Редуктор в машине

Содержание:

• Классификация редукторов
• Конический
• Цилиндрический
• Гипоидный
• Планетарный
• Червячный
• Как работает устройство
• Назначение редуктора
• Отличие от дифференциала
• Инструкция по разбору
• Распространенные неисправности

Редуктор автомобиля является одним из важнейших трансмиссионных узлов, цель которого — снижение крутящего момента в коленвале и дальнейшей транспортировки на дифференциал, отвечающий за вращение колес. На сегодняшний день существует несколько видов устройств, различающихся по локализации установки и характерной специфики.

Классификация редукторов

По локализации и назначению можно выделить два типа редуктора автомобиля. Передний, который включен в КПП. Контролирует, чтобы передача момента в авто с передним или полным приводом доходила к передним колесам. Второй вид – задний, который устанавливается на задней оси машины. Задние колеса в машинах с задним или полным приводом начинают работать с подачи узла. При главной передаче применяются приводы многоступенчатые, где работают несколько соединенных между собой шестеренок в определенном порядке. В зависимости от того, каким образом соединены между собой шестеренки, принято выделять несколько передач: коническая, цилиндрическая, гипоидная. Для рулевого механизма применяется редуктор червячного типа.

Чтобы иметь полное представление о том, что такое редуктор в автомобиле, нужно познакомиться с каждым видом более детально.

Конический

Конические шестеренки располагаются под углом в 90 градусов. Как правило, в конструкции присутствует пара таких элементов. Применяется такой узел для машин с полным или задним приводом.

Цилиндрический

В конструкцию входит пара шестерен цилиндрической формы, которые идут параллельно друг другу и сцеплены вместе. Чаще всего подобная передача применяется в КПП машин с передним приводом.

Гипоидный

Пара шестерен соединены друг с другом и располагаются в конструкции под углом в 45 градусов. Основная задача – это качественная передача момента в автомобилях с задним и полным приводом.

Планетарный

Конструкция включает несколько элементов, которые располагаются в одной плоскости и имеют сцепление друг с другом.

Червячный

Такой узел используется только в рулевом управлении. Конструкция включает ведомую и червячную шестерню, которые располагаются в перпендикулярном положении.

Зачастую в современных автомобилях трансмиссия имеет узлы комбинированной или цилиндрической, конической формы. Ведомый и ведущий валы могут иметь параллельное расположение или пересекаться друг с другом. Характеристика автомобильного редуктора зависит от передаточного числа (соотношение угловой скорости ведомого и ведущего валов).

Если автомобиль имеет большую снаряженную массу, то делают установку редукторов с большим передаточным числом. Благодаря такой конструкции обеспечивается высокий крутящий момент и небольшой скоростной режим на максимуме. Чтобы организовать высокоскоростной режим на легковом авто, необходимо сделать установку устройства, где минимальное передаточное число составляет пять.

Как работает устройство

У большинства авто с полным или задним приводом существует объединенная конструкция дифференциала и заднего редуктора. Она закреплена на заднем мосту, который состоит из трех основных комплектующих. Первый — это ведомая шестерня, задача которой состоит во вращении полуосевых шестеренок посредством воздействия на сателлиты; второй — ведущая шестеренка, которая присоединена к карданному валу; третий — сателлиты дифференциала, которые приводят в движение левую шестеренку и правую полуось.

В механизме с передним приводом и внедорожниках не применяется редуктор с передним мостом. Функционал редуктора выполняет КПП, обладающая угловой скоростью и вращающим моментом. Важно учесть, что коробка передач имеет сложную схему работы осей и шестерен, в которую входят передачи: планетарного, цилиндрического и гипоидного формата.

Главная передача заднего моста работает по гипоидному типу. Работа гипоидной передачи происходит по следующему сценарию:

• осуществляется передача крутящего момента от кардана на ведущую шестеренку;

• увеличение момента и направление вращения происходит благодаря размеру и расположению ведомой шестерни;

• шестерни-сателлиты передают мощность на шестеренки полуосей.

