Определение передаточного отношения

Как передаточное отношение определяет характер автомобиля

Определение передаточного отношения

Знание такого понятия как передаточное отношение, а также его влияние на скорость, динамику разгона и топливную экономичность позволяет выбрать оптимальный режим вождения.

Этот параметр имеет определяющее значение для любого автомобиля, вне зависимости от его цены и возраста. Мало кто знает, но грамотный анализ технических параметров перед покупкой позволяет подобрать машину, идеально удовлетворяющую нужды владельца.

Рассмотрим основные аспекты, которые необходимо учитывать при выборе.

Высшая передача

Передаточное число высшей передачи крайне важно, поскольку оно определяет максимальные обороты двигателя при крейсерской скорости, а это напрямую сказывается на экономичности и уровне шума.

Если изложить этот вопрос кратко, то, чем больше это отношение, тем меньше расход топлива и ниже шум мотора.

Следует помнить, что в таком случае за вышеперечисленные преимущества придётся расплачиваться частым переключением на пониженную передачу для достижения наилучшей разгонной динамики.

Оптимальной величиной оборотов двигателя при достижении крейсерской скорости являются 1600-2000 об/мин для дизеля и 2000-2500 об/мин – для бензинового мотора.

Например, в коробке передач автомобиля Toyota GT86 – шесть ступеней с небольшой разницей в передаточном числе, ввиду чего скорость в 100 км/час достигается при работе двигателя на оборотах более 3000 об/мин. Это и является причиной значительного объёма вредных выхлопов, равного 181 гр/км.

 Изменение распределения тормозных усилий: что это даёт вашему автомобилю?

Для машины с двухлитровым мотором, выдающим 200 л.с., а также отлично проработанной аэродинамикой (коэффициент лобового сопротивления равен 0,27) это очень высокий показатель.

Такой подбор механизма переключения передач предполагает работы двигателя не в самом удачном режиме, что и приводит к избыточному шуму, особенно при значительном пробеге, а это уже сказывается на ликвидности вашего автомобиля при продаже.

Разумеется, такие проблемы не свойственны автоматическим коробкам передач, поскольку подбор передаточных отношений там обусловлен ещё и надёжностью узла, соответственно конструкторы стремятся сократить число переключений, и делают передачи более «длинными».

Проблема в том, что спортивный автомобиль и автоматическая коробка – мало совместимые понятия, да и выбрать такое сочетание можно далеко не для всех моделей.

В конечном итоге, чем мощнее двигатель под капотом, тем меньше оборотов двигателя на крейсерской скорости, благодаря чему при 100 км/ч из-под капота доносится едва уловимый шум. Например для Golf Mk6 1.

6 TDI этот показатель составляет 2300 об/мин, а для более мощного SEAT Ateca 2.0 TDI с 7-ступенчатой коробкой и двойным сцеплением эта цифра составляет уже 1700 об/мин.

Именно поэтому в определённых режимах мощные шестицилиндровые моторы потребляют не на много больше бюджетных 4-цилиндровых аналогов.

Агрессивность

Залог агрессивного вождения – «короткие» передачи, определяющие необходимость частых переключений. Это означает, что чем интенсивнее разгон, тем ниже предельная скорость, которую может развить автомобиль на одной передаче.

Поскольку для спортивной модели важна не только динамика, но и максимальная скорость, в их коробках, как правило, существенно больше ступеней, чем в гражданских версиях.

Однако в этом правиле есть и исключения, поскольку наиболее мощные машины не нуждаются в низких передаточных числах нескольких первых передач — их тяги вполне достаточно для того, чтобы гарантировать интенсивный разгон и не утомлять водителя необходимостью частых переключений.

Например, Dodge Challenger Hellcat имеет первую передачу, которая позволяет разогнаться до 101,3 км/час. Это сделано специально, чтобы при измерении времени, необходимого для набора 100 км/час, не нужно было совершать переключения и терять драгоценные доли секунды, так и достигается наилучший результат.

Наиболее ярким примером такого подхода к подбору передаточных чисел коробки передач является Koenigsegg Regera, который достигает 402 км/час на 1-й передаче.

И дело здесь вовсе не в стремлении поставить какой-либо рекорд, а в разумном подходе и учёте потенциала двигателя и сцепления с поверхностью дороги.

То есть, если на этом автомобиле установить коробку передач с более «короткими» ступенями, то выигрыш в динамике достигнут не будет, поскольку на переключения потребуется дополнительное время, а излишняя тяга и крутящий момент попросту приведут к пробуксовке колёс.

Стоит также отметить, что при большом числе передач от конструкторов требуется провести большую работу, позволяющую удержать обороты при переключении на высшую ступень в зоне достижения наибольшей мощности и крутящего момента, что также усложняет конструкцию. Давно доказано, что до 300 км/час разгон спортивных автомобилей вполне обеспечивается тягой мощных моторов — им попросту не нужны пониженные передаточные отношения шестерней.

