, o bobină de apă de răcire în carcasa angrenajului melcat).

Cutia de viteze este proiectată fie pentru a conduce o anumită mașină, fie în funcție de o sarcină dată (cuplu pe arborele de ieșire) și raportul de transmisie, fără a specifica un scop anume. Al doilea caz este tipic pentru fabricile specializate în care se organizează producția de masă de cutii de viteze.

Cutie de viteze pentru aplicații generale de inginerie mecanică - cutie de viteze, executieconcepută ca o unitate independentă, concepută pentru a conduce diverse mașini și mecanisme și care satisface un complex de tehnologiicerinte tehnice.

Cutii de viteze pentru aplicații generale de construcție de mașini, în ciuda faptului cădiferențele structurale sunt similare din punct de vedere tehnic și economic de bazăcaracteristici: viteze periferice reduse, cerințe medii de fiabilitate, precizie și consum de metal cu cerințe crescute pentrucomplexitatea și costurile de producție. Acest lucru îi deosebește de special cutii de viteze finale(aviație, navă, automobile etc.), realizat ținând cont de cerințele specifice, caracterern pentru anumite ramuri ale agriculturii.

Caracteristicile externe (de consumator) ale cutiilor de viteze de fiecare tip sunt determinate de următoarele:

Schema cinematică a cutiei de viteze,

Raport de transmisie u(viteza de rotație a arborelui de ieșire),

Cuplu pe arborele de ieșire,

Sarcina în consolă admisă pe arborele de ieșire,

Caracteristicile de putere ale cutiei de viteze,

Coeficient de eficiență (eficiență).

Conform GOST 16162-86E, cutiile de viteze pentru aplicații generale de construcție de mașini includ:

Cilindrică cu una, două și trei trepte cu o distanță interaxală a unei trepte de viteză mică A ω t ≤ 710 mm;

Planetare cilindrice cu una și două trepte cu raza axelor transportatorilor de sateliti de viteză mică r≤ 200 mm;

Conic într-o singură treaptă cu diametrul nominal al pasului exterior al roții antrenate d VM ≤ 630 mm;

Conic-cilindric în două și trei trepte cu o distanță interaxală a unei trepte de viteză mică A ω t ≤ 250 mm;

Vierme-cilindric în două trepte cu distanța interaxială a treptei de viteză mică A ω t ≤ 250 mm.

În conformitate cu GOST 29076–91, cutii de viteze și motoare angrenate în generalaplicațiile de inginerie mecanică sunt clasificate în funcție de:

Tipul de viteze utilizate(angrenaj, vierme sau angrenaj-vierme);

Numărul de pași (într-o singură etapă, în două etape etc.);

Poziția relativă a axelor geometrice ale intrării și ieșiriiarbori în spațiu (orizontal și vertical);

Tipul angrenajelor (cilindrice, conice, conic-cilindrice etc.);

Metoda de fixare a cutiei de viteze (pe picioare atașate sau pe o placă,flanșă pe partea arborelui de intrare/ieșire cu duză);

Amplasarea axei arborelui de ieșire în raport cu planul de bază și axa arborelui de intrare (lateral, jos, sus) și numărul de intrare și capetele de ieșire ale arborilor.

Caracteristicile schemei cinematice (desfășurat, coaxial, cu treaptă bifurcată etc.).

Tipul și designul cutiei de viteze sunt determinate de tipul, locația și numărul de viteze individuale (etape).

Cel mai simplu reductor de viteze este unul cu o singură treaptă (cilindric (Fig. 1.1, A)). Folosit pentru rapoarte mici de transmisie i ≤ 8 … 10, de obicei i ≤ 6,3.

Două etape reductor cu roți dințate drepte (1.1, b) este cea mai frecventă (nevoia lor este estimată la 65%). Cele mai caracteristice numere pentru ei sunt i = 8-40.

În trei etape cutii de viteze (Fig. 1.1, V) sunt folosite pentru rapoarte mari de transmisie. Cu toate acestea, există tendința de a le înlocui cu cutii de viteze planetare mai compacte.

Conic Reductorele de viteză sunt utilizate în cazurile în care arborii de viteză mare și de viteză mică trebuie să fie reciproc perpendiculari. De obicei, raportul de transmisie al unor astfel de cutii de viteze este mic i ≤ 6,3. La i Se utilizează >12,5 conic -cilindric cutii de viteze (Fig. 1.1, și).

Fig.1.1. Reductore de viteze

Pentru a îmbunătăți funcționarea celui mai încărcat treaptă de viteză mică ( T) se folosesc cutii de viteze cu o treaptă de viteză mare divizată (Fig. 1.1, G). Pentru a crea o sarcină uniformă pe ambele perechi de viteze ale treptei de mare viteză, acestea sunt realizate elicoidale, cu o pereche la dreapta și cealaltă la stânga. Angrenajele de pe arborele de viteză mică sunt dispuse simetric. În acest caz, deformarea arborelui ( T) nu provoacă o concentrare semnificativă a sarcinii de-a lungul lungimii dinților. Acesta este un lucru pozitiv. Astfel de cutii de viteze sunt cu 20% mai ușoare decât cu schema obișnuită extinsă (Fig. 1.1, V).

Coaxialcutii de viteze (Fig. 1.1, d) sunt utilizate pentru a reduce lungimea carcasei sau a altor caracteristici de proiectare ale unității.