При применении гипоидной передачи наблюдается небольшой характерный шум и плавная работа при включении главной передачи. Такой механизм используется преимущественно на легковых и грузовых авто с задним приводом. Что касается внедорожников, гипоидный редуктор с дифференциалом с блокировкой помогает увеличить проходимость. У внедорожников и грузовиков с увеличенной проходимостью используется передний мост, оснащенный гипоидной передачей, который является аналогией с задним приводом авто.

Назначение редуктора

Разбираясь в вопросе редуктор в машине что это, стоит отметить, что эта конструкция нужна для снижения скоростного режима вращения колес и увеличения крутящего момента. Благодаря его применению можно улучшить ходовые способности авто и снизить нагрузку на КПП и двигатель. ДВС, которые часто используются в машинах, имеют большое количество оборотов с низким крутящим моментом. Если сделать подключение колес напрямую, это чревато увеличением нагрузки, которая буквально «задушит» мотор и машине будет сложно тронуться. Увеличение крутящего момента и снижение оборотов происходит посредством КПП и вариатора. Поэтому машина может ехать плавно вне зависимости от оборотов мотора.

Дополнительно редуктор может увеличить крутящий момент и снизить нагрузку на другие составляющие трансмиссии. Это позволяет увеличить моторесурс конструкции, снизить уровень шума и применять для трансмиссии облегченные детали. Благодаря редуктору можно увеличить КПД, снизить топливные затраты и уменьшить концентрацию выброса вредных веществ.

Отличие от дифференциала

Чаще всего подобный вопрос задают водители с небольшим опытом. Редуктор – это узел, способный увеличить или понизить крутящий момент, поступающий от коленвала. Дифференциал – это конструкция, отвечающая за распределение крутящего момента между осями или полуосями в определенных пропорциях, ответственная за транспортировку меньшего или большего крутящего момента на внешнее колесо, когда автомобиль начинает поворачивать.

Инструкция по разбору

Корпус конструкции имеет ряд характерных особенностей, поэтому разбор редуктора должен осуществляться по конкретной схеме. Такой процесс нужен для того, чтобы определить причину неисправности. Некоторые водители делают одну и ту же ошибку: если редуктор выходит из строя, то его сразу отправляют на утилизацию. Но в действительности, есть множество случаев, когда редуктор подлежит ремонту и элемент может продолжать стабильную работу.

Стоит отметить, что из-за большого количества подделок, приобрести качественные или оригинальные комплектующие для автомобиля становится все сложнее, поэтому не стоит разбрасываться качественными деталями.

• в ситуации, когда редуктор находится в течение некоторого времени в разобранном виде, в первую очередь нужно сделать чистку от пыли и грязи и других возможных загрязнений;

• выкрутить болты, отвечающие за стягивание редуктора. С помощью строительного фена подогреть конструкцию. Взять деревянную киянку и простучать корпус. Манипуляцию продолжать до того момента, пока не разойдется на половинки;

• выясняем причину поломки. Разумеется, существуют различные виды редукторов, что важно учитывать перед тем, как приступить к определению неисправности. Выход из строя конструкции может быть по нескольким причинам: первичный вал или подшипник вышли из строя либо зубья стерлись. В таком случае нужно сделать замену на новые элементы;

• снять шестерни и подшипники для замены на новые комплектующие;

• снять стопорный щит;

• избавиться от стопорного кольца и вынуть полуось из чашки;

• проверить элементы на целостность и отсутствие повреждений перед тем, как начать обратную сборку;

• после сборки корпуса конструкцию можно устанавливать на прежнее место.

Распространенные неисправности

На практике чаще всего приходят в негодность сальники, шестерни и подшипники. Причина заключается в сильном износе из-за активной эксплуатации и увеличенными нагрузками, при длительном масляном голодании из-за дефицита трансмиссионной жидкости. Определяется поломка в том случае, когда появляется специфический гул или щелчки в местах соединения подшипников и шестерен. Неисправность сальников можно увидеть, если появляются капли трансмиссионной жидкости, которая начинает течь через трещины, появляющиеся в деталях. Настоятельно рекомендуется во время прохождения ТО проверять работу данных элементов и в случае неисправностей сразу менять детали на новые.