Что же касается гражданских машин, предназначенных для повседневной эксплуатации, то первые передачи, как правило, делают довольно короткими, с низким передаточным числом, что позволяет при достаточно скромном двигателе уверенно трогаться на подъём, ехать по рыхлому покрытию, разгоняться при сильной загрузке.

Не менее важны и такие показатели как полная и ходовая масса, поскольку их разница и определяет фактически допустимую грузоподъёмность, и чем она выше, тем более короткими должны быть начальные передачи в ряду.

Сближенный и растянутый ряд в коробке передач

Не менее важным фактором, определяющим характер автомобиля, является разрыв между передаточными числами.

Сближенный ряд передач гарантирует максимальное ускорение, которого может достичь автомобиль при прочих равных условиях.

Кроме того, если во главу угла ставится экономичность, то такое решение позволяет держать рабочие обороты в оптимальной зоне, что также способствует продлению ресурса мотора.

 Стоит ли приобретать договор расширенной гарантии?

Однако, есть у короткого ряда и существенный недостаток, а именно – необходимость в растянутой 1-й передаче, либо в короткой – высшей. Последствия от этого вполне очевидны, а единственным разумным решением является увеличение числа передач, что делает конструкцию дорогостоящей. Либо, всё же — переход к растянутому ряду.

Выбор решения обычно продиктован типом создаваемого автомобиля. Для скоростной и динамичной модели применяют сближенные по величине передаточного отношения передачи.

Если же под капотом установлен двигатель с широким диапазоном мощности и плавным графиком крутящего момента, например – дизель, то необходимость в сближении передач отпадает.

Для примера рассмотрим автомобиль Формулы-1, которые имеют очень плотный передаточный ряд, ввиду чего величина передаточных отношений 7-й и 8-й передач отличается всего в 1,12 раза, против 1,25 – у гражданских моделей.

Однако, сближенный ряд не всегда означает более высокую производительность. Например, у спортивного велосипеда, как правило, 8 очень близких по передаточному числу ступеней, при этом шестерня первой из них имеет 30 зубцов, а высшей – 11, это позволяет обеспечить наиболее рациональное использование энергии велосипедиста.

Однако при таком подходе для обеспечения максимального ускорения необходимо интенсивно переключаться в интервале с 1-й по 5-ю передачу, всего за несколько секунд.

Это касается и автомобилей, поскольку необходимость в столь частом переключении, как правило, предопределяет работу двигателя в неоптимальном режиме, особенно у неопытного водителя.

Всех этих недостатков лишены так называемые бесступенчатые типы трансмиссий, которые позволяют плавно изменять передаточные отношения, в зависимости от выбранного режима езды.

К таким конструкциям относят, прежде всего, вариаторы, однако на сегодняшний день механизма, способного передавать огромный крутящий момент и оперативно подстраиваться под разгонную динамику спортивных моделей, пока не создано.

Но прогресс не стоит на месте и непрерывная работа по совершенствованию таких агрегатов уже сделала их широко распространённым решением.

Замена главной передачи

Если вы недовольны динамикой вашего автомобиля, самый простой способ её исправить — замена главной передаточной пары. Это подразумевает установку нового дифференциала с другим внутренним передаточным числом.

Меньшее число позволяет получить более длинную передачу, а большее число – короткий передаточный ряд.

Это не позволит вам изменить плотность ступеней в коробке, но обеспечит смещение всего ряда в область тех значений, которые вам подходят.

В действительности, такие манипуляции с автомобилем — вовсе не панацея от всех бед, поскольку изменять вышеописанную величину можно лишь в очень небольшом интервале значений, в противном случае недостатки многократно превысят достигнутый положительный эффект. В этом случае стоит помнить и о том, что ваш спидометр потребует корректировки, постольку его значения уже не будут отражать реальную скорость автомобиля.

Такой тип тюнинга может быть относительно простым как в переднеприводном, так и в заднеприводном автомобиле, но в некоторых передне- и полноприводных автомобилях осуществить его невозможно. Многие автомобили используют трансмиссию, которая имеет встроенный дифференциал, что означает, что окончательное передаточное число не может быть так легко изменено.

Кроме того, некоторые автомобили (например, Audi R8) имеют разные главные передаточные пары в приводах на переднюю и заднюю оси.

К сожалению, все больше и больше автомобилей выбирают интегрированные устройства, что делает невозможным работу с ними, если вы не воспользуетесь услугами лицензированных тюнинг-ателье и не заплатите слишком большие суммы денег.

В любом случае, производитель подбирал параметры трансмиссии, исходя из особенностей эксплуатации, характеристик мотора, возможной нагрузки и целевой аудитории автомобиля, так что внесение столь существенных изменений, давая выигрыш в одной из сфер использования, существенно сокращает остальные.