Motoare cu angrenaje Sunt unități compacte în care cutia de viteze și motorul sunt montate într-o singură carcasă. În cele mai multe cazuri, motoarele cu angrenaje au transmisii cu angrenaje. Sunt mai economice decât motoarele electrice cu viteză mică și au o eficiență mai mare. Dar, datorită complexității designului, motoarele cu angrenaje sunt rareori utilizate.

Cutiile de viteze cu melc cu o singură treaptă sunt cele mai comune. Gama raportului de transmisie: U= 8-63. Pentru valori mari" U„se folosesc cutii de viteze cu melc în două trepte sau cutii de viteze combinate angrenaj-melcat. Cutiile de viteze sunt realizate cu următorul aranjament al roții melcate și melcate:

Cu o locație inferioară a melcului (sub roată) - utilizat la viteze vierme periferice V≤ 5 m/c; lubrifiere - prin scufundarea viermei, permiteți transmiterea unei puteri mari conform criteriului de încălzire (Fig. 1.2, A).

Cu un melc deasupra roții (vierme deasupra roții) – folosit în vitezele de mare viteză; lubrifierea se realizează prin scufundarea roții (Fig. 1.2, b).

Un vierme cu o axă orizontală care se cuplează cu o roată având o axă verticală (Fig. 1.2, V).

Un vierme cu o axă verticală situat pe partea laterală a roții. Roata are o axă orizontală (Fig. 1.2, G).

Ultimele două modele sunt utilizate într-o măsură limitată din cauza dificultății de lubrifiere a rulmenților cu arbore vertical.

Posibilitatea de a obține rapoarte mari de transmisie cu dimensiuni reduse este asigurată de reductoarele planetare și ondulate.

Fig.1.2. Diagrame angrenajului melcat: A) cu fundul; b) cu vârful; c, d) cu un aranjament lateral de vierme

Pentru a desemna roți dințate într-o cutie de viteze, literele majuscule ale alfabetului rus sunt folosite conform unei reguli mnemonice simple: C - cilindric, P - planetar, K - conic, CH - vierme, G - globoid, V - val. Numărul de viteze identice este indicat printr-un număr. Axele arborelui situate în plan orizontal nu sunt desemnate. Dacă toți arborii sunt amplasați în același plan vertical, atunci se adaugă la denumirea tipului indicele B. Dacă axa arborelui de mare viteză este verticală, atunci se adaugă indicele B și la arborele de viteză mică, în consecință, se adaugă T.

Cutiile de viteze cu motor sunt desemnate prin adăugarea în față a literei M. De exemplu, MTs2SV înseamnă o cutie de viteze motor cu o transmisie cilindrică coaxială în două trepte, unde axele orizontale de rotație ale arborilor sunt situate în același plan vertical, aici B. nu este un index, deci este scris lângă litera majusculă.

Desemnarea dimensiunii cutiei de viteze constă în tipul său și parametrul principal al treptei sale de viteză mică. Pentru un angrenaj globoid cilindric, melcat, parametrul principal este distanța dintre centru; planetar - raza purtătorului, conic - diametrul bazei conului de pas al roții, val - diametrul intern de aterizare al roții flexibile într-o stare nedeformată.

Designul se referă la raportul de transmisie al cutiei de viteze, opțiunea de asamblare și forma capetelor arborelui. Un exemplu de simbol pentru o cutie de viteze elicoidală cu o singură treaptă, cu o distanță centrală de 160 mm și un raport de transmisie de 4: cutia de viteze Ts-160-4.

Opțiune pentru asamblarea cutiilor de viteze drepte și forma capetelor arborelui conform GOST 20373-74; cutii de viteze melcate - conform TU 2.056.218-83 și cutii de viteze elicoidale conice - GOST 20373-80.

Cutiile de viteze pentru aplicații generale de construcție de mașini în acții sunt echipate în principal cu cu patru poli motoare electrice.

Conform GOST 16162-86E, parametrii principali ai cutiilor de viteze sunt determinați la viteza nominală a arborelui de mare viteză. n b =1500 rpm. Este permisă folosirea cutiilor de viteze când n b = 3000 rpm, cu condiția ca viteza periferică a angrenajelor să nu depășească 16 m/s.

Alegerea unui design orizontal sau vertical pentru cutiile de viteze de toate tipurile este determinată de comoditatea configurației generale a acționării (locația relativă a motorului și a arborelui de lucru al mașinii antrenate etc.).

Motorul și transmisia sunt de obicei montate pe un cadru comun.

Noile cutii de viteze au carcase de bază netede cu picioare încastrate, iar capacele au suprafețe orizontale ale părților superioare care servesc drept baze tehnologice (Fig. 1.3).

Noul design al carcasei angrenajului are următoarele avantaje:

1. Volumul de ulei a fost crescut, ceea ce îi crește durata de valabilitate.

2. Posibilitatea eliminarii flanselor ca sursa principala non-planeitate.

3. Rigiditate mai mare a bazei și un capac flexibil al carcasei, care se îmbunătățește vibroacustic proprietăți.

4. Mai puțină deformare în timpul îmbătrânirii, ceea ce elimină scurgerile de ulei;

5. Reducere cu aproximativ 30% a eșecurilor datorită rezistenței crescute a picioarelor încastrate.

6. Simplificarea scurgerii uleiului acumulat de la stropirea unităților de rulmenți.

7. Oportunitate crescând precizia amplasării axelor arborelui.

8. Ușurința procesării externe.

9. Lipsa lamare pentru capetele șuruburilor de cuplare ale carcasei cu baza.

10. Asigurarea cerinţelor de estetică tehnică.

Fig.1.3. Tip cutie de viteze KTs1 cu un design nou

Principalele detalii și indicatori de calitate ai cutiilor de viteze, cutiilor de viteze cu motor și variatoarelor

Pentru a ușura asamblarea, carcasa cutiei de viteze este realizată din componente - o bază și un capac. Baza este atașată de fundație sau cadru folosind labe sau o centură. Pentru a instala cu precizie capacul pe baza carcasei, utilizați știfturi conici.

