Назначение и устройство коробки передач автомобиля
Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.
Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.
Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.
Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода
Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки.
В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).
Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.
Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.
Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.
На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13.
Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.
Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.
Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.
Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.
Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала.
Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.
При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.
Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).
Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода
Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу.
Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.
Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.
Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.
Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.
Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.
Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора.
На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.
Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.
Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы
При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6.
Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.
Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.
В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки.
Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.
Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.
Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.
В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.
Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора
Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач.
Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.
Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.
Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.
В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.
Коробка передач трактора
Коробка передач трактора
Коробка передач служит для изменения крутящего момента или тягового усилия на ведущих колесах при изменении сопротивления движению, обеспечивает возможность движения автомобиля задним ходом и длительное разъединение двигателя от трансмиссии во время стоянки и при движении по инерции.
По способу изменения передаточного числа различают_ коробки передач ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные. По характеру связи между ведущими и ведомыми валами коробки передач могут быть механические, гидравлические, электрические и комбинированные, а по способу управления — автоматические и неавтоматические.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 1. Схемы ступенчатых коробок передач
В зависимости от числа передач (ступеней) переднего хода ступенчатые коробки передач могут быть трех-, четырех- и многоступенчатые, а в зависимости от числа передвижных шестерен (кареток)— двух-, трех- и четырехходо-вые.
Коробка передач состоит из набора шестерен, которые входят в зацепление друг с другом в различных сочетаниях, образуя несколько передач, или ступеней, с различными передаточными числами.
Ступенчатые коробки передач могут быть с передвижными каретками или с постоянным зацеплением шестерен. Коробка имеет три вала: первичный (ведущий), вторичный (ведомый) и промежуточный. Первичный и вторичный валы обычно находятся на одной геометрической оси, причем передняя опора вторичного вала расположена в выточке первичного вала. Шестерня выполнена вместе с первичным валом и находится в постоянном зацеплении с шестерней, которая так же, как и шестерня, жестко связана с промежуточным валом.
Для передачи вращения на карданный вал необходимо одну из шестерен вторичного вала соединить с шестерней промежуточного вала. Частота вращения-вторичного вала при этом отличается от частоты вращения первичного и зависит от числа зубьев сопряженных шестерен.
Крутящий момент М., на вторичном валу равен крутящему моменту на первичном валу, умноженному на передаточное число i зубчатой передачи.
Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Для пары шестерен 4—6 передаточное число
Взаимное расположение шестерен при включении второй передачи показано на рис. 1, а.
Для включения первой передачи необходимо передвижную шестерню при помощи вилки ввести в. зацепление с шестерней (положение шестерни после включения передачи показано штриховыми линиями).
Если передаточное число увеличивается, то увеличивается и крутящий момент, а частота вращения вторичного вала коробки и ведущих колес уменьшается.
Если шестерни, объединенные в одну блок-каретку, установлены между шестернями, то это соответствует нейтральному положению, при котором усилие из коробки передач не передается.
В случае если все шестерни вторичного и промежуточного валов находятся в постоянном зацеплении, то переключение передач осуществляют передвижными муфтами. На вторичном валу шестерни установлены свободно, а на его шлицевой части неподвижно закреплена ступица с наружными зубьями, на которую надета передвижная муфта с внутренними зубьями.
Если вилкой передвинуть муфту влево, то она войдет в зацепление с зубчатым венцом шестерни и соединит вал с шестерней. При этом усилие передается от ведущего вала на ведомый через шестерни 4—6, — промежуточный вал — шестерни 7—2 — муфту — ступицу — вторичный вал. Передвигаясь вправо, муфта через ступицу жестко соединяет вторичный и первичный валы; при этом включается прямая передача (i = 1).
Для включения передачи заднего хода необходимо между промежуточным и вторичным валом ввести дополнительную шестерню, тогда вторичный вал будет вращаться в противоположную сторону.
На автомобилях ГA3-53A устанавливается четырехступенчатая трехходовая коробка передач, которая имеет четыре передачи для движения вперед и одну заднего хода. Механизмы коробки передач установлены в литом чугунном картере (рис. 3), который прикреплен к картеру сцепления. Первичный вал коробки передач изготовлен заодно с косозубой шестерней, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней промежуточного вала.