 Сергей Василенков

Источник: http://www.1gai.ru/publ/518568-kak-peredatochnoe-otnoshenie-opredelyaet-harakter-avtomobilya.html

О зубчатой, ременной, цепной, червячной и планетарной передачах

Определение передаточного отношения

Незаменимыми помощниками человека в любой его деятельности являются механизмы. Но сам по себе механизм – просто набор деталей. Для того чтобы он работал, его надо обеспечить энергией.

Ее подают от отдельного устройства – двигателя или силовой установки при помощи специальных механизмов, называемых передачами. Так уж сложилось исторически – в технике чаще всего используется вращательное движение, хотя применяются и другие виды.

При процессе перехода энергии она может меняться, это изменение происходит в соответствии с тем, какое передаточное отношение имеет механизм.

О том, что при этом происходит

Самый простой пример передачи – от вращающегося колеса водяной мельницы к жернову. При этом зачастую происходит изменение первоначальной энергии, полученной колесом от текущей воды, по величине и направлению. Величину такого изменения будет определять передаточное отношение.

Оно описывает одну из важнейших характеристик преобразования энергии при вращательном движении, определяемую как отношение частоты или скорости вращения элемента, получающего энергию, к тем же параметрам элемента, отдающего энергию.

Иными словами, передаточное отношение описывает, как изменяется исходная энергия, получаемая от двигателя или любого другого источника энергии (водяного, ветряного колеса, турбины и т.д.), при ее передаче.

За всю историю развития техники человечество создало самые разнообразные передачи, для каждой из которых существует передаточное число, являющимся частным от деления скорости ведущего звена на скорость ведомого.

Передаточное отношение ременной передачи

Ременной передачей называют два шкива, которые соединяет ремень, как это показано на рисунке. Возможно, что она была одним из первых способов, которые применял человек.

Менялся материал, используемый для изготовления ремня, менялась его форма, но неизменным оставалось передаточное отношение, определяемое как частое от деления скорости ведущего вала, на скорость ведомого, или как результат деления числа оборотов этих валов (n1/n2 или ω1/ω2).

Для ременной передачи оно может быть рассчитано с использованием диаметров (радиусов) шкивов. Передаточное число в таком случае также определяется как частное от деления оборотов.

Если при преобразовании энергии число оборотов понижается, то есть передаточное число больше 1, то передача будет понижающей, а само устройство носит название редуктора.

Если результат меньше единицы, то устройство называется мультипликатором, хотя оно также выполняет функции редуктора, только понижающего.

Передаточное отношение редуктора позволяет уменьшить число оборотов (угловую скорость), поступающих с ведущего вала на ведомый, увеличив при этом передаваемый момент.

Это свойство редуктора дает возможность добиваться инженерам при проектировании различных устройств изменения параметров передаваемой энергии, а передаточное отношение редуктора служит при этом мощным инструментом в решении поставленной задачи.

Несмотря на значительный возраст, для ременной передачи и сейчас находится работа на автомобиле, она используется как привод генератора, газораспределительного механизма, а также в некоторых других случаях.

Передаточное отношение цепной передачи

В подобной ременной передаче ремень может быть заменен на цепь, в этом случае шкивы также должны быть заменены на звездочки. Полученная передача называется цепной, она знакома каждому, ведь именно такая применяется на велосипедах.

Для нее передаточное отношение определяется так же, как для ременной, но можно воспользоваться и соотношением количества зубьев на звездочках (ведущей и ведомой).

Однако при таком расчёте передаточное отношение будет обратным, то есть передаточное число определяется делением числа зубьев ведомой звездочки на число зубьев ведущей (z2/z1).

Отличительной особенностью цепной передачи является повышенный уровень шума, а также износ при работе на высоких скоростях, поэтому ее при необходимости использования лучше всего ставить после уменьшения оборотов. В автомобиле возможно применение цепной передачи для привода ГРМ, правда, ограничением такого применения является повышенный уровень шума при ее работе.

Передаточное отношение зубчатой передачи

Так называется механизм, в котором используются колеса с зубьями, находящимися в зацеплении. Она считается наиболее рациональной и востребованной для машиностроения.

Существует множество разнообразных вариантов изготовления подобных колес, отличающихся по расположению осей, форме зубьев, способу их зацепления и т.д.

Как в случае с цепной, для зубчатой передаточное число определяется делением числа зубьев шестерен (z2/z1).

Многообразие вариантов построения зубчатой передачи предоставляет возможность использовать их в разных условиях, от тихоходного редуктора до высокоточных приводов.

Для зубчатой передачи характерны:

  • постоянное передаточное число;
  • компактность;
  • высокий кпд;
  • надежность.

Одной из разновидностей зубчатой передачи считается червячная.

Она используется в тех случаях, когда передача момента осуществляется между скрещивающимися валами, для чего применяется такой элемент как червяк, представляющий собой винт специальной конструкции с резьбой.