Carcasa cutiei de viteze trebuie să fie puternică și rigidă, deoarece deformarile sale pot determina dezalinierea arborilor si distributia neuniforma a sarcinii pe lungimea dintilor. Pentru a crește rigiditatea corpului, întărește-l se toarnă cu coaste externe sau interne.

Carcasele cutiei de viteze sunt de obicei realizate din fontă (SCh 15-32/SCh 18-36) de rezistență medie. Pentru a transmite sarcini mari de putere sau șoc, carcasele sunt turnate din fontă sau oțel de înaltă rezistență. În producția individuală și la scară mică, carcasele cutiei de viteze sunt realizate sudate din tablă de oțel.

Dimensiunile principale ale carcasei - lungime, lățime și înălțime - sunt utilizate în funcție de dimensiunea angrenajelor. Alte dimensiuni se găsesc folosind formule empirice.

Arborii, de regulă, sunt supuse îmbunătățirii la o duritate de HB 270 - 300. Arboriid≤ 80 mm permis să fie din oțel 45; diametrud= 80-125 – din oțel 40 X ; iar arborele d= 125 – 200 mm – din oțel 40ХН; 35ХМ. Arborii cu viteză mică au un capăt de ieșire în care solicitarea de torsiune este de aproximativ 28 MPa Este recomandabil ca capetele arborilor să fie conice.

Sprijină Arborele cutiei de viteze sunt realizate sub formă de rulmenți. De obicei, un rulment cu role este instalat în suporturi. Pentru sarcini mici si medii se folosesc rulmenti cu bile, pentru sarcini medii si mari se folosesc rulmenti cu role. În cutiile de viteze cu transmisie în schelet, arborele de transmisie de mare viteză este montat pe rulmenți flotanți, de obicei cu role cilindrice. Acest lucru asigură auto-alinierea arborelui de-a lungul axei și sarcina egală a semi-chevronilor.

La cutiile de viteze cu roți dințate conice, pentru o mai bună fixare a angrenajelor pe direcția axială, se recomandă montarea arborilor de transmisie pe contact unghiular, de obicei rulmenți cu role conice.

Ungerea angrenajelor la V≤ 12,5 m/ cse recomandă carterul (prin scufundare). Capacitatea băii de ulei este prescrisă la o rată de 0,35 - 0,7 litri per eu kW de putere transmisă (valori mai mari – cu vâscozitate mai mare a uleiului și invers). Angrenajele ar trebui să fie scufundate în ulei la o adâncime de 3-4 module. Roțile cu viteză redusă (treapta a 2-a și a 3-a), dacă este necesar, pot fi scufundate cu până la 1/3 din diametrul roții. În cutiile de viteze cu angrenaje de mare viteză, lubrifierea cu jet sau cu circulație este utilizată sub presiune. Uleiul pompat prin pompă trece printr-un filtru și, dacă este necesar, printr-un răcitor, apoi ajunge la dinți prin conducte și duze. Cu viteza periferica V≤ 20 m/s pentru roți dințate drepte și la V≤ 50 Domnișoară pentru angrenajele elicoidale, uleiul este furnizat direct în zona de angrenare. LaV > 50 m/ c (V > 20 m/ c), pentru a evita șocurile hidraulice, uleiul este furnizat separat la angrenaj și roată și la o anumită distanță de zona de cuplare.

Ungerea rulmenților cutie de viteze la V > 4 m/c se poate realiza cu acelasi ulei ca la angrenaje, prin stropire cu ulei. La V< 4 Domnișoară se asigură auto-ungere. La viteze și sarcini mari pe rulmenți, lubrifierea sub presiune este asigurată printr-un sistem comun.

Calculul unui reducător de viteze constă în calculul elementelor sale - roți dințate, arbori, chei, rulmenți. Pentru cutiile de viteze de mare putere se efectuează calcule termice. Atunci când se calculează angrenajele cutiilor de viteze realizate ca unități independente, parametrii principali ai acestor angrenaje trebuie să fie în concordanță cu GOST-urile relevante.

Roțile melcate pentru a economisi metalele neferoase, acestea sunt realizate cu o coroana din materiale antifrictiune si un centru din otel sau fonta.

- bandajat o structură în care o margine de bronz (coroană) este presată pe un centru de oțel. Se recomandă o potrivire ușoară sau mai puțină. Pentru a elimina posibilitatea deplasării coroanei, șuruburile sunt înșurubate în suprafețele de împerechere. Designul este utilizat pentru roți de dimensiuni relativ mici și nesolicitate termic (Fig. 1.4).

Un design cu șuruburi în care un inel de bronz realizat cu o flanșă este fixat pe butucul roții. Potrivit pentru roți cu diametre mari și medii.

B este o structură metalică, o coroană de bronz care este turnată într-o matriță cu centrul pre-inserat în ea. Designul este cel mai rațional și este folosit în cutiile de viteze produse în serie.

Fig. 1.4 Modele tipice ale angrenajelor cu roți melcate

În angrenajele melcate, de regulă, se folosesc rulmenți cu rulare.