Вторичный вал вращается в роликоподшипнике, установленном в выточке первичного вала и шарикоподшипнике, размещенном в задней стенке картера. На переднем конце вторичного вала установлен синхронизатор, который обеспечивает бесшумное включение третьей и четвертой передач. В средней ча-грех полых фиксирующих пальцев. Внутри этих пальцев установлены фиксирующие шарики и пружины. В кольце запрессованы опоры для шариков фиксатора. Шестерни, включенные посредством синхронизаторов, имеют конусные поверхности.
Рис. 2. Коробка передач автомобиля
Включение передач посредством синхронизатора происходит следующим образом.
При передвижении муфты синхронизатора влево конусное кольцо, перемещаясь вместе с муфтой, подводится к конусной поверхности шестерни.
В правой стенке картера коробки передач находится пробка контрольно-заливного отверстия. а в левой стенке внизу — сливная пробка с магнитом, притягивающим частицы металла из масла.
Особенностью пятиступенчатой коробки передач автомобилей МАЗ и КрАЗ является применение пятой передачи с передаточным числом меньше единицы. Наличие этой передачи дает возможность уменьшить расход топлива и износ двигателя, а также увеличить скорость движения автомобиля без груза по хорошей дороге.
Для автомобилей семейства КамАЗ предусмотрена установка коробок передач двух модификаций: на автомобилях, работающих без прицепа, устанавливается пятиступенчатая трехходовая коробка передач, а на автомобилях-тяга-чах, предназначенных для постоянной работы с прицепом или полуприцепом — десятиступенчатая коробка передач, состоящая из основной пятиступенчатой коробки и делителя передач.
Рис. 3. Синхронизатор коробки передач автомобиля ЗИЛ-130:
а — устройство: б — начало включения; в — конец включения
Коробка передач имеет два синхронизатора инерционного типа для включения второй и третьей, четвертой и пятой передач. Шестерни на всех передачах, кроме первой и заднего хода, косозубые, постоянного зацепления. Первая передача и задний ход включаются зубчатой муфтой. Переключение в делителе передач осуществляется синхронизатором инерционного типа.
Включение и выключение шестерен в коробке передач осуществляется механизмом переключения. Он предотвращает одновременное включение двух передач и может быть различной конструкции. Механизм переключения состоит из рычага переключения передач, двух или трех ползунов, вилок переключения, фиксаторов, замков и предохранителя включения заднего хода.
Рычаг переключения передач располагается на крышке картера коробки или реже на рулевой колонке под рулевым колесом.
Механизм переключения передач должен обеспечить правильное зацепление шестерен и не допускать самовыключения передачи, одновременного включения нескольких передач и включения . заднего хода при движении автомобиля вперед.
На автомобилях ЗИЛ-130 механизм переключения передач имеет рычаг переключения передач, установленный на съемной верхней части крышки коробки передач, его шаровая опора входит в сферическую выточку крышки и закрепляется штифтом во избежание поворачивания. Нижний конец ры чага входит в пазы вилок переключения, закрепленных на ползунах и удерживаемых в требуемых положениях пружйнами фиксаторов. Одновременное включение двух передач исключается благодаря наличию замочного устройства, состоящего из штифта и двух пар шариков. При перемещении одного из трех ползунов два других запираются посредством шариков, которые входят в канавки ползунов, остающихся неподвижными. Дополнительный пружинный упор препятствует случайному включению первой передачи и заднего хода.
На автомобилях семейства МАЗ применяется дистанционный механизм переключения передач с механическим приводом. Рычаг переключения передач, опора которого установлена на полу кабины, соединен поперечным валом, с промежуточным механизмом, который кренится к продольной балке рамы. Между промежуточным механизмом и механизмом переключения передач, установленным на крышке картера коробки, введена карданная передача с двумя шарнирами. Шарнирное соединение с промежуточным рычагом поперечного вала позволяет получать поступательное перемещение вала вдоль своей оси и поворачивать его на определенный угол, необходимый для включения той или иной передачи рычагом. При этом рычаг действует непосредственно на штоки, расположенные в крышке картера коробки передач.