Выбрать инструктора:

• Автоинструктор Дмитрий
• Автоинструктор Дмитрий
• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Юрий
• Автоинструктор Марина
• Автоинструктор Оксана
• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Екатерина
• Автоинструктор Лариса
• Автоинструктор Анатолий

Отзывы:

Все отзывы

✔ Вся информация о редукторах

Редуктором называют устройство, входящее в состав приводов машин. Его главная задача – увеличение крутящего момента, но одновременно снижение частоты вращения элементов конструкции. Разновидности устройства присутствуют практически в любой машине.

Типы редукторов

В зависимости от особенностей применения выделяют следующие типы устройств:

• Общего назначения. Универсальный автономный агрегат, конструкция которого позволяет использовать его для разного оборудования.
• Специального назначения – устройства, которые предназначены для использования в конкретных отраслях (например, авиационной или автомобильной). Конструкция таких редукторов соответствует специфике их применения.

Кроме того, агрегаты можно отнести к разным группам в зависимости от количества ступеней, расположение осей валов относительно друг друга и в пространстве, а также по методу крепления.

Число ступеней

Ступенью называют пару передач (зубчатых колес), благодаря которым происходит преобразование крутящего момента. Число ступеней рассчитывается просто: оно равно количеству валов минус один. Устройство может иметь как одну ступень, так и несколько. Значительно больше преимуществ перед устройствами других типов у моделей с двумя или тремя ступенями раздвоенных либо развернутых схем, поскольку они отличаются высоким КПД и способностью выдерживать значительные нагрузки.

Расположение валов

Валы могут располагаться вертикально или горизонтально. Благодаря вертикальному расположению экономится пространство для того, чтобы можно было горизонтально разместить ось двигателя – для многих агрегатов это критически важно. Например, подобная конструкция характерна для устройств с конической и червячной передачей.

Относительно осей детали могут быть расположены перекрестно, параллельно или под прямым углом. Подходящая схема определяется типом передачи:

• Редукторы с цилиндрической передачей, как правило, имеют параллельное расположение.
• В червячных или червячно-цилиндрических конструкциях оси валов сходятся под прямым углом. Это обеспечивает сниженный уровень шума, высокие передаточные числа, но по КПД такие устройства уступают аналогам.
• В конических редукторах, как и в коническо-цилиндрических, используется пересекающееся расположение.

Виды передач

Большинство механических редукторов имеют схожую конструкцию, однако различаются типов механической передачи.

Червячные

Особенно широкое распространение получили червячные редукторы, которые передают усилие от механизма между двумя валами, пересекающимися в одной плоскости. Основной элемент конструкции – червеобразный винт, помимо него агрегат включает следующие элементы:

• Шестерня в форме цилиндра, на поверхности которого расположены зубья, непосредственно соединенная с винтом.
• Вал под прямым углом к червяку.
• Корпус, который часто производится из чугуна.
• Уплотнительные элементы.
• Подшипники нескольких типов.

Причины широкой популярности агрегатов – в их достоинствах, по сравнению со многими другими типами редукторов:

• Крутящий момент может передаваться в соотношении 1000/1, это недостижимо для большинства других моделей.
• Высокий потенциал крутящего момента при сниженной частоте вращения вала.
• Достаточно одной ступени для получения того же передаточного числа, что у цилиндрического трехступенчатого устройства.
• Сниженный уровень шума.
• Простота управления.
• Плавность хода.
• Только в устройствах червячного типа есть функция самоторможения.

При этом не исключены потери энергии, которые происходят из-за трения червяка о колесо. Кроме того, для зубчатого колеса характерен сравнительно быстрый износ, а также низкий КПД: потери могут достигать 30%. При применении устройства важно помнить, что оно должно постоянно находиться в смазанном состоянии, поскольку при трении происходит существенный нагрев элементов.

Одна из разновидностей червячного редуктора – глобоидный. Его винт отличается выпуклой формой, тогда как у других устройств она цилиндрическая. За счет подобной особенности конструкции увеличивается мощность привода.

Глобоидные редукторы используются там, где важна высокая надежность – например, в приводах, которыми оснащаются пассажирские лифты. Глобоидные механизмы хорошо выдерживают переменные нагрузки, которые возникают при подъеме лифтов и их торможении.