Для определения передаточного отношения червячной передачи выполняют деление количества зубьев колеса (червячного) z2 на число заходов резьбы червяка z1.

Планетарная передача

Этот вид зубчатой передачи, содержащей колеса с геометрическими осями, имеющими возможность перемещения. Что она собой представляет, можно понять из приведенного ниже рисунка. По сути дела, это уже конструкция своеобразного планетарного редуктора, включающего в свой состав некоторое число шестерен, взаимодействующих между собой. У каждой из них свое название – солнце, корона, сателлит.

Для такого планетарного редуктора изменение момента зависит от того, какая из его шестерен неподвижна, на какую подан крутящий момент, и с какой он снимается.

При любом использовании планетарного редуктора, один из трех его элементов будет неподвижен.

У такого, планетарного варианта построения передач, по отношению к простой зубчатой или ременной, есть возможность получить существенное изменение момента при небольшом количестве колес и габаритах устройства.

В автомобиле у подобного планетарного устройства своя сфера применения – в составе АКПП, а также в гибридных транспортных средствах, для обеспечения совместной работы ДВС и электромотора. Широкое применение планетарного редуктора осуществляется в гусеничной технике.

О главной паре

Практически все виды передач используются в автомобиле – крутящий момент от двигателя проходит цепочку различных устройств и претерпевает изменения, начиная от КПП, главной пары, и заканчивая колесами автомобиля. Все передаточные отношения для КПП и главной пары влияют непосредственным образом на динамику автомобиля.
Поэтому с целью

  1. уменьшения частоты переключения;
  2. возможности движения при спокойной езде на небольших оборотах двигателя;
  3. повышения верхнего порога скорости движения,

передаточные отношения, в том числе и для главной пары, должны быть уменьшены. Для улучшения разгонной динамики все должно быть наоборот.

Работа различных механизмов и устройств, в том числе и в автомобиле, не может происходить без преобразования используемой энергии, как по величине, так и по направлению. Оценить и рассчитать величину необходимого изменения, а также его последствия, помогает передаточное отношение.

Источник: https://ZnanieAvto.ru/uzly/peredatochnoe-otnoshenie-i-peredatochnoe-chislo.html

Передаточное отношение

Определение передаточного отношения

Одной из важнейших кинематических характеристик в теории механизмов и машин является передаточное отношение.

Оно позволяет определить, на какую величину возрастает момент приложенной силы, когда происходит передача вращения от одной детали к другой.

На практике для решения различных технических задач механизмы создаются с кинематической схемой, имеющей постоянное или переменное передаточное отношение.

Общее определение

Значение передаточного отношения у кинематических схем рассчитывается по стандартному математическому выражению. Результат получается при проведении математической операции деления значения угловой скорости ведущего вала или шестерёнки, на такой же параметр ведомого вала. Вместо этих значений используют отношение их частот вращения.

Современные кинематические схемы реализованы с использованием следующих механических соединений:

  • с зубчатым зацеплением (в разных вариациях);
  • червячных;
  • фрикционных соединений;
  • с помощью цепей;
  • посредством специальных ремней;
  • планетарных соединений.

Передача вращения основана на двух физических принципах: с помощью силы трения, с использованием механизмов зацепления. В зависимости от решаемой задачи механизмы изготавливаются с замедлением и ускорением. Первые называются редукторами, вторые — мультипликаторами. Обе разновидности бывают одноступенчатыми, двухступенчатыми, многоступенчатыми.

Пространственное расположение осей определяет следующие виды механизмов:

  • параллельные (в них оба вала расположены параллельно друг относительно друга);
  • пересекающиеся (зацепление происходит посредством пересечения);
  • перекрещивающиеся механизмы (у них валы вступают в перекрестное зацепление).

Все типы механизмов бывают замедляющие и ускоряющие движение. Наиболее частое применение замедляющих конструкций объясняется более высокой скоростью используемых двигателей и необходимостью увеличить мощность выходного элемента кинематической схемы.

В зависимости от соотношения скоростей возникает вопрос: может ли передаточное отношение быть отрицательным? Этот коэффициент является отношением величин имеющих только положительные значения.

Он не может быть отрицательным. В зависимости от отношения числителя к знаменателю результат получиться больше единицы или меньше.

В первом случает, он справедлив для редукторов, во втором для мультипликаторов.

Таблица передаточных отношений является сводным документом. В ней приведены значения основных технических характеристик всех типов кинематических соединений.

В сводной таблице можно найти зависимость значения передаточного числа от допустимой мощности, которая передаётся конкретным видом соединения.

Это механическое соединение двух или более вращающихся валов при помощи специальных колёс, на поверхности которых выточены зубья. Такой тип подразделяется по следующим характеристикам:

  • форме и типу зубьев;
  • относительному расположению валов в корпусе;
  • расчётной скорости вращения колёс;
  • степени защиты от внешних воздействий.