Наличие шарнирного соединения и шаровой опоры позволяет опрокидывать кабину без нарушения нейтрального положения рычага управления коробкой передач.
У автомобилей семейства КрАЗ рычаг управления коробкой передач непосредственно связан с механизмом переключения. Его опора размещена на крышке картера коробки передач. Принцип действия механизма переключения идентичен механизму переключения передач автомобиля ЗИЛ-130.
Основы коробки передач | Приложения для обработки материалов, требующие точных точек начала и остановки
14 сентября 2021 г. Демаг Краны
Ваши процессы обработки материалов и производства должны быть точными и точными. Когда вы используете такие устройства, как индексаторы для сварки, передаточные тележки для доставки шасси и даже специализированную конвейерную систему для автоматической системы подбора/распределения, существует система передачи мощности, которая будет работать вместе, чтобы обеспечить строгие, точные запуски и остановки в соответствии с вашими потребностями. потребности процесса.
Проекты прерывистого движения требуют специализированных продуктов и инженерных знаний для удовлетворения ваших потребностей.
Продукты, используемые для обеспечения движения и точных стартов и остановок, должны работать вместе. Важным компонентом системы передачи мощности является редуктор, который преобразует скорость двигателя в крутящий момент, поэтому ваше решение для погрузочно-разгрузочных работ оптимизировано в соответствии с вашими потребностями. В этом посте мы поговорим о редукторах для прерывистых проектов по обработке материалов, требующих точных или частых точек запуска и остановки.
Проще говоря, редуктор представляет собой интерфейс между электрическим асинхронным двигателем переменного тока, приводящим в действие устройство, и фактическим движением нагрузки. Он переводит обороты двигателя в соответствующую линейную скорость для привода нагрузки. Если бы вы открыли коробку передач, это была бы серия реальных шестерен в автономной коробке, где количество зубьев на шестернях в конечном итоге определяет передаточное число вашей коробки передач.
Скорость на выходе редуктора прямо пропорциональна этому передаточному числу, а это означает, что если ваш двигатель на 1750 об/мин подключен к редуктору с передаточным числом 10:1, выходное число оборотов на редуктора составит 175 об/мин.
Силы, воздействующие на эти шестерни внутри коробки передач, представляют собой крутящий момент или вращательные силы движения. Коробка передач увеличивает крутящий момент, как в приведенном выше примере с коробкой передач с передаточным числом 10:1, что увеличивает крутящий момент на выходном валу коробки передач в 10 раз. Повседневным примером крутящего момента может быть поворот дверной ручки, чтобы войти в комнату или вращение коленчатого вала, так как он вращает шатуны и поршни в двигателе вашего автомобиля. Тормозной момент также умножается на передаточное число, поэтому можно достичь точных точек пуска и остановки без установки тормозов двигателя большего размера.
Редуктор — не единственный способ создания крутящего момента в двигателе или его установке.
Отличным примером является цепь, шестерни и педали на вашем велосипеде или цепь и звездочка на мотоцикле для бездорожья. Хотя оба эти способа являются отличными способами создания крутящего момента, они могут создавать проблемы с безопасностью и проблемами при применении в промышленности. Поскольку они традиционно открыты для окружающей среды, существует вероятность повреждения от проезжающих мимо вилочных погрузчиков или возникновения проблем с безопасностью для вашей рабочей силы, если они попадут в цепь. Кроме того, если вам необходимо иметь точные начальные и конечные точки в вашем процессе, эти типы зубчатых передач не обеспечат точности, необходимой для вашего приложения.
Мощность и крутящий момент являются пропорционально связанными силами. В промышленных приложениях, когда вы используете мотор-редуктор и редуктор, вы должны сосредоточиться на лошадиных силах. Лошадиная сила описывает общую производительность двигателя системы привода.
В мире автомобильных гоночных двигателей мы гораздо чаще слышим о лошадиных силах, чем о крутящем моменте, потому что лошадиные силы — это показатель мощности всей системы двигателя, а не максимальный показатель одного компонента. Когда вы используете механический асинхронный двигатель переменного тока, крутящий момент является более важным аспектом, потому что выходной крутящий момент редуктора фактически перемещает нагрузку и определяет, насколько реактивным и точным может быть приложение.