Цилиндрические

Еще один очень популярный тип редукторов, устанавливаемый в большинство устройств, — цилиндрический. Он позволяет передавать большие мощности при впечатляющем КПД, который достигает 95%. Вращение в этой конструкции передается между соосными либо параллельными валами, а мощность определяется типоразмером устройства. Передаточное отношение определяется количеством ступеней – от передаточного числа 1,5-10 у одноступенчатого редуктора до 60-400 у трехступенчатого.

Применяется несколько схем расположения цилиндрических пар, среди них самая распространенная – развернутая. Редукторы с такой схемой достаточно универсальны, их можно использовать с унифицированными валами и другими элементами. Благодаря этому снижается себестоимость продукции, поскольку универсальность применения позволяет обеспечить массовое серийное производство.

С целью удешевления производства и ради возможности осуществлять массовый выпуск реализуется особая конструкция редуктора, предполагающая правое направление колеса и левое – зубьев шестерни для каждой ступени. Если комплектация осуществляется индивидуально при сборке агрегата в единичном экземпляре, используется следующая схема:

• На первой ступени – левый вектор зуба шестеренки.
• На второй ступени – наоборот, правый вектор.

Такая комплектация продлит срок службы агрегата благодаря снижению нагрузки на опоры.

Редукторы, в конструкции которых использована развернутая схема, имеют удлиненную форму, а их вес несколько больше устройств, которые произведены на основе раздвоенной схемы (в среднем на 15-20%). Применение последней наиболее целесообразно для быстроходной ступени. В этом случае промежуточный вал производится как «вал-шестерня», а быстроходный перемещается в обоих направлениях благодаря плавающим опорам.

Еще одна схема – соосная. Для такой конструкции характерно совпадение осей двух валов – тихоходного и быстроходного. Редуктор, собранный на основе этой схемы, имеет практически те же габариты, что и устройства на основе развернутой схемы. Также совпадают вес агрегатов и их стоимость. При этом конструкция соосных редукторов отличается большей сложностью, поскольку снижена нагрузка на быстроходную ступень, за счет чего увеличивается ее мощность. Средний ресурс агрегата, произведенного на основе соосной схемы – от 25 тыс. часов.

Конические

Конструкция редуктора, называемого коническим, предусматривает наличие двух типов колес – оснащенных как прямыми зубьями, так и круговыми. При работе агрегата совпадают направления, в которых наклонены зубья и происходит вращение колеса. Это необходимо для того, чтобы на шестерню не воздействовало зацепление, которое образуется в результате осевой отрицательной силы. Если совпадение не обеспечено, шестерня может быть затянута в зацепление. Диапазон передаточных чисел редукторов этого типа — от 1 до 5.

Коническо-цилиндрические

Подобные механизмы представляют собой комбинацию конического устройства и цилиндрического с одной ступенью. Одна из главных особенностей устройств – значительные габариты, которые обусловлены ограниченной нагрузочной способностью. Чтобы уменьшить размеры редуктора, используется дополнительный элемент – коническая быстроходная ступень.

Что касается достоинств и недостатков этой группы устройств, то они, являясь гибридами, совмещают плюсы и минусы конических и цилиндрических агрегатов. Одна из главных особенностей устройств – большие габариты, которые обусловлены невысокой нагрузочной способностью. Чтобы уменьшить размеры конструкции, применяется дополнительный элемент – коническая быстроходная ступень.

Режим эксплуатации таких устройств рассчитывается в соответствии со следующими коэффициентами:

Режим	3 ч.	8 ч.	24 ч.
Тихий	1, 25	1	0,8
С толчками средней силы	1	0,8	0,65
С сильными толчками	0,55	0,65	0,5

Насадные

В эту группу входят агрегаты, которые оснащаются полым выходным валом. Название они получили благодаря особенностям монтажа: устройства надеваются непосредственно на вал, какие-либо дополнительные соединения и передачи при этом отсутствуют. Конструкции отличаются небольшим весом, компактностью – в этом заключается их главное преимущество по сравнению с редукторами других групп.

Подобным способом могут монтироваться и другие устройства – например, червяные. Исключение – цилиндрические соосные агрегаты, конструкция которой делает подобную установку сложной для воплощения.