Angrenajele melcate cu poziția inferioară a melcului (Fig. 1.2) sunt lubrifiate prin scufundare. Nivelul uleiului este astfel încât să fie scufundat în ulei la o adâncime apropiată de înălțimea bobinei. Dacă viermele este situat deasupra, atunci nivelul uleiului nu contează (la viteze medii și mici). În angrenajele de mare viteză de acest tip, se folosește lubrifierea forțată prin circulație.

Cea mai importantă dimensiune caracteristică, care determină în principal se numesc capacitatea de încărcare, dimensiunile și greutatea cutiei de viteze principal parametrul cutiei de viteze. Parametrul principal de vierme cilindric și cutii de viteze globoide - distanta centrala un wetapă de viteză mică,planetar - rază r a condus, conic - nominal extern diametru d e 2rotile, val - diametrul interior d 2roată flexibilă.

Pentru cutii de viteze cu mai multe trepte și motoare cu angrenaje indicatorii de destinaţie sunt distanta centralaȘi raza axelor satelituluiși setați-le în funcție de valoarea etajului de ieșire cu denumirea a ω TȘi R T.

Principala caracteristică energetică a cutiei de viteze este cuplul nominal T nom, care este cuplul admisibil pe arborele său de viteză mică (acționat) la o sarcină constantă.

Recomandat gama de cupluri pe arborii cutiei de viteze cu viteză mică în conformitate cu proiectul standardului internațional este conform unei serii normale de numere cu un numitor de 2 în intervalul 1-125 N ∙ mși cu un numitor de 1,41 în intervalul 125-1000000 N ∙ m.

Raport de transmisie cutiile de viteze sunt selectate după o serie normală de numere cu numitorul de 1,25 (prima serie preferată) sau cu numitorul de 1,12 (seria a doua).

Distanțele centrale de mare viteză (α w B) și cu viteză mică (α wT) treptele reductoarelor cilindrice cu două și trei trepte trebuie să respecte GOST

Cutiile de viteze cu o singură treaptă au cele mai mari rapoarte de transmisie u:

Pentru roți dințate cilindrice până la 8;

Pentru conice de până la 6,3;

Pentru unelte melcate de până la 80.

Cutiile de viteze și motoarele sunt produse într-o gamă largă de rapoarte de transmisie: de la u min=1 (pentru cutii de viteze conice și elicoidale cu o singură treaptă) până la u max=3150 (pentru motorreductori, planetare și alte tipuri de cutii de viteze). Majoritatea cutiilor de viteze autohtone și străine au u≤ 160. Aproximativ 75% din cutii de viteze sunt realizate în două trepte ( u=8-40).

Valorile nominale ale rapoartelor de transmisie sunt stabilite pe două rânduri (1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20 etc. .d.).

Cutiile de viteze pentru aplicații generale de inginerie mecanică permit cupluri pe arborele de ieșire T T=(31,5-125000) Nm.

Pentru a asigura interschimbabilitatea cutiilor de viteze, au fost compilate trei serii de valori nominale ale cuplului T T(Nm).

Deci, rândul 1 include valorile T T=31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000 etc.

Gama reală a rapoartelor de transmisie (numerele) cutiilor de viteze este de la 1până la 1000. Raporturile de transmisie trebuie să corespundă un numar de R 20numere preferate (GOST 8032–84).

Criteriul nivelului tehnic cutia de viteze este masa relativăY= T /T , Unde T- greutate cutie de viteze, kg; T- cuplu, Nm.

Tipul cutiei de viteze, parametrii și designul sunt determinate în funcție dede la locul său în circuitul de putere al mașinii, puterea transmisă, frecvența rotația, scopul mașinii și condițiile sale de funcționare.

Când proiectați un tip de cutie de viteze desemnat folosind originalulaccepta urmatoarele date: raport de transmisie, rotatiecuplul pe arborele de viteză mică, viteza de rotație a arborelui de mare viteză,modul de încărcare, durabilitate necesară, tehnologiccapabilitățile producătorului (materiale disponibile, tipuri de piese de prelucratwok, tipuri de tratamente termice și termochimice efectuate).

Parametrii definitori includ distanțele între axe, diametrele de pas exterior ale roților conice, razele suportului sau pasurile. diametre solide ale roților centrale cu dinții interni în planviteze ambalate, lățimea roților, module și rapoarte de transmisie,coeficienți, diametre melcate și numărul de șuruburi melcate (pentru melc angrenaje).

Grupuri de clasificare a cutiilor de viteze, motoare cu angrenaje iar variatoarele sunt date în tabelul 1.

tabelul 1

Grupa de clasificare senior	Grupa de clasificare pentru juniori
Cutii de viteze normalizate	Cilindric Planetar Conic conic-cilindric Vierme Val Motoare cu angrenaje elicoidale Motorreductor planetare Motoare cu angrenaje Novikov Motoare cu angrenaje melcate Motoare cu angrenaje ondulate
CVT-uri	centura Multi-disc Conic Toroves

Nomenclatura indicatorilor de calitate a cutiei de viteze, motoare cu angrenajeși variatoare pentru aplicații generale de construcție de mașini, utilizate la evaluarea nivelului calității produsului, stabilite în conformitate cu GOST 4. 128-84 este prezentat în Tabelul 2.

