Детали машин задачи с решением

Готовые решения задач по деталям машин.

Эта страница подготовлена для студентов любых форм обучения.

Если что-то непонятно — вы всегда можете написать мне в WhatsApp и я вам помогу!

Детали машин и основы конструирования

Детали машин и основы конструирования – это научная дисциплина, в которой рассматриваются основы расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения, встречающиеся в различных механизмах, установках и машинах

Целью курса ”Детали машин и основы конструирования ” является изучение устройства, принципа работы, расчета и проектирования деталей машин и механизмов общего назначения. Задача курса заключается в том, чтобы, исходя из заданных условий работы деталей и сборочных единиц общего назначения, получить навыки их расчета и конструирования, изучить методы, правила и нормы проектирования, обеспечивающие изготовление надежных и экономичных конструкций.

Тема: Сварные соединения

Расчет ведут в следующем порядке:

1) Выбирают способ сварки (ручная электродуговая, автоматическая и т.д.) или назначают согласно заданию.

2) Принимают (или назначают согласно заданию) тин электрода и материал, свариваемых деталей. Для дуговой сварки применяют электроды с различной обмазкой, или покрытием, обеспечивающим устойчивое горение дуги и защиту материала шва от вредного воздействия окружающей среды. Для сварки конструкционных сталей применяют электроды: Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А и др. Число после буквы Э, умноженное на 10, обозначает минимальное значение временного сопротивления металла шва, измеряемого в МПа. Буква А обозначает повышенное качество электрода, обеспечивающее получение более высоких пластических свойств металла шва.

3) Определяют допускаемые напряжения для основного материала и материала сварного шва.

Допускаемые напряжения растяжения основного металла

где — предел текучести основного металла (таблица А1); — допускаемый коэффициент запаса прочности ( = 1,2… 1,8 для низкоуглеродистых и = 1,5… 2,2 для низколегированных сталей) — большее значение при грубых расчетах; если разрушение сопряжено с тяжелыми последствиями, то значение повышают в 1,5… 2 раза.

Допускаемые напряжения для сварных швов при статической нагрузке задают в долях от допускаемого напряжения на растяжение основного металла (таблица 3.11)

В случае если сваривают детали с различными механическими свойствами, то расчет допускаемых напряжений ведется для материала, обладающего наименьшим значением предела текучести.

4) Составляют расчетную схему соединения, приведя её к схемам, изложенным в конспекте лекций [1, с. 126… 129] или в [2, с. 69… 79].

Внешние силы, действующие на соединение, следует перенести в центр тяжести сварного шва в соответствии с правилами теоретической механики, при этом силы, действующие под углом к плоскости сварных швов, необходимо разложить на перпендикулярные составляющие (рисунок 3.11).

При переносе силы параллельно себе появляется дополнительно момент пары сил равный

При переносе силы вдоль линии действия никаких дополнительных сил и моментов не возникает.

В задаче 8 усилие от каната приложено к барабану несимметрично по отношению к стойкам, поэтому и силы действующие на сварные швы ( и ) будут различны. Для их определения следует составить уравнения равновесия относительно опор 1 и 2 — стоек (рисунок 3.12)

В задаче 10 следует из условия равновесия колеса относительно оси вращения

определить усилия , вызывающие срез швов на соответствующих диаметрах .

Примеры расчетных схем для задач 1, 2, 3, 4, 6, 7,9 показаны на рисунке 3.13.

5) Назначают катет шва. В большинстве случаев , где — меньшая из толщин свариваемых деталей. По условиям технологии мм, если мм. Максимальная величина катета не ограничивается, однако швы с мм используются редко.

6) Определяют действующие напряжения отдельно для каждого силового фактора (силы, момента). Складывая напряжения, учитывают их направление (если направление векторов совпадает, то их складывают алгебраически, если векторы перпендикулярны, то их складывают геометрически).