Еще одна особенность насадных конструкций – необходимость оборудования дополнительной защиты привода или других элементов, предотвращающих выход оборудования из строя. Он может произойти из-за резкого увеличения нагрузки, ложащейся на выходной вал. Обычно это может произойти, если возникает нештатная ситуация. Отсутствие муфты для соединения – одна и главных причин поломки оборудования.

Планетарные

Конструкции, которые называют также дифференциальными редукторами, включают следующие элементы:

• В центре редуктора располагается центральная шестерня (солнечная), которая всегда неподвижна – ведущий элемент.
• Вокруг солнечной шестерни устанавливаются вспомогательные, имеющие одинаковый размер – ведомые элементы.
• Солнечную и вспомогательные шестерни надежно удерживает фиксатор, обеспечивая их прочное сцепление.

Это общее описание конструкции, характерной для всех планетарных редукторов, однако некоторые детали могут различаться. Самые главные элементы, в зависимости от особенностей которых планетарные редукторы разделяются на несколько подгрупп:

• Количество ступеней – из число может быть от одного до трех.
• Вид используемых подшипников. Это могут быть, например, подшипники качения, которые используются, если устройство эксплуатируется на низкой скорости. Подшипники скольжения необходимы, если предполагается эксплуатация на высоких скоростях.
• Схема планетарной передачи.

Планетарные редукторы применяются в разных сферах, но чаще всего – в машиностроении. Например, без них не обходятся приводы, предназначенные для перемешивания компонентов в фармацевтической, химической отрасли, а также в микробиологии. Планетарные редукторы используются и в универсальных приводах, имеющих общепромышленное назначение. Достоинство таких устройств – возможность круглосуточной эксплуатации как при постоянной нагрузке, так и при переменной.

Чтобы выдержать интенсивную эксплуатацию, планетарные редукторы должны соответствовать определенным требованиям. В частности, очень важно, чтобы зубцы устройств легко приводились в движение, но при этом должно быть обеспечено их плотное соприкосновение. Производство планетарных редукторов требует очень высокой точности.

Технологии фиксации редукторов

Для крепления устройств используется три технологии:

• На лапах. Этим термином называют кронштейны с плоской поверхностью, которые оборудованы специальными отверстиями для осуществления крепежа. Лапы могут быть монолитными или съемными, во втором случае конструкция становится более универсальной. Крепление на лапах обычно используется, если корпус конструкции выполнен из легкосплавного материала, это позволяет значительно уменьшить вес конструкции. Чтобы была возможность быстро прикрепить редуктор, в корпусе оборудуются специальные зоны.
• Фланцем называется ровная поверхность, расположенная у выходного вала. По периметру фланца оборудуются монтажные отверстия. Еще одна особенность фланца – наличие центрирующего выступа, который позволяет осуществить точную установку и обеспечивает фиксацию агрегата в нужном положении.
• Крепление насадкой предусматривает наличие полого выходного вала, устройства надеваются сразу на вал.

Смазка

Чтобы исключить преждевременный износ элементов, входящих в конструкцию редуктора, и выход из строя всего агрегата, используется смазка машинным маслом, которым обрабатываются зацепления и подшипники. При несвоевременной смазке не обеспечивается стабильная работа устройства, снижается мощность редуктора.

Если устройство отличается небольшой скоростью зацепления, а также умеренной мощностью, для смазки используется масляная ванна. Она предполагает, что в масло, которое будет залито в корпус, погружаются колесо, червяк и разбрызгивающее кольцо. Для смазки подобного оборудования также можно применять метод разбрызгивания.

Если устройство быстроходное и характеризуется высокой мощностью, необходимо использование насоса, который буде подавать масло из масляной ванны. Отдельно обрабатываются подшипники, для этого необходима смазка, имеющая густую либо жидкую консистенцию.