masa 2

Numele indicatorului de calitate	Desemnare indicator	Denumirea proprietății caracterizate
1.1. Indicatori de clasificare
1.1.1. Puterea nominală pe arborele de intrare, kW 1.1.2. Puterea nominală la arborele de ieșire, kW 1.1.3. Viteza nominală de rotație a arborelui de intrare, s -1 (min -1) 1.1.4. Viteza nominală de rotație a arborelui de ieșire, s -1 (min -1) 1.1.5. Raport de transmisie 1.1.6. Raport de transmisie 1.1.7. Domeniul de reglare	R intrare .n om R afară .n om n intrare nr. n afară . nom u i
1.2. Indicatori de eficiență funcțională și tehnică
1.2.1. Cuplul nominal pe arborele de ieșire, Nm 1.2.2. Sarcina în consolă radială admisă pe arborele de intrare, N 1.2.3. Sarcina în consolă radială admisă pe arborele de ieșire, N	T afară .n om F intrare F afară	Capacitate de incarcare Capacitate de incarcare Capacitate de incarcare
1.3. Indicatori constructivi
1.3.1. Greutate specifică, kg/Nm 1.3.2. Dimensiuni de gabarit (lungime, latime, inaltime), mm 1.3.3. Distanța la centru, mm 1.3.4. Diametrul interior al roții flexibile, mm 1.3.5. Raza axelor satelitului, mm 1.3.6. Diametrul exterior al roții conice	𝛾 L × L × H A 𝜔 T d R d e2	Eficiența materialului Definirea dimensiunilor Definirea dimensiunilor Definirea dimensiunilor Definirea dimensiunilor Definirea dimensiunilor Rezistență la factorii climatici
2. Indicatori de fiabilitate
2.1. Durată estimată de funcționare fără probleme, h (GOST 27.002-89) 2.2. Durată de viață medie completă, an (GOST 27.002-89) 2.3. Durată de viață specificată completă, an (GOST 27.002-89) 2.4. Resursă completă de viteză de nouăzeci la sută, h (GOST 27.002-89)	T sl T sl .y	Fiabilitate Durabilitate Durabilitate Durabilitate
2.5. Resursă completă de nouăzeci la sută de transmisie flexibilă (curea, lanț) 2.6. Durată de viață completă a rulmentului de nouăzeci la sută, h (GOST 27.002-89) 2.7. Intensitatea totală specifică a muncii de întreținere tehnică, persoană-oră/oră (GOST 27.002-89)	S t.o .	Durabilitate Durabilitate Mentenabilitatea
3. Indicatori de unificare
3.1. Rata de aplicare,% 3.2. factor de repetabilitate, %	LA etc LA P	Rata împrumutului Gradul de aplicabilitate
4. Indicator ergonomic
4.1.Nivelul de putere sonoră ajustat, dBA	L ra	Presiunea sonoră
5. Indicatori de brevet si legal
5.1. Indicator de protecție a brevetului 5.2. Indicator de puritate a brevetului	R p.z. R p.h.	Protecția prin brevet Puritatea patentului
6. Indicator de utilizare economică a energiei
6.1. Eficiență, %	𝜂	Eficienta energetica

Cerințele pentru sistemul calității sunt stabilite în GOST R ISO 9001 – GOST R ISO 9003. Aceste standarde reflectă trei modele diferite ale sistemului calității din punctul de vedere al ciclului de viață al produsului, de exemplu, în etapa producției industriale, în timpul modernizării şi certificării produselor.

Știința calimetriei este implicată în dezvoltarea metodelor de evaluare cantitativă a calității. În același timp, o evaluare a calității pe mai multe niveluri este realizată din perspectiva unei abordări sistematice.

Cutii de viteze elicoidale cu o singură treaptă

Acest tip de cutie de viteze diferă prin numărul de trepte și poziția arborilor.

Dintre cutiile de viteze de acest tip, cele mai frecvente sunt cele orizontale (Fig. 2). O cutie de viteze verticală cu o singură treaptă este prezentată în Fig. 3. Atât cutiile de viteze orizontale, cât și cele verticale pot avea roți cu dinți drepti, oblici sau în spinare. Carcasele sunt adesea din fontă, mai rar - oțel sudat. Pentru producția de masă, este recomandabil să folosiți carcase turnate. Arborele sunt montate pe rulmenti de rulare sau alunecare. Acestea din urmă sunt de obicei folosite în cutii de viteze grele.

Capacitățile de amenajare ale cutiilor de viteze cu o singură treaptă sunt limitate și diferă în ceea ce privește locația axelor arborelui în spațiu. Gama raportului de transmisie u=1,6…6,3. Unghiul de înclinare a angrenajului elicoidal β =8 0 ...22 0 .

Raportul de transmisie maxim al unei cutii de viteze elicoidale cu o singură treaptă conform GOST 2185-66u m Oh= 12,5. Înălțimea unei cutii de viteze cu o singură treaptă cu același raport de transmisie sau aproape de aceasta este mai mare decât cea a unei cutii de viteze în două trepte. Și(Fig. 1.5). Prin urmare, în practică, cutiile de viteze cu rapoarte de transmisie apropiate de maxim sunt rar utilizate, limitate la Și ≤ 6. Uzina de construcții de mașini Novo-Kramatorsk (NKMZ) produce mari (distanță centrală) A w = 300 de ore 1000 mm) cutii de viteze orizontale cu o singură treaptă cu și = 2,53 ÷ 8,0.

Alegerea unui design orizontal sau vertical pentru cutiile de viteze de toate tipurile este determinată de comoditatea configurației generale a acționării (locația relativă a motorului și a arborelui de lucru al mașinii antrenate etc.).

Fig.1.5. Comparația dimensiunilor cutiilor de viteze cu o singură treaptă și cu două trepte

cu roți cilindrice la același raport de transmisie u = 8,5

Scurte caracteristici tehnice ale cutiei de viteze de tip Ts1U de uz general sunt prezentate în Tabelul 3. Diagrama cinematică, desenul de vedere generală fără a treia proiecție și vederea generală axonometrică sunt prezentate în Fig. 2.