7) При проектировании сварных швов обычно из условия прочности определяют их длину. Принимая при этом, что длина фланговых швов обычно не больше 50 , лобовые швы могут иметь любую длину. Минимальная длина углового шва составляет 30 мм, что перекрывает дефекты сварных швов -непровар в начале и кратер в конце.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №3.3.1

Рассчитать лобовой шов (рисунок 3.14), соединяющий два листа толщиной = 8 мм из стали Ст 3, если = 100 кН, Сварка ручная электродом Э42.

Решение:

1 Определяем допускаемое напряжение растяжения для основного металла, принимая для стали Ст 3 = 240 МПа (таблица А1) и = 1,45 (см. п. 3)

2 В соответствии с таблицей 3.11 вычисляем допускаемое напряжение для сварного шва при срезе

3 Из условия прочности (см. формулу 4.14 [1, с. 128]) определяем длину сварного шва

(два шва) получаем

Учитывая возможность технологических дефектов сварки, принимаем

Задача №3.3.2.

Стержень, состоящий из двух равнополочных уголков, соединенных косынкой, нагружен постоянной растягивающей силой = 200 кН (рисунок 3.15). Определить номер профиля уголков и длину швов сварной конструкции соединения.

Материал уголков — сталь Ст 3.

Решение:

1 Принимаем, что сварка осуществляется вручную электродами Э42.

2 Определяем допускаемое напряжение растяжения для основного металла, принимая для Ст 3 = 240 МПа (таблица А1) и = 1,25 (см. п. 3)

3 Определим допускаемое напряжение на срез для сварного шва, в соответствии с таблицей 3.11

4 Из расчета на растяжение определим площадь сечения уголков

Для одного уголка . По ГОСТ (таблица А5 ) выбираем уголок № 5,6 имеющий площадь поперечного сечения , толщину полки и координату центра тяжести .

5 Сварные швы располагают так, чтобы напряжения в них были одинаковыми. Поэтому при проектировании соединения уголков с косынками, т.е. при несимметричной конструкции, длину швов делают неодинаковой. Таким образом, каждый шов воспринимает только свою часть нагрузки и .

Длину фланговых швов определяют в предположении, что их длина пропорциональна этим частям силы и . Параллельные составляющие и находят по формулам:

Решая эти уравнения, получим:

6 Определим длину швов (см. формулу 4.14 [1, с. 128]), приняв катет шва :

добавив для коротких швов по 5 мм против расчетной длины.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №3.3.3

Найти параметры сварных швов кривошипа (рисунок 3.16), нагруженного постоянной силой и имеющего размеры

при условии, что прочность основного металла обеспечена.

Решение:

1 Дополнительно принято: основной металл — сталь Ст 4 ( = 260 МПа); сварка ручная дуговая электродом Э42А; швы угловые с катетом (фрагмент А рисунок 3.16).

2 Определяем допускаемое напряжение растяжения для основного металла, принимая для стали Ст 4 = 260 МПа ( таблицу А1) и = 1,65 (см. п. 3)

3 Допускаемое касательное напряжение сварного шва (см. таблицу 3.11),

4 Расчету подлежит шов № 1, который по сравнению со швом № 2 дополнительно нагружен изгибающим моментом . Опасное сечение шва — сечение по биссектрисе прямого угла -представляет собой коническую поверхность, которую условно разворачивают на плоскость стыка свариваемых деталей. Выполняют приведение нагрузки (перепое в центр тяжести расчетного сечения) и составляют расчетную схему (рисунок 3.17), на которой: — центральная сила; — изгибающий момент, — крутящий момент:

3 В наиболее нагруженных зонах шва, удаленных от оси на расстояние , находят суммарное касательное напряжение и сравнивают с допускаемым, используя зависимость,

где — касательное напряжение при действии центральной сдвигающей силы ; при наличии центрирующего пояска =0;

— касательное напряжение при действии вращающего момента ,

— касательное напряжение при действии изгибающего момента ,

Статическая прочность угловых швов обеспечена. 6 Определим величину катета проектным расчетом, преобразуя зависимость (*):

Принято = 3 мм.