Виды зацеплений

В конструкции зубчатых колес используются следующие типы зацеплений:

• Эвольвентное. Такой профиль имеет большинство зубчатых колес, поскольку благодаря ему обеспечивается постоянство передаточного отношения. Кроме того, эвольвентное зацепление точно стандартизируется, поэтому вероятность ошибок в расчетах при производстве подобного оборудования крайне мала. Эвольвентное зацепление предполагает, что профиль зуба выполняется в виде эвольвенты. Это обеспечивает стабильность сцепления, облегчает установку, исключает неточности межосевых расстояний.
• Зацепление Новикова, называемое также круговинтовым. Предполагается, что в торцевом сечении зубцы колес очерчиваются окружностями, которые имеют близкие радиусы. Такое зацепление отличается высокой нагрузочной способностью, сниженным уровнем шума. Контакт зубьев осуществляется точечно, поэтому передача не слишком чувствительна к возможным перекосам колес.

Корпус

На корпус редуктора в процессе эксплуатации ложится значительная нагрузка, поэтому одно из главных требований к нему – высокая прочность. Кроме того, он должен быть жестким, поскольку это качество, в сочетании с прочностью, позволит исключить возможный перекос валов. Конструкция корпуса может быть двух типов:

• Разъемные. Такие корпуса состоят из двух частей – прочного основания и съемной крышки. Некоторые модели могут иметь больше разъемов – по двум или даже по трем плоскостям. В любом случае, разъемы обязательно обрабатываются герметиком. Это необходимо для того, чтобы исключить протекание масла. Установка прокладок между основанием и крышкой может привести к их деформации, которая нередко происходит при закручивании крепежа. Это приводит к тому, что нарушается посадка подшипников, и устройство перестает эффективно справляться со своими задачами.
• Неразъемный корпус оснащается съемной крышкой. Чаще всего подобная конструкция применяется для устройств, отличающихся небольшим весом – например, для червячных редукторов.

Чаще всего корпуса агрегатов производятся из чугуна марок СЧ 10-15. Иногда вместо него используется листовая сталь, однако применение этого материала целесообразно только в отдельных случаях – например, когда привод имеет большие габариты и изготавливается для выполнения специальных задач, по индивидуальному проекту.

Низкое распространение стальных корпусов обусловлено небольшой толщиной металла. Так, толщина стенок у редуктора в корпусе из стали примерно на треть меньше, чем у чугунной конструкции. Еще один материал, который также может применяться для производства редукторов и в последнее время приобретает популярность – сплавы на основе алюминия.

Усовершенствование редукторов

Производители, сохраняя габариты и размеры присоединений, стремятся к усовершенствованию конструкций для облегчения их использования, повышения прочности и эффективности. Вместе со стандартными широко распространенными решениями на рынке появляются и усовершенствованные модели. Основные направления модернизации:

• Стандарты ISO – соответствие устройств международным требованиям к качеству.
• Редукторы на основе блочно-модульной конструкции, которые позволяют предлагать потребителям большое разнообразие конструкций редуктора и выбирать наиболее подходящую схему.
• Современные механизмы защиты.
• Усовершенствование зубчатых зацеплений для обеспечения их максимальной сопряженности, в том числе под нагрузкой, без деформаций и вибраций.
• Модернизация корпуса. Главное направление работы конструкторов и инженеров – создание монолитных корпусов, которые имеют небольшой вес, но при этом отличатся прочностью и высокой теплоотдачей.
• Расширение возможностей производства корпусов из алюминиевых сплавов, в том числе за счет использования метода литься под давлением.
• Подбор и применение синтетических масел на протяжении всего периода работы агрегатов.
• Минимизация необходимости в дополнительном обслуживании, обеспечение бесперебойной работы редукторов в период всего срока их службы.

Процесс модернизации устройств происходит непрерывно. Благодаря этому расширяются их функциональные возможности, совершенствуются технические и эксплуатационные характеристики, появляются более удобные и эргономичные варианты исполнения. На рынке широко присутствует зарубежная продукция, но оборудование от ведущих российских производителей не уступает ей по качеству. Все усовершенствованные системы предполагают, что потребитель может без дополнительных затрат и сложностей перейти к их использованию вместо типовых конструкций.

Большое разнообразие как стандартных, так и усовершенствованных редукторов предлагает компания «Мир привода». Наша миссия – обеспечивать потребителей надежными, современными, удобными агрегатами, а также комплектующими к ним.

Преимущества и недостатки прямозубых зубчатых колес

Вы, наверное, уже знаете, что они делают ракетку, но каковы плюсы и минусы прямозубых зубчатых колес?