O variantă a unei cutii de viteze elicoidale înguste cu o singură treaptă cu axe orizontale ale arborelui situate într-un plan vertical, tip Ts1UV, este prezentată în Fig. 3. În acest design, este prevăzut un dispozitiv suplimentar sub forma unui jgheab și canale cu dopuri pentru a lubrifia rulmenții arborelui de mare viteză.

Fig.2. Tip cutie de viteze Ts1U -A 𝛚 - Până la -12K

Fig.3. Tip cutie de viteze Ts1UV –A 𝛚 - Până la -15K

Tabelul 3

Dimensiunea cutiei de viteze	Angrenaj număr - u R	Cuplul nominal pornit oprit. arbore, Nm	Greutatea cutiei de viteze în kg
	(2; 3,15; 4;5; 6,3)

Cutii de viteze elicoidale în două trepte

Printre cutiile de viteze elicoidale în două trepte pentru scopuri generale, cutiile de viteze orizontale de tip 1Ts2U sunt utilizate pe scară largă (Fig. 4). Principalii parametri sunt prezentați în tabelul 4.

Cutiile de viteze în două trepte au trei arbori. Primul dintre ele, situat mai aproape de motor, se numește lider și are un indice de 1 (de exemplu, d 1); al doilea arbore este intermediar și are un indice de 2 (de exemplu, d 2); al treilea arbore se numește arbore antrenat și are indicele 3 (de exemplu, d 3). Arborele de antrenare și arborii intermediari formează o treaptă de mare viteză cu un indice de 1 sau b(a 1, U 1 sau a b, U b), arborii intermediari și condus formează o treaptă de viteză mică cu indice 2 sau T(a 2, U 2 sau a t, U t). Roțile și melmele au indici impari, roțile au indici pari. De exemplu, angrenajul situat pe arborele de antrenare are indicele 1 (d 1, z 1, HB 1), iar angrenajul situat pe arborele intermediar are indicele 3 (d 3, z 3, HB 3). Roata situată pe arborele antrenat are indicele 4 (d 4, z 4, HB 4).

Fig.4. Cutii de viteze orizontale tip 1Ts2U

Orez. 4.1. Cutie de viteze orizontală în două trepte cu roți drepte:

a - diagrama cinematică; b - cutie de viteze cu capacul demontat (roți elicoidale);

V - vedere generală a cutiei de viteze, în care unitățile de rulmenți sunt închise cu capace de mortare;

G - vedere generală a cutiei de viteze, în care sunt înșurubate capacele lagărelor

Perechile elicoidale de cutii de viteze elicoidale sunt realizate conform unei scheme înguste desfăcute (Fig. 5, a), desfășurate (Fig. 5, b) sau coaxiale (Fig. 5, c) cu unul sau două fluxuri de putere.

În ceea ce privește tipul de dinți și rulmenți în cutiile de viteze în două trepte, este adevărat ceea ce s-a spus despre cutiile de viteze cu o singură treaptă; Adesea, treapta de mare viteză este realizată cu un angrenaj elicoidal, iar treapta de viteză mică este realizată cu o roată dințată dințată (acest lucru se aplică atât cutiilor de viteze coaxiale, cât și necoaxiale).

Orez. 5. Scheme cinematice ale cutiilor de viteze drepte

Cea mai răspândită este schema extinsă datorită unificării raționale a pieselor cutiei de viteze. De exemplu, roți dințate, roți și arbori pot fi utilizate pentru fabricarea cutiilor de viteze de mai multe dimensiuni. Aceste cutii de viteze sunt simple, dar datorită dispunerii asimetrice a roților pe arbori, concentrația de sarcină de-a lungul lungimii dintelui crește. Prin urmare, în aceste cutii de viteze ar trebui folosiți arbori rigidi.

La folosirea angrenajelor elicoidale, se recomandă, în scopul unificării, să alegeți direcția dintelui angrenajului - stânga, pentru roată - dreapta în toate etapele cutiei de viteze. Aceste recomandări sunt justificate pentru producția pe scară largă și în masă, deoarece unificarea pieselor duce la costuri mai mici. Cu toate acestea, în producția unică și la scară mică, este recomandabil să luați direcția dinților angrenajului din prima treaptă - stânga, iar roți dințate din a doua etapă - dreapta. Acest lucru se datorează faptului că forțele axiale pe arborele intermediar sunt parțial echilibrate, reducând astfel sarcina axială pe suporturi.

Este recomandabil să folosiți schema extinsă înainte a ω T= 630...800 mm. O cutie de viteze proiectată după un design extins are ca rezultat o formă alungită. Greutatea unei astfel de cutii de viteze este de aproximativ 20 % mai mult decât a unei cutii de viteze proiectată folosind un design bifurcat.

Într-o schemă bifurcată, o treaptă de mare viteză sau de viteză mică este bifurcată în două roți dințate elicoidale cu dinții în direcția opusă, formând efectiv un angrenaj chevron cu semi-chevron distanțate. O schemă cu o treaptă de mare viteză bifurcată este considerată mai rațională, deoarece dublează gama pieselor mai puțin încărcate, simplifică arborele intermediar, poate fi realizată ca arbore de viteză, devine posibil ca arborele de mare viteză să „plutească”. ”, acest lucru este de preferat pentru realizarea arborelui intermediar sau „plutitor” de viteză mică cu o treaptă bifurcată de viteză mică.