Важную роль в понимании работы всего механизма играет передаточное отношение зубчатой передачи. Его вычисляют, используя классическое выражение. Оно находится с подстановкой различных параметров. Например, подсчитывая численность изготовленных зубьев на ведущем и ведомом колесе. Формула позволяет получать результаты с высокой степенью точности:

Где i12 — передаточное отношение от звена 1 к звену 2 (звено 1 — ведущее, звено 2 — ведомое; d1,d2 — диаметры звеньев; z1, z2 — количество зубьев звеньев (если таковые имеются); M1, M2 — крутящие моменты звеньев; ω1, ω2 — угловые скорости звеньев; n1, n2 — частоты вращения звеньев.

В большей степени он зависит от количества зубьев расположенных на шестерёнке. Существенным достоинством зубчатого соединения является постоянство расчётного и реального передаточного отношения. Она связано с отсутствием эффекта проскальзывания.

Существенное влияние на величину этого показателя оказывает применяемое количество шестерней и число зубчатых колёс.

Для цилиндрической передачи этот параметр кроме приведенных выше параметров зависит от межосевого расстояния. Цилиндрические зубчатые передачи распространены в различных агрегатах легковых и грузовых автомобилей, тракторов, сельскохозяйственной техники. Их активно используют в трансмиссии.

Зубчатая передача обладает самым большим коэффициентом передачи мощности. Она способна отдавать мощность до 4500 кВт с передаточным числом достигающим 6,3.

Распространение получили зубчатые конструкции конического типа. Они обладают ортогональным сочленением. Расчёт конической передачи предполагает учёт таких параметров как: делительные диаметры, углы конусов, количество зубьев.

Для получения поступательного движения применяется реечное соединение. Конструктивно она состоит из шестерёнки, рейки с нанесёнными зубьями. Для реечной передачи учитывают диаметр окружности и количество зубьев на колесе, число зубьев расположенных на рейке.

Цепная передача

Хорошо известна цепная передача. Она относится к гибким конструкциям. Передаточное отношение цепной передачи рассчитывается расчёту зубчатых систем. Ведущая и ведомая звёздочка рассматриваются как зубчатые колеса. Значение этого параметра достигает 15.

Особенностью такой конструкции считается требование иметь определённое провисание цепи.  Настройка этого параметра проводится с помощью специального регулирующего винта.

Достоинства подобного соединения сводятся к следующему:

  • низкая критичность к возможным ошибкам при установке валов.
  • передача мощности производится с использованием нескольких звездочек;
  • длина передачи вращения может быть достаточно большой.

К недостаткам можно отнести быстрый износ соединительных элементов цепи. Это требует периодической смазки. Вторым недостатком считается высокий уровень шума.

Кроме передаточного числа для них рассчитывается величина статистической разрушающей силы. Этот параметр зависит от требуемого коэффициента безопасности. Его задают в интервале от 6 до 10. Он обеспечивает качественную работу всего механизма, высокую надёжность соединения и долговечность.

Червячная передача

Необходимость изменения вращательного движения под углом требует создания специального вида систем. К таким конструкциям относится червячная передача. Основной элемент такой передачи может быть цилиндрической формы, глобоидным, эвольвентным, архимедовым винтом. Это зависит от поверхности, на которой расположена резьба, и профиля резьбы.

В качестве параметров, используемых для расчёта передаточного числа подставляемых в выражение, используют существующее количество заходов червячного механизма. Обычно оно варьируется от одного до четырёх.

Таблица передаточных отношений для червячной схемы позволяет рассчитать необходимое количество элементов зацепления.

Приведенные в этой таблице данные, помогают правильно выбрать соединения для конкретного механизма.

Основными недостатками передачи являются:

  • высокая температура нагрева элементов во время передачи вращения;
  • наличие эффекта проскальзывания;
  • затормаживание и заедание;
  • низкий КПД;
  • как следствие невысокую надёжность.

Ременная передача

Данная конструкция является часто встречающейся. Её тип определяется расположением вала и направлением движения ремня. Их классифицируют следующим образом:

  • открытого типа;
  • перекрестной формы;
  • ступенчатой системы;
  • угловой.

Для повышения надёжности применяют спаренное соединение. Реализация подобных конструкций производится с помощью ремней различного сечения. Наиболее популярными являются три типа: прямоугольные, в форме трапеции, круглого сечения.

Значение передаточного отношения рассчитывается подстановкой в классическую формулу скоростей вращения ведущего и ведомого валов. Иногда в расчёте используют число оборотов каждого из валов. В качестве альтернативного варианта при расчёте этого параметра используются величины диаметров (радиусов) шкивов.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://StankiExpert.ru/tehnologii/peredatochnoe-otnoshenie.html

Определение передаточного отношения

Пусть а—число зубьев солнечной шестерни А; а Ь — число зубьев сателлита В, тогда число зубьев на коронной шестерне D будет d = а + 2Ь **. Было указано, что при вращении шестерни А по часовой стрелке сателлиты вместе с водилом перемещаются по часовой стрелке вокруг оси передачи.