Напомнить позже

Косозубые шестерни (вверху) и прямозубые шестерни (внизу) — от пользователя Reddit r3compile

Обычно используемые только в автоспорте, прямозубые шестерни представляют собой интересную альтернативу обычной настройке коробки передач. Известный своим характерным криком и неудобным использованием, это установка передачи, с которой большинство из нас никогда не соприкоснется.

Что это?

Название действительно все объясняет: настоящие зубья шестерен направлены прямо из центральной точки шестерни, а не образуют спиралевидную форму, как стандартные шестерни почти в любом другом дорожном автомобиле на планете. Вместо того, чтобы красиво закручиваться по спирали вокруг центральной оси шестерни, они выступают наружу; больше похоже на звездочку на мотоцикле.

Как они работают?

Основное преимущество использования прямозубых зубчатых колес заключается в том, что они не создают осевой нагрузки. Эта «сила тяги» создается скользящим контактом между зубьями косозубых шестерен. Эта боковая сила прикладывается к входному валу коробки передач, который в конфигурациях с передним приводом затем преобразуется в карданные валы. Это значительно ограничивает величину крутящего момента, который может быть приложен к шестерням до того, как произойдет отказ других компонентов.

Таким образом, прямозубые шестерни эффективно позволяют размещать в автомобиле гораздо более крупные силовые агрегаты без риска разрыва выходных валов и других подшипников, что обеспечивает более высокий коэффициент безопасности внутри самой трансмиссии.

Неблагоприятная осевая нагрузка показана здесь красным цветом, сила отсутствует в прямолинейных установках

Есть ли другие преимущества и недостатки?

Прямозубая передача по своей природе более эффективна, чем косозубая. Осевая нагрузка, создаваемая косозубыми зубчатыми колесами, только снижает выходную энергию трансмиссии вместе с увеличением трения, и, следовательно, происходят потери энергии из-за тепла.

Прямозубые зубчатые колеса также гораздо легче собирать, и они вызывают менее катастрофические поломки, когда они выходят из строя из-за их простой конструкции. Корпуса и валы трансмиссии, предназначенные для тяжелых условий эксплуатации, должны использоваться с косозубыми шестернями, чтобы трансмиссия могла выдерживать дополнительную осевую нагрузку, поэтому прямозубые шестерни значительно снижают вес, что чрезвычайно важно в автоспорте.

Классические гоночные автомобили Mini часто переоборудуют в прямозубые 9.0002 Недостатки заключаются в удобстве и эксплуатации. Они, естественно, создают чертовски много шума; косозубые шестерни зацепляются друг с другом небольшими сегментами за раз, в то время как прямозубые зубья находятся в контакте друг с другом полностью и в течение более длительного периода времени, что создает очень характерный звук. Работа шестерен также довольно жесткая при прямолинейном резе; кажется, что шестерни «встают» на место после каждого переключения, и это может затруднить плавное трогание с места или получение приличного запуска.

Технически, при сравнении зубьев и зубьев, косозубая шестерня может нести большую нагрузку, поскольку она расположена по диагонали на шестерне (при условии, что размер зуба эквивалентен). Это означает, что он распределяет приложенные к нему силы намного эффективнее, чем более слабый вертикальный зуб.

Стив МакКуин выглядит круто, как никогда, рядом со своим Sebring Sprite с прямозубым зубчатым зацеплением

Несмотря на то, что практически все автомобили в наши дни используют стандартные косозубые зубчатые передачи, в автоспорте все еще есть приложения, в которых используются прямозубые зубчатые колеса. Еще в расцвете гонок на спортивных автомобилях (1950-х и 60-х годов), Стирлинг Мосс и Стив МакКуин привели Остина Хили «Себринг» Спрайты к 3-му и 9-му местам почтительно в «4 часах Себринга», гонке специально для автомобилей до 1000 куб. Эти маленькие карманные ракеты были оснащены прекрасными четырехступенчатыми коробками передач с прямой передачей, и один такой автомобиль был добросовестно восстановлен фаворитом CT Фаззом Таунсендом в последней серии Car S.O.S.