Тема: Соединения с натягом и заклепочные

Теоретический материал по расчету заклепочных соединений изложен в конспекте лекций [1, с. 117… 122] и учебниках [2, с. 61… 67], [3, с. 58… 63], [4, с. 35… 44], а соединений с натягом в источниках [1, с. 122… 124], [2, с. 104… 116], [3, с. 100… 110], [4, с. 57…62].

4.2.1 Подбор посадки с натягом. Исходные данные: -вращающий момент на колесе, Н м; — осевая сила, Н; -диаметр соединения, мм; — диаметр отверстия пустотелого вала, мм; — условный наружный диаметр втулки (ступицы колеса, внешний диаметр бандажа и др.), мм; — длина сопряжения, мм; материалы соединяемых деталей и шероховатость поверхностей. При одновременном нагружении соединения вращающим моментом и осевой силой расчет условно ведут по равнодействующей силе , составляющими которой являются окружная сила и осевая сила

Осевую силу , действующую в зацеплении, в расчет не принимают: как показывает анализ, после приведения сил и к диаметру соединения, влияние осевой силы оказывается незначительным (с учетом силы давление увеличивается для цилиндрических и червячных колес в 1,005 раза, а для конических колес с круговым зубом в 1,02 раза).

Подбор посадок производят в следующем порядке.

1) Среднее контактное давление (МПа)

где — коэффициент запаса сцепления; — коэффициент трения.

При действии на соединение изгибающего момента требуемое давление определяют по выражению

Для предупреждения снижения несущей способности вследствие нестабильности коэффициента трения и контактной коррозии (изнашивания посадочных поверхностей вследствие их микроскольжения при действии переменных напряжений, пиковых нагрузок, особенно в период пуска и останова) или для уменьшения ее влияния в соединениях с натягом следует предусматривать определенный запас сцепления , который принимают = 2,0…4,5.

Для определения числовых значений коэффициента трения можно воспользоваться данными таблицы 4.11 в которой приведены значения коэффициента трения в случае соединения с валом, изготовленным из стали.

2) Расчетный теоретический натяг (мкм):

где — коэффициенты жесткости:

здесь — модуль упругости, МПа: для стали — ; чугуна — ; оловянной бронзы — ; безоловянной бронзы и латуни — ;

— коэффициент Пуассона: для стали — 0,3; чугуна — 0,25; бронзы, латуни — 0,35.

Индекс «1» для охватываемой детали (вала), индекс «2» для охватывающей детали (втулки).

В задачах о посадке подшипника качения (задача 9) диаметры и (таблица Б11) необходимо определить по следующим зависимостям.

Диаметр по дну желоба ()

диаметр борта ()

где соответствующие размеры подшипника приведены в таблице Б11.

3) Поправка па обмятые микронеровностей (мкм)

где и — средние арифметические отклонения профиля поверхностей. Значения , мкм принимают согласно чертежу детали или по таблице 4.12, где приведены рекомендуемые значения параметра шероховатости для посадочных поверхностей отверстий и валов.

4) Поправка па температурную деформацию (мкм). При подборе посадки зубчатых венцов червячных колес, которые нагреваются при работе передачи до относительно высоких температур, учитывают температурные деформации центра и венца колеса, ослабляющие натяг

Здесь и — средняя объемная температура соответственно обода центра и венца колеса. Значения коэффициентов , 1/°С: для стали — ; чугуна — ; бронзы, латуни — .

5) Минимальный натяг (мкм), необходимый для передачи вращающего момента,

6) Максимальный натяг (мкм), допускаемый прочностью охватывающей детали (ступицы, венца и др.),

7) Максимальная деформация (мкм), допускаемая прочностью охватывающей детали,

максимальное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали (— предел текучести материала охватывающей детали, МПа).