În Fig. 5.1. Treapta de viteză mică poate avea fie roți chevron, fie roți dințate drepte (Fig. 5.1, b). În fig. 5.2.

Cu o treaptă bifurcată de mare viteză (sau viteză mică), roțile sunt amplasate simetric față de suporturi, ceea ce duce la o concentrație mai mică de sarcină de-a lungul lungimii dinților decât atunci când se utilizează un design convențional desfășurat sau coaxial. Acest lucru ne permite să avem arbori mai puțin rigidi în cazul în cauză. Arborele de mare viteză al cutiei de viteze prezentat în Fig. 5.1, b, trebuie să aibă libertate de mișcare axială (arborele „plutitoare”), care este asigurată de proiectarea adecvată a unităților de rulmenți; într-o cutie de viteze cu roți chevron de viteză mică, arborele de viteză redusă trebuie să aibă și libertate de mișcare axială. Dacă această condiție este îndeplinită, sarcina este distribuită în mod egal între perechile de viteze care funcționează în paralel.

Orez. 5.1. Cutie de viteze orizontală în două trepte cu o primă treaptă divizată (de mare viteză):

a - diagrama cinematică; b -o vedere generală (fără capac)

Orez. 5.2. Cutie de viteze orizontală în două trepte cu o treaptă de fracțiune de secundă (viteză mică):

a - diagrama cinematică; b - vedere generală (6e fără capac)

În diagrama coaxială (Fig. 6), axa arborelui de mare viteză coincide cu axa arborelui de viteză mică, ceea ce face posibilă aranjarea dispozitivelor tehnice în direcția axială. O cutie de viteze realizată după un design coaxial are aceeași greutate, dimensiuni și cost ca o cutie de viteze realizată după un design extins. Într-o cutie de viteze coaxială, treapta de viteză de mare viteză este subîncărcată, deoarece forțele care apar în cuplarea roților treptei de viteză mică sunt semnificativ mai mari decât în ​​treapta de viteză mare, iar distanțele centrale ale treptei sunt aceleași (și ω B= a ω T). Această circumstanță este unul dintre principalele dezavantaje ale cutiilor de viteze coaxiale.

Deși cu un raport de transmisie general relativ mic (Și ≈ 8 seara 16) este posibil (dacă se asigură un aspect satisfăcător al cutiei de viteze) să se împartă raportul total de transmisie în trepte, astfel încât capacitatea de încărcare a treptei de mare viteză să fie utilizată pe deplin.

În plus, dezavantajele lor includ și:

a) dimensiuni mari în direcția axelor geometrice ale arborilor, față de cutiile de viteze realizate după un design extins;

b) dificultatea de lubrifiere a rulmenţilor amplasaţi încmijloc parti ale corpului;

c) o distanță mare între suporturile arborelui intermediar, de aceea este necesară creșterea diametrului acestuia pentru a asigura rezistență și rigiditate suficientă;

d) o oarecare complexitate în proiectarea suportului pentru arborii de viteză mare și de viteză mică amplasați în interiorul cutiei de viteze.

În mod evident, utilizarea cutiilor de viteze coaxiale este limitată la cazurile în care nu este nevoie de două capete de ieșire ale unui arbore de mare viteză sau de viteză mică, iar coincidența axelor geometrice ale arborilor de intrare și de ieșire este convenabilă pentru scopul propus. aspectul general al unității. Cutiile de viteze coaxiale sunt foarte convenabile pentru utilizare la mașini cu funcționare intermitentă.

, b rudele arătateSchema tematică a unei cutii de viteze coaxiale cu dimensiuni reduse îndirecție axială datorită absenței unui perete interior. Ambele prulmenții arborelui de mare viteză sunt plasați într-un pahar, care în același timpEste proiectat special pentru instalarea unuia dintre suporturile arborelui de viteză mică. Pentrucrescând rigiditatea, sticla este realizată din oțel cu aripioare groaseenkami; Roata de viteză mică, în orificiul căreia se află rulmentul, este fabricată dintr-o singură bucată cu arborele.

Fig.6. Cutie de viteze coaxială: a - proiectare, b - diagramă cinematică.

Orez. 6.1. Cutie de viteze coaxială orizontală în două trepte:

A - diagrama cinematică; b - forma generala

Diagramele cutiilor de viteze verticale cilindrice în două trepte sunt prezentate în Fig. 6.2.

Orez. 6.2. Diagrame cinematice ale cutiilor de viteze verticale elicoidale în două trepte:

a – realizat după o schemă extinsă (triaxială); b-c oaxial

Cele mai compacte dintre cutiile de viteze cu axe cu arbore fix sunt cutiile de viteze cu mai multe filete, în care fluxul de putere se ramifică de la angrenajul de mare viteză într-un număr de fluxuri și, trecând prin arborii intermediari, merge la roata de viteză mică, de unde se îndepărtează ținând cont de pierderile de putere ale motorului.

Cutiile de viteze cu mai multe filete sunt apropiate de cele planetare în ceea ce privește complexitatea producției, cu toate acestea, rapoartele de transmisie ale cutiilor de viteze planetare sunt mult mai mari, astfel încât cutiile de viteze cu mai multe filete au o utilizare limitată. Ele sunt utilizate atunci când este necesară aranjarea simetrică a acționării în raport cu axa sa longitudinală.

Cutiile de viteze elicoidale în două trepte sunt de obicei utilizate într-o gamă largă de rapoarte de transmisie: conform GOST 2185-66u=6,3 ÷ 63. Cutiile de viteze elicoidale mari în două trepte produse de NKMZ auu= 7,33 ÷ 44,02.