Если вы решите использовать механический двигатель переменного тока и редуктор, следует подумать о двух типах крутящего момента. Допустимый входной крутящий момент — это общий крутящий момент, который вал редуктора может принять от двигателя. Это важно, чтобы убедиться, что размер редуктора соответствует вашему применению. Номинальный выходной крутящий момент представляет собой крутящий момент, создаваемый двигателем, умноженный на передаточное число. Это устраняет неэффективность, чтобы показать реальный рейтинг крутящего момента.
Номинальный выходной крутящий момент имеет решающее значение, поскольку именно он фактически перемещает нагрузку через выходной вал редуктора. Это также важно, когда вам требуется прерывистое движение и точные точки начала и остановки, потому что вашему приложению требуется достаточный крутящий момент для правильного перемещения и остановки нагрузки. Крутящий момент — это то, что действительно работает в этих приложениях.
Одним из аспектов, который необходимо учитывать при выборе редуктора для прерывистого движения, является эффективность. Эффективность коробки передач в основном говорит вам, сколько крутящего момента теряется, когда скорость двигателя уменьшается или увеличивается коробкой передач. На эффективность влияет то, как физически работают шестерни, или конструкция того, как движение и крутящий момент передаются от двигателя к нагрузке. На это может даже повлиять конструкция системы смазки или смазки внутри коробки передач.
Эффективность может повлиять на ваши приложения, особенно когда необходимы точные запуски и остановки. Возможно, вам никогда не удастся добиться 100% эффективности редуктора, но это поможет найти то, что подходит для ваших целей в вашем приложении. В конце концов, работа с экспертом над созданием необходимого вам решения гарантирует, что ваше приложение будет работать в соответствии с вашими потребностями.
Одним из типов редуктора, который не идеален для прерывистого движения и точного запуска и остановки, является червячный редуктор. Эти редукторы являются недорогим вариантом, который подходит только для определенных простых применений. Проблема с червячными передачами заключается в том, насколько они неэффективны. КПД, 30-40%, теряется просто из-за того, как работают шестеренки внутри.
Червячные передачи не могут точно запускаться и останавливаться, поэтому, если ваши требования включают эти и другие факторы, вам следует искать варианты редукторов более высокого качества.
Коробки передач более высокого качества позволяют шестерням обеспечивать более точное движение и точки начала и остановки благодаря тому, как шестерни работают внутри них. Идеальные типы для прерывистого движения и точных точек запуска и остановки включают редукторы спирального типа, редукторы конического типа и редукторы гипоидального типа. Коробки передач этого типа очень эффективны, обычно 90% или выше, что делает крутящий момент точным и требовательным. Эти редукторы поставляются в конфигурациях, соответствующих вашим потребностям, независимо от того, нужны ли вам линейные, смещенные или прямоугольные редукторы. Поскольку редукторы такого типа эффективны, размеры рамы двигателя могут быть уменьшены, поскольку потери мощности через редуктор очень малы, что позволяет вам по-прежнему удовлетворять потребности приложения.
Для обеспечения точных пусков и остановок при прерывистом движении необходимо согласование редуктора и двигателя переменного тока. К сожалению, выбрать правильную комбинацию не так просто. Коробка передач действует как мультипликатор крутящего момента. Крутящий момент, создаваемый двигателем на выходном валу, увеличивает крутящий момент пропорционально передаточному числу редуктора, например, 10:1. Это означает, что мощность от вала редуктора к валу двигателя в 10 раз выше.
Снижение скорости всей системы через редуктор снижает требуемый крутящий момент при нагрузке. Из-за этого это также означает, что вы потенциально можете использовать меньший и менее мощный двигатель для перемещения такого же большого груза. Чтобы добавить к этому больше контекста, не вдаваясь в инженерную лекцию, вот еще один способ взглянуть на это. Если вы перемещаете очень тяжелый груз на транспортной тележке с определенной линейной скоростью, вы можете рассчитать крутящий момент, необходимый для эффективного перемещения груза.
Однако, если бы вы теперь уменьшили эту линейную скорость вдвое, а ваши мощности остались прежними, вам потребовалась бы только половина исходного крутящего момента двигателя. Это может означать, что вы сможете использовать двигатель гораздо меньшего размера для выполнения работы.