Предположим, что сателлиты сделают один полный оборот относительно оси передачи. При качении по коренной шестернеD они повернутся вокруг своих осей столько раз, во сколько раз число зубьев коронной шестерни больше числа зубьев сателлита, а именно.

Однако это вращение сателлитов относительно своих осей представляет только часть их движения, так как они одновременно делают полный оборот относительно оси ведущего вала. Оба эти перемещения должны быть сообщены им солнечной шестерней А.

Определяя числа оборотов солнечной шестерни, необходимые, чтобы произвести каждое из этих перемещений сателлитов в отдельности, и складывая их, находим число оборотов солнечной шестерни, которое она должна сделать для получения одного оборота водила С, т. е. находим передаточное отношение.

Это выражение показывает, что ни при каких обстоятельствах передаточное отношение не будет меньше 2, так как d должно быть обязательно больше а. Поскольку d — а + 26, можно видеть, что если сателлиты имеют то же число зубьев, что и солнечная шестерня, передаточное отношение будет равно 4, а если число их зубьев в 2 раза меньше (как на рис. 120), передаточное отношение будет равно 3.

Планетарная передача описанного типа состоит в основном из трех элементов: солнечной шестерни, коронной шестерни и водила.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Поскольку любой из этих трех элементов может удерживаться от вращения и крутящий момент тогда будет передаваться через два других элемента, то возможны шесть комбинаций: две из них (уже рассмотренные) — замедляющие передачи (от солнечной шестерни к водилу и от коронной шестерни к водилу), две — ускоряющие передачи (от водила к солнечной шестерне и от водила к коронной шестерне) и две — передачи заднего хода: одна замедляющая (от солнечной к коронной шестерне), а другая ускоряющая (от ко ронной к солнечной шестерне). При трех сателлитах (так же, как и при двух) подшипники солнечной и коронной шестерен не будут нести никакой нагрузки, поскольку радиальные составляющие сил действующих на зубья этих шестерен, взаимно уравновешиваются Коронную шестерню или другой реактивный элемент можно удерживать от вращения с помощью тормозной ленты, электромаг нитного тормоза или муфты свободного хода.

Передача с двойными сателлитами. В несколько измененной кон струкции, приведенной на рис. 1, каждый сателлит состоит из двух соединенных вместе или сделанных заодно шестерен разных диаметров начальных окружностей.

Меньшая из шестерен В зацеп ляется с солнечной шестерней А, а большая В‘—с коронной ше стерней D.

Обозначив число зубьев малой шестерни через b, а большой — через Ь’, определим передаточное отношение для слу чая, когда удерживается коронная шестерня D.

Рис. 1. Планетарная передача с внутренним зацеплением и двойными сателлитами:
А — солнечная шестерня; В — меньшая шестерня сателлита; В’ — большая шестерня сателлит я; С — водило; D — коронная шестерня.

Рис. 2. Сложная планетарная замедляющая передача:A, А’ — солнечные шестерни;

B, В’ — сателлиты; С, С’ — водила; D, D’ — коронные шестерни.

Передача заднего хода. Передача, изображенная на рис. 120, может применяться также и для изменения направления вращения. В этом случае удерживается от вращения водило С, для чего оно снабжается барабаном, на котором может затягиваться тормозная лента.

Если солнечная шестерня А вращается по часовой стрелке, то сателлиты В вращаются против часовой стрелки вокруг своих осей, а коронная шестерня D — против часовой стрелки вокруг оси передачи.

В этЬм устройстве коронная шестерня постоянно соединена с ведомым валом передачи, который вращается в направлении, противоположном ведущему валу. Передаточное отношение равно отношению числа зубьев D и А, т. е.

Сложная передача заднего хода. На рис. 3 дана схема сложной планетарной передачи заднего хода. В этой передаче ведущий вал несет одну солнечную шестерню, >а на ведомом валу установлены два водила. Коронная шестерня второго планетарного ряда удерживается от вращения.

Рис. 3. Сложная планетарная передача заднего хода:A, А’ — солнечные шестерни;

B, В’ — сателлиты; С, С’ — водила; D, Dr — коронные шестерни.

Сложная четырехступенчатая передача. Сложная планетарная передача, дающая четыре передачи переднего хода и одну заднего хода, изображена схематически на рис. 4. Здесь к двойной планетарной передаче, приведенной на рис. 2, спереди добавлен еще один планетарный ряд.

Чтобы получить вторую передачу, коронная шестерня D” освобождается и посредством тормозной ленты удерживается коронная шестерня D’.