Многие энтузиасты автоспорта в наши дни переоборудуют свои автомобили на прямозубые передачи для большей эффективности при интенсивной езде, как вы можете видеть (или скорее слышать) ниже на этом переделанном гоночном автомобиле BMW E36 320i.

Я бы не стал спешить на eBay в поисках прямозубого редуктора для ежедневного вождения, но об этом, безусловно, стоит подумать, если у вас есть запасное оружие для трековых дней!

Почему в автомобилях используются шестерни » Изучите советы по вождению

При обучении вождению обычно полезно получить базовое представление о том, как все работает, поскольку это может помочь вам управлять органами управления. Здесь мы рассмотрим, почему шестерни используются в автомобилях.

Автомобильный двигатель

Автомобильный двигатель сжигает топливо (химическая энергия) и преобразует эту энергию в движение (кинетическую энергию), которое вращает главный вал, который в конечном итоге приводит в движение опорные колеса. Когда двигатель включен, его скорость измеряется в оборотах в минуту или «об/мин».

Когда двигатель работает на холостом ходу, число оборотов в минуту составляет от 600 до 1000 об/мин. При нажатии на педаль акселератора сжигается больше топлива, что, в свою очередь, создает больше кинетической энергии. Это заставляет двигатель работать быстрее, вплоть до 5000 об/мин и выше.

Топливо воспламеняется и толкает поршни в двигателе вниз. При этом вращается коленчатый вал, производящий кинетическую энергию.

Car Gears

Мощность или сила, которую производит двигатель, называется «крутящий момент», а коробка передач позволяет нам изменять величину крутящего момента в зависимости от скорости вращения опорных катков. Давайте подумаем о стандартной 5-ступенчатой ​​механической коробке передач (коробке передач). У нас есть низкие передачи (1-я передача для самой низкой скорости опорных колес, но самый большой крутящий момент), поднимающиеся до самой высокой передачи (5-я передача для самой высокой скорости опорных колес, но наименьшего крутящего момента).

Автомобили очень тяжелые, поэтому, если бы вращающийся главный вал, идущий от двигателя, был соединен непосредственно с опорными катками, было бы очень трудно сдвинуть автомобиль с места, и двигатель почти наверняка заглох бы. Фактически, если бы главный вал от двигателя был соединен непосредственно с опорными катками, это было бы эквивалентом постоянной 4-й передачи, что очень затруднило бы трогание с места.

Чтобы предотвратить остановку двигателя, нам нужны две вещи; сцепление (которое мы сейчас не будем рассматривать) и пониженные передачи, которые позволяют нам преобразовывать высокую скорость двигателя в низкую скорость на опорных колесах.

Внутри коробки передач находятся шестерни, соединенные с другими шестернями, которые формируют передаточные числа. «Входные шестерни» — это шестерни, которые подключены к источнику питания (двигателю), а «выходные шестерни» — это шестерни, приводимые в движение входными шестернями.

Схема коробки передач автомобиля от 1-й передачи, самой большой передачи до 5-й передачи, самой маленькой передачи. Водитель выбирает передачу, это приводит в действие вилку переключателя передач, которая перемещает муфту, чтобы заблокировать передачу.

Когда шестерни разного размера соединяются вместе, они вращаются с разной скоростью и передают разную мощность.

Например, входная шестерня с 10 зубьями, соединенная с большей выходной шестерней с 20 зубьями, означает, что выходная шестерня будет вращаться вдвое медленнее входной шестерни, генерируя меньшую скорость, но большую мощность.

Низкая передача

Небольшая входная передача, соединенная с большой выходной передачей, создает большую мощность, но очень малую скорость. Это называется пониженной передачей (1-й передачей), идеально подходящей для трогания автомобиля с места. Низкие передачи необходимы для того, чтобы мы могли трогаться с места, и это одна из основных причин, по которой передачи используются в автомобилях.

Высокая передача

И наоборот, большая входная передача, соединенная с маленькой выходной передачей, создает небольшую мощность, но большую скорость и называется высокой передачей (5-й передачей), идеально подходящей для высоких скоростей движения. У движущегося автомобиля есть импульс, поэтому ему не требуется передача с большой мощностью.