Продукт неправильного размера или выбор продукта неправильного стиля может привести к поломке продукта, неправильной подгонке конверта или даже несоответствию вашим потребностям в точном позиционировании. Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы убедиться, что вы охватываете все свои базы. Не бойтесь искать похожие приложения. Это может дать вам представление о том, что вы ищете, и о том, как выглядит решение, которое может удовлетворить ваши потребности. Работа с экспертом, имеющим опыт проектирования таких систем, как приложение, которое вы ищете, может помочь гарантировать, что окончательный проект будет соответствовать вашим потребностям.
Коробки передач являются лишь одним из компонентов приводной системы индексатора или вагонетки. Редуктор важен, потому что он создает крутящий момент, необходимый для точного движения и остановок. Выбор редуктора более высокого качества, такого как редуктор с винтовым редуктором, может обеспечить высокую эффективность и высокую точность для вашего приложения. Когда вы проектируете систему обработки материалов, требующую точных точек старта и остановки с прерывистым движением, лучше всего сотрудничать с экспертами. Изучая потребности вашего приложения, ищите похожие приложения и разговаривайте с инженерами, чтобы узнать о возможностях.
Изучите основы выбора асинхронного двигателя переменного тока для вашего проекта прерывистого движения. Мы познакомим вас с вариантами электромеханического двигателя.
Ознакомьтесь с вариантами колес, колесных блоков и колесных систем, доступных при планировании проекта. Подробнее читайте в нашем посте «Колеса 101»: Промышленные колеса 101 — Понимание вариантов перемещения тяжелых грузов по вашему предприятию.
Темы
Последние новости
Редукторы и редукторы для электродвигателей
Чтобы правильно выбрать редуктор для привода электродвигателя, важно понимать основы редукторов, основные различия между конструкциями редукторов и способы согласования редуктора с требованиями вашего приложения.
Редуктор представляет собой зубчатую передачу, предназначенную для изменения характеристик скорости и крутящего момента двигателя. Когда редукторы снижают скорость, они одновременно увеличивают крутящий момент (крутящее усилие) на выходе. Когда они увеличивают скорость, они уменьшают крутящий момент.
Редукторы скорости — популярный термин для редукторов, которые снижают скорость электродвигателя и увеличивают крутящий момент. Поскольку почти каждое применение редукторов связано с уменьшением скорости и увеличением крутящего момента, эти термины часто используются как синонимы. Однако редукторы скорости на самом деле являются подкатегорией коробок передач, и можно использовать коробку передач для увеличения скорости на выходе за счет крутящего момента.
Существует два основных типа редукторов: рядные редукторы и прямоугольные редукторы, в каждом из которых используются определенные типы редукторов.
Рядные редукторыРядные редукторы передают число оборотов двигателя на выходной вал, параллельный валу двигателя. В зависимости от зубчатой передачи выходной вал может быть соосным (выровненным) с валом двигателя или смещенным на небольшое расстояние. В рядных редукторах обычно используются следующие типы шестерен:
- Цилиндрические шестерни
- Косозубые шестерни
- Шестерни типа «елочка»
- Планетарные шестерни
Цилиндрические зубчатые колеса являются наиболее распространенной конструкцией зубчатых колес и относительно экономичны благодаря стандартизации их конструкции. Однако они не обеспечивают такой большой крутящий момент, как некоторые другие конструкции зубчатых передач.
Косозубые шестерни имеют лучшие характеристики зацепления, чем прямозубые, что делает их работу более тихой и способной выдерживать больший крутящий момент. Однако из-за своей конструкции они создают осевые силы, которые делают их непригодными для некоторых применений с очень высоким крутящим моментом.
3. Шестерни типа «елочка»Шестерни типа «елочка» состоят из двух противоположно расположенных косозубых шестерен, установленных бок о бок. Это сохраняет преимущества косозубых зубчатых колес, устраняя осевые силы, что делает их полезными для приложений с очень высоким крутящим моментом, таких как передача мощности в тяжелых условиях.