Рис. 4. Сложная четырехступенчатая планетарная передача:
А, А’, А” — солнечные шестерни; В, В’, В” — сателлиты; С, СС” — водила; D. D’ D” — коронные шестерни; 1, 2. 3 — первая, вторая, третья передачи; Зх — задний ход.

Комбинация замедляющей передачи и передачи заднего хода.

Помещая между солнечной шестерней и сателлитами, зацепляющимися с коронной шестерней, промежуточные сателлиты, можно использовать солнечную шестерню и сателлиты для получения и замедляющей передачи, и передачи заднего хода.

Это устройство применяется в автоматических трансмиссиях с гидротрансформаторами. На ведущем валу рядом устанавливаются две небольшие шестерни; ведущая солнечная шестерня устанавливается на шлицах, а несколько меньшая реактивная шестерня свободно вращается на валу.

Реактивная шестерня может удерживаться от вращения с помощью тормозной ленты.

Три сателлита зацепляются и с коронной, и с реактивной шестерней, а три промежуточных сателлита, имеющих несколько большую ширину, чем общая ширина солнечной и реактивной шестерен, зацепляются и с солнечной шестерней, и с сателлитами. Схема передачи показана на рис. 125, на которой изображена только одна из трех пар сателлитов.

Рис. 5. Комбинация замедляющей передачи и передачи заднего хода. Замедляющая передача: 1 — реактивная шестерня; 2 — солнечная шестерня; 3 — водило; 4 — свободно вращающаяся коронная шестерня; 5 — промежуточный сателлит (удвоенной ширины); 6 — сателлит.

Рис. 6. Комбинация замедляющей передачи и передачи заднего хода. Задний ход:
1 — свободно вращающаяся реактивная шестерня.

Для замедляющей передачи переднего хода реактивная шестерня (заштрихована) удерживается от вращения тормозной лентой. Солнечная шестерня, кото/рая, как показано на фигуре, ‘вращается против часовой стрелки, вращает промежуточные сателлиты по часовой стрелке относительно их осей, а сателлиты — против часовой стрелки.

При этом сателлиты обкатываются по реактивной шестерне, заставляя ведомый элемент — водило вращаться в направлении вращения ведущего вала, но с меньшей скоростью.

Когда агрегат используется для получения замедляющей передачи переднего хода, коронная шестерня свободно вращается в направлении вращения солнечной шестерни и водила.

Для заднего хода коронная щеетерня (заштрихована) удерживается от вращения тормозной лентой.

Солнечная шестерня, вращаясь против часовой стрелки, вращает промежуточные сателлиты по часовой стрелке, а сателлиты — против часовой стрелки; последние, обкатываясь по шронной шестерне, заставляют водило вращаться по часовой стрелке, т. е.

в направлении, противоположном направлению вращения солнечной шестерни. При этом реактивная шестерня, не удерживаемая тормозной лентой, свободно вращается в том же направлении, в котором вращается водило.

Для прямой передачи реактивная шестерня блокируется на ведущем валу посредством многодискового сцепления, не показанного на фигуре. Когда обе центральные шестерни будут сблокированы друг с другим, сателлиты не могут вращаться на своих осях, и весь комплект шестерен вращается как одно целое.

Рекламные предложения:

Читать далее: Условия обеспечения собираемости передачи

Категория: – Автомобильные сцепления

→ Справочник → Статьи → Форум

Источник: http://stroy-technics.ru/article/opredelenie-peredatochnogo-otnosheniya

Графическое определение передаточного отношения

Определение передаточного отношения

Графическое определение передаточногоотношения таких механизмов осуществляетсяметодом планов скоростей (треугольниковскоростей).

Треугольник скоростей можнопостроить, если для звена известнылинейные скорости не менее двух точекзвена (по величине и направлению).

Используя этот метод можно получитьнаглядное представление о характереизменения скоростей от одного валаколеса к другому, а также можно определитьграфически угловую скорость любогоколеса.

,тогда,где знак отношения определяется познаку тангенса.

Передаточное отношение рядовых механизмовобычно не велико, так как оно ограничиваетсяпредельными размерами крайних колес(1,4), а числа зубьев промежуточных колес(2,3) не влияет на общую величинупередаточного отношения.

Применяюттакие механизмы там, где необходимоизменить вращение ведомого вала, неизменяя при этом направление движенияведущего – коробки передач, либо припередаче движения на значительныерасстояния, если нет возможностиувеличить размеры ведущего и ведомогоколес.

Кинематика ступенчатого зубчатого механизма

Рассмотрим кинематику ступенчатогомеханизма составленного из трех зубчатыхпередач: двух внешнего зацепления (1-2)и (3-4) и одной внутреннего зацепления(5-6).Схема механизма изображена на рис.

Аналитическое определение передаточного отношения

Аналитическое определение передаточногоотношения основывается на формуле:

,

так как колеса 2-3 и 4-5 находятся на одномвалу, соответственно вращаются содинаковыми угловыми скоростями.

Используя основную теорему Виллиса,для заданного механизма получим:

На основе чего можно получить общуюформулу для определения передаточногоотношения ступенчатого редуктора:

.

Общее передаточное отношение ступенчатогозубчатого механизма равно отношению произведения чисел зубьев ведомых колеск произведению чисел зубьев ведущихколес. Знак передаточного отношенияопределяется множителем ,где- число передач внешнего зацепления.

Графическое определение передаточногоотношения также осуществляется методомпланов скоростей (треугольниковскоростей).

,

где знак отношения определяется познаку тангенса или по правилу стрелок.

За счет подбора чисел зубьев в ступенчатоммеханизме можно получить большиепередаточные отношения при тех жегабаритах, что у рядового.

Ступенчатые зубчатые механизмы частоприменяются в коробках скоростей, гдепередаточное число меняется скачкообразно.Это позволяет, при постоянной угловойскорости на ведущем звене, сообщатьвыходному звену механизма разные повеличине и направлению скорости, ивоспроизводить любой ряд передаточныхотношений с заданной закономерностью.

Планетарные механизмы

Сложные зубчатые механизмы, в которыхось хотя бы одного колеса подвижна,называются планетарными механизмами.

Планетарные механизмы подразделяютсяна планетарные редукторы и мультипликаторы,которые обладают одной степенью свободыи обязательно имеют опорное звено, изубчатые дифференциальные механизмы,число степеней свободы которых два иболее, и которые опорного звена обычноне имеют.

К типовым планетарным механизмамотносятся:

  • однорядный планетарный механизм со смешанным зацеплением (механизм Джеймса);

  • двухрядный планетарный механизм со смешанным зацеплением;

  • двухрядный планетарный механизм с двумя внешними зацеплениями;

  • двухрядный планетарный механизм с двумя внутренними зацеплениями.

Элементы планетарного механизма имеютспециальные названия:

  • зубчатое колесо с внешними зубьями, расположенное в центре механизма называется “солнечным”;

  • колесо с внутренними зубьями называют “короной” или “эпициклом”;

  • колеса, оси которых подвижны, называют “сателлитами”;

  • подвижное звено, на котором установлены сателлиты, называют «водило». Это звено принято обозначать не цифрой, а латинской буквой h.

При вращении солнечного колеса сателлиты поворачиваются как рычаг относительномгновенного центра вращения (опорноеколесо неподвижно) и заставляют вращатьсяводило.

При этом планетарные колеса(сателлиты) совершают сложное движение:вращаются вокруг собственной оси(относительно водила) с угловой скоростьюи вместе с водилом обкатываются вокругего оси (переносное движение).

Числостепеней свободы этого механизма равноединице. Поэтому редуктор имеет постоянноепередаточное отношение.

Обычно у реального механизма имеетсянесколько симметрично расположенныхблоков сателлитов .

Их вводят с целью уменьшения габаритовмеханизма, снижения усилия в зацеплении,разгрузки подшипников центральныхколес, улучшения уравновешивания водила,хотя механизм в этом случае имеетизбыточные связи, т.е.

является статическинеопределимым. При кинематическихрасчетах учитывается один сателлит,так как остальные являются пассивнымив кинематическом отношении.

Если в рассмотренном механизме освободитьот закрепления опорное колесо (корпусредуктора) и сообщить ему вращение, товсе центральные колеса станут подвижнымии механизм превратится в дифференциальный,так как число степеней свободы его будетравно двум.

Таким образом, дифференциальныймеханизм– это планетарный механизмс числом степеней свободы.

Число степеней свободы (подвижности)механизма показывает, скольким звеньямдифференциала необходимо сообщитьнезависимые движения, чтобы получитьопределенность движения всех остальныхзвеньев.

Здесь в зависимости от направлениявращения наружных валов может происходитьлибо разложение движения (одного ведущегона два ведомых), либо сложение движения.Ведущим считается такой вал, у которогонаправление скорости вращения и моментасовпадают.

Следовательно, планетарный редуктор (или мультипликатор), имеющийнеподвижное колесо, можно превратитьв дифференциал, если освободитьнеподвижное (опорное) колесо и сообщитьему вращение. Наоборот, любой дифференциалможно превратить в планетарный редуктор,если закрепить одно (при W = 2) или несколькоиз его центральных колес.

Это такназываемое свойство обратимостипланетарных механизмов, котороепозволяет применять одинаковые методыисследования и проектирования дляредукторов и для дифференциалов. Приэтом каждому элементарному дифференциалубудут соответствовать два планетарныхредуктора

В таблице приведены структурные схемытиповых планетарных механизмов, а такжедиапазоны рекомендуемых передаточныхотношений и ориентировочные значенияКПД при этих передаточных отношениях.

Источник: https://StudFiles.net/preview/1672727/page:2/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.