Выбор посадки. По значениям и выбирают по таблице Б10 одну из посадок, удовлетворяющих условиям (4.11) и (4.12).

Приводимые в таблице Б10 значения минимального и максимального вероятностных натягов подсчитаны по формулам, учитывающим рассеивание размеров вала и отверстия и, как следствие, рассеивание величины натяга.

9) Для выбранной посадки определяют силу запрессовки или температуру нагрева детали.

Сила запрессовки,

— давление от натяга выбранной посадки;

— коэффициент сцепления (трения) при прессовании (таблица 4.13).

10) Температура нагрева охватывающей детали, °С для обеспечения зазора при сборке

где — зазор для удобства сборки, мкм; этот зазор принимают в зависимости от диаметра вала по таблице 4.14:

Температура нагрева должна быть такой, чтобы не происходило структурных изменений в материале. Для стали = 230… 240°С, для бронзы = 150… 200°С.

Заклепочные соединения. Последовательность расчета.

Расчет прочных заклепочных швов (задачи 4, 6, 7, 10)

1) Определяют диаметр заклепки и параметры шва: шаг многорядных швов и расстояние от оси заклепок до кромок по рекомендациям, приведенным в конспекте лекций [1,с. 121].

2) Допускаемые напряжения. На практике при расчете прочных заклепочных швов силу трения не учитывают, используя более простой расчет по условным напряжениям среза .

Для заклепок из сталей Ст 0, Ст 2, Ст 3 принимают = 140 МПа, = 280… 320 МПа при просверленных отверстиях в соединяемых листах; при изготовлении отверстий продавливанием и при холодной клепке допускаемые напряжения понижают на 20… 30%.

3) Максимальную нагрузку на одну заклепку определяют из условия среза по (см. формулу (4.1) [1, с. 120]).

3) Количество заклепок в шве определяют исходя из приложенной нагрузки. Для исключения возможности поворота соединяемых деталей число заклепок принимают

4) Разрабатывают конструкцию заклепочного шва (при этом уточняют параметры шва

5) Спроектированный заклепочный шов проверяют (см. формулу (4.3) [1, с. 120]) на растяжение деталей (листов) и (см. формулу (4.4) [1,с. 121]) на срез детали.

Расчет прочноплотных заклепочных швов (задача 3) производят в следующем порядке

1) Вычисляют толщину стенки цилиндрического сосуда (котла, автоклава и т, п.):

где — давление па поверхность стенки сосуда; — внутренний диаметр сосуда; — допускаемый коэффициент прочности продольного шва (расчет стенки сосуда производят по продольному шву), таблица 4.15; — допускаемое напряжение при растяжении для стенки сосуда; = 1… 3 мм — добавка на коррозию металла.

2) Допускаемые напряжения. При расчете прочноплотных заклепочных швов их проверяют на плотность, т.е. на отсутствие относительного скольжения листов. Этому скольжению препятствуют возникающие между листами силы трения. Значение этой силы трения определяют экспериментально и условно относят к поперечному сечению заклепки. Поэтому проверка заклепок по допускаемому условному напряжению одновременно является проверкой шва и на плотность. Значения даны в таблице 4.15, где приведены рекомендуемые значения основных параметров прочноплотных заклепочных швов в зависимости от значения

Допускаемые напряжения при растяжении для стенки сосуда определяют в зависимости от температуры нагрева стенки сосуда: при температуре

где — предел прочности при растяжении материала листов, из которых выполнена стенка сосуда (таблица А1);

— коэффициент запаса прочности, .

3) Максимальная нагрузка на одну заклепку в продольном шве

в поперечном шве

где — число заклепок, которыми скрепляют листы на участке шва шириной .

4) Производят проверочный расчет заклепок по допускаемому условному напряжению на срез

где — условное расчетное напряжение на срез в заклепках; -число плоскостей среза заклепки.

5) После определения и проверки шва на плотность вычисляют остальные размеры шва.

Для прочноплотных швов расстояние заклепки до края листа

Расстояние между рядами заклепок

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №4.3.1

Косозубое цилиндрическое колесо передает на вал номинальный вращающий момент = 400 Н м. На зубья колеса действуют силы: окружная = 4000 Н; радиальная =1500 Н и осевая = 1000 Н; точка приложения этих сил расположена в середине зубчатого венца колеса на диаметре . Размеры деталей соединения даны на рисунке 4.11. Материал колеса и вала: сталь 40Х, термообработка улучшение, твердость поверхности 240… 260 НВ, пределы текучести = 650 МПа. Сборка осуществляется запрессовкой. Требуется подобрать стандартную посадку для передачи заданной нагрузки.

Решение:

1 Коэффициент запаса сцепления принимаем = 3 , так как на соединение действуют циклические напряжения изгиба. Напряжения изменяются потому, что силы и в пространстве неподвижны, а соединение вал-колесо вращается.

2 Коэффициент трения (см. таблица 4.11), так как детали соединения стальные без покрытий и сборка осуществляется под прессом (запрессовка).

3 Действующий на соединение изгибающий момент от осевой силы на колесе равен

4 Потребное давление для передачи вращающего момента и осевой силы определяем по формулам (4.1) и (4.2)

5 Потребное давление для восприятия изгибающего момента из условия нераскрытая стыка находим по формуле (4.3)

Для дальнейшего расчета в качестве потребного давления выбираем большее значение, т. е.

6 Расчетный теоретический натяг определяем по формуле Ляме (4.4)

Посадочный диаметр соединения (см. рисунок 2.11), вал сплошной стальной с параметрами:

ступица (зубчатое колесо) стальная с параметрами:

здесь условно принимают наружный диаметр охватывающей детали равным диаметру ступицы зубчатого колеса.

Тогда по формулам (4.5), (4.6) коэффициенты

При этих параметрах потребный расчетный теоретический натяг равен (4.4)

6 Поправка на обмятие микронеровностей (4.9) составляет

где согласно рисунка 4.11.

7 Температурную поправку , принимаем равной нулю. Минимальный натяг, требуемый для передачи заданной нагрузки, равен (4.11)

8 Давление на поверхности контакта, при котором эквивалентные напряжения в ступице колеса достигают значения предела текучести материала ступицы , находим по формуле (4.14)

9 Расчетный натяг, соответствующий давлению , т. е. натяг, при котором эквивалентные напряжения у внутренней поверхности ступицы достигнут предела текучести материала ступицы, составляет (4.13)

10 Максимально допустимый натяг (4.12) по условию отсутствия зон пластических деформаций у охватывающей детали (ступице зубчатого колеса) равен

11 Для образования посадок принимаем систему отверстия. Допускаем вероятность появления (риск появления) больших и меньших натягов 0,14%, т.е. принимаем надежность = 0,9986. Условия пригодности посадки

12 В таблице Б10, из числа рекомендуемых стандартных посадок пригодна посадка для которой вероятностный минимальный натяг = 66 мкм больше минимального натяга, требуемого для передачи заданной нагрузки, = 58,4 мкм, а максимальный вероятностный натяг = 108 мкм меньше максимального натяга по условию отсутствия пластических деформаций у ступицы колеса = 199,1 мкм.

Прочность деталей соединения, в частности ступицы зубчатого колеса, проверять не надо, так как у выбранной посадки максимальный вероятностный натяг =108 мкм. При таком натяге эквивалентные напряжения в ступице будут меньше предела текучести, поскольку эквивалентные напряжения в ступице достигают предела текучести при натяге 199,1 мкм.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №4.3.2

Рассчитать и сконструировать заклепочное соединение внахлестку двух полос с размерами в сечении = 150 х 6 (рисунок 4.12); сила , действующая на соединение, приложена по оси симметрии листов и равна 80 кН. Материал листов сталь Ст 3, заклепок — сталь Ст 2.

Решение:

1 Расчет ведем для прочного заклепочного соединения [1, с.121].

Определим диаметр заклепок

2 Определим максимальную нагрузку на одну заклепку из условия среза (см. формулу (4.1) [ 1, с. 120])

3 Необходимое число заклепок

Принимаем число заклепок

Чтобы уменьшить влияние изгиба на прочность соединения, располагаем заклепки в 2 ряда по 3 в каждом (см. рисунок 4.12).

4 Определим расстояние от оси заклепки до края листа — и шаг между заклепками в ряду [ 1, с. 121 ]

4 Проведем проверку по напряжениям смятия (см. формулу (4.2) [1, с.120])

уточнив при этом нагрузку, приходящуюся на одну заклепку

5 Проверим прочность листов по ослабленному заклепками сечению (см. формулу (4.3) [1, с. 120])

Условие прочности выполнено.

Тема: Резьбовые соединения

Приступая к расчету резьбовых соединений, студенты должны изучить материал, изложенный в конспекте [1, с. 129… 135] и литературе [2, с. 21 …61], [3, с. 21 …78], [4, с. 63… 99].

Решения задач, как правило, ведут в следующем порядке.

1) Составляют расчетную схему соединения и определяют нагрузку, действующую на болт (винт, шпильку).

Внешние нагрузки, действующие на резьбовые соединения, в зависимости от условий нагружения могут быть осевыми, поперечными или комбинированными, по характеру действия -постоянными или циклическими.

При действии поперечной нагрузки применяют соединения двух видов:

болт поставлен в отверстие с зазором; болт поставлен в отверстие без зазора, а) в случае установки болтов с зазором, затяжкой должна создаваться сила трения на поверхности стыка, превышающая внешнюю сдвигающую нагрузку (см. формулы (4.26) [1, с. 134]) и формулу (1.20) [2, с. 37].

При этом сила, растягивающая болт (винт, шпильку), определяется следующим образом

где — сила, действующая на болт; — внешняя сдвигающая сила; — коэффициент запаса: = 1,3… 1,5 при статической нагрузке, = 1,8… 2,0 при переменной нагрузке; -коэффициент трения в стыке: = 0,15… 0,20 — сталь по чугуну (по стали); = 0,3… 0,35 — сталь (чугун) по бетону; = 0,25 — сталь (чугун) по дереву; — количество болтов; — число стыков в соединении.

б) при установке болтов без зазора (по переходной или посадке с натягом) силы трения в стыке не учитывают, т.к. затяжка болтов не обязательна. В этом случае стержень болта рассчитывают из условия прочности на срез и смятие, см. формулы (4.27), (4.28) [1, с. 134, 135]; (1.21), (1.22) [2, с. 38]; (6.33), (6.34), (6.35) [4, с. 86].

Приступая к расчету соединений, изображенных на рисунках 5.1, 5.2, 5.5, 5.6, необходимо уяснить, что в этих соединениях действует поперечная сила, стремящаяся сдвинуть соединяемые детали.

Сдвигающую силу определяют из условия равновесия деталей относительно оси вращения:

здесь — сдвигающая сила, действующая на диаметре расположения болтов (винтов, шпилек) и окружные силы, действующие на соответствующих диаметрах; обычно это — силы сопротивления от приводимых в движение деталей.

Эту поперечную силу уравновешивает сила трения в стыке соединяемых деталей, которая обеспечивается при затяжке резьбового соединения. При этом болт (винт, шпилька) подвержен растяжению.

В соединении изображенном на рисунке 5.11 для надежной передачи пиле вращения необходимо, чтобы момент сил трения был больше момента резания на 20… 25%, т.е.

где — сила трения, возникающая между полотном пилы