4. Планетарные передачи Планетарные передачи обычно обеспечивают максимальное снижение скорости при наименьшем объеме и очень эффективны. Они также имеют очень низкий люфт, что делает их особенно подходящими для приложений с частыми остановками и пусками.
Прямоугольные редукторы передают число оборотов двигателя на выходной вал, расположенный под прямым углом (90 градусов) к оси вала двигателя. В прямоугольных редукторах обычно используются следующие типы шестерен:
- Конические шестерни
- Червячные шестерни
Червячные передачи представляют собой винт с одним зубом, который закручивается по спирали по всей длине вала и входит в зацепление с зубьями второй шестерни, установленной под прямым углом к червяку. Поскольку зубья взаимодействуют скользящим движением, они обычно работают тише, чем шестерни других типов.
Однако из-за создаваемого трения они имеют в целом более низкую эффективность с резким падением эффективности, когда угол подъема винта приближается к 15 градусам. Трение также приводит к значительному нагреву коробки передач, поэтому очень важно правильно обслуживать систему смазки.
Выбор коробки передач для вашего двигателя в зависимости от следующих характеристик коробки передач:
- Выход крутящего момента
- Выход скорости
- Эффективность
- Factor
- Mount нагрузка
- Момент инерции
Коробка передач должна выдавать достаточный крутящий момент для запуска оборудования, к которому она подключена. Сюда входит крутящий момент, необходимый для пуска и ускорения оборудования, который может быть значительно выше нормального рабочего крутящего момента, а также крутящий момент, создаваемый во время заторов и скачков нагрузки.
Если приложение требует определенной выходной скорости, редуктор должен поддерживать эту скорость, обеспечивая достаточный крутящий момент для ведомой нагрузки.
ЭффективностьЕсли выходная мощность двигателя близко соответствует требованиям мощности приводимой нагрузки, редуктор должен эффективно преобразовывать эту мощность. Эффективность также важна, когда одной из целей является снижение эксплуатационных расходов двигателя, например, затрат на электроэнергию.
Сервис-фактор Сервис-фактор коробки передач представляет собой процент от ее номинального крутящего момента, который она может поддерживать в течение коротких периодов времени. Существенный сервис-фактор требуется, если редуктор будет испытывать частые быстрые ускорения или случайные скачки нагрузки на выходе. Поскольку у зубчатых редукторов нет охлаждающего вентилятора, коэффициент эксплуатации также зависит от того, сколько часов в день он используется.
Чем длиннее производственная смена, тем больше должен быть кожух для рассеивания выделяющегося тепла.
Если место установки редуктора имеет ограничения по пространству и профилю, размер, форма и конфигурация редуктора важны для определения подходящего варианта. Различные типы зубчатых колес имеют разный КПД: планетарные зубчатые передачи обычно являются наиболее компактными, а цилиндрические зубчатые колеса требуют большего объема. Кроме того, в небольших приложениях можно использовать редуктор, обеспечивающий крепление двигателя. Напротив, в более крупных приложениях обычно необходимо монтировать их отдельно на шасси.
Люфт Люфт — это величина ошибки или люфтов в зацеплении шестерен в коробке передач, в результате чего коробка передач подвергается механическим ударам при запуске или остановке. Для приложений, в которых двигатель работает с перерывами, может быть целесообразно использовать редуктор с небольшим люфтом, такой как планетарный редуктор, чтобы избежать преждевременного механического отказа.
Радиальная нагрузка относится к силе, действующей на выходной вал редуктора под прямым углом, например, когда ременный шкив или звездочка используются для соединения редуктора с ведомой нагрузкой. Редукторы имеют различные допуски на радиальную нагрузку, поэтому важно убедиться, что редуктор может выдерживать условия эксплуатации вашего приложения.
Момент инерцииМомент инерции коробки передач представляет собой сопротивление коробки передач внезапному ускорению. В приложениях, требующих точного управления скоростью, таких как сервосистемы роботов, важно выбрать редуктор с низким моментом инерции.
Установка и техническое обслуживание редуктора Наиболее распространенной причиной преждевременного выхода из строя редуктора является не качество и качество изготовления редуктора, а условия, в которых он работает, и коэффициент эксплуатации, для которого он был разработан.