Dimensiunile cutiei de viteze, comoditatea lubrifierii fiecărei trepte, raționalitatea designului carcasei și comoditatea dispunerii tuturor elementelor angrenajului depind în mare măsură de defalcarea corespunzătoare a raportului de transmisie total al unei cutii de viteze în două trepte în individual. etape. Este imposibil să se ofere recomandări pentru defecțiuni ale raportului de transmisie care îndeplinesc toate cerințele specificate și, prin urmare, toate recomandările ar trebui considerate ca fiind orientative.

Mai jos este o defalcare a rapoartelor de transmisie pentru unele cutii de viteze în două trepte produse de NKMZ:

Marimea standard

cutie de viteze

u . . .	8,05	9,83	10,92	12,25	13,83	15,60	3,950	20,49	22,12	23,15
u B. . .	2,30	2,808	3,125	Total interax distanţă A s, mm	Angrenaj număr - u R	Cuplul nominal pe arborele de ieșire, Nm	Greutatea cutiei de viteze în kg.
				20(A1) 32(A1) 57 (A1),95

Trebuie remarcat faptul că, dacă în cutiile de viteze de tip 1Ts2U din vechiul design unghiul de înclinare al dinților era de 8 0 06 „34” (cos β = 0,9900), numărul total de dinți era de 99 și 198, gradul de precizia a fost clasa 8 și nervurile exterioare de rigidizare ale corpului, apoi în cutiile de viteze cu un nou design, unghiul de înclinare al dinților este crescut la 11 0 31 "42" (cos β = 0,9900) și numărul total de dinți este 49; 98; 196, gradul de precizie al angrenajului conform GOST 1643-81 a fost adus la clasa 7 și au fost utilizate noi modele de carcasă.

Această actualizare semnificativă îmbunătățește fiabilitatea, durabilitatea și calimetric caracteristicile cutiilor de viteze fabricate și să le aducă în conformitate cu standardul internațional ISO 6336.

Dacă în cutiile de viteze de tip Ts2 (Ts2Sh) treapta de mare viteză era o angrenaj elicoidal bifurcat (chevron distanțat), iar treapta de viteză mică era o treaptă elicoidă până la a ω T=710 mm și chevron peste a ω T>800 mm, atunci cutiile de viteze moderne ale Federației Ruse au alte soluții. Totodată, profesorul G.A. Snesarev a susținut că bifurcarea etapei de viteză mică a fost nepractică.

Cutiile de viteze ale Asociației de Producție din Sankt Petersburg „Scalator” tip Ts2 permit utilizarea în macarale cu inversare, a unei perechi de viteze a unei trepte de mare viteză, chevron, cu un unghi de înclinare β = 29 0 32 „29”, și un treaptă de viteză - un angrenaj elicoidal bifurcat cu unghi de înclinare β = 8 0 6 „34”.

Aspectul unei cutii de viteze orizontale înguste cilindrice în trei trepte de tip Ts3U diferă puțin de Ts2U, așa că este dată o scurtă specificație tehnică (Tabelul 5) a Ts3U.

Tabelul 5

Marimea standard cutie de viteze	Total interax distanţă A s, mm	Angrenaj număr - u R	Cuplul nominal pornit oprit. arbore, Nm	Greutatea cutiei de viteze în kg.

Cutii de viteze conice

Reductori cu angrenaje conice sunt folosite pentru a transmite cuplul între arbori ale căror axe se intersectează la un anumit unghi, de obicei egal cu 90° (Fig. 7).

Fig.7. Modele de cutii de viteze conice: A- comun, b- diagrama cinematica, V- special: 1 - ceașcăangrenaj de transmisie,

2 - splinedflanșă, 3 - angrenaj de transmisie, 4 - carter, 5 - prompter, 6 - cupa angrenajului antrenat, 7 - flanșă canelată,

8 - angrenaj condus, 9 - trapa de inspectie, 10 - magneticplută, 11 - dopul (locația de instalare a senzorului de temperatură a uleiului)

În cutiile de viteze conice moderne, roțile sunt realizate cu dinți circulari. Pentru a evita apariția unei forțe axiale negative asupra angrenajului, care trage angrenajul în plasă, este recomandabil ca direcția de rotație a roții dințate și direcția de înclinare a liniei dinților angrenajului să coincidă.

Raport de transmisie Și cutii de viteze conice cu o singură treaptă cu roți dințate drepte, de regulă, nu mai mult de trei; în cazuri rareu = 4. Când dinți uscați sau strâmbiu= 5 (ca excepție și = 6,30).

Pentru cutiile de viteze cu roți conice, viteza periferică admisă (de-a lungul cercului de pas cu diametrul mediu)v≤ 5 m/ Cu . La viteze mai mari, se recomandă utilizarea roților conice cu dinți circulari, care asigură o cuplare mai lină și o capacitate portantă mai mare.

Dacă este necesar să se implementeze întregul set de rapoarte de transmisie în cutia de viteze, atunci se recomandă să se asigure două tipuri de carcasă: lată cu u= 1…2,8 (К1Ш) și îngustă la u= 3,15…5. Valoarea comună a unghiului de înclinare este β P =35 0.

Roata este plasată între suporturi, iar angrenajul este în consolă (Fig. 8). Instalarea între suporturi este mult mai dificilă, pentru care se face o sticlă cu fereastră, ceea ce face posibilă reducerea lungimii cutiei de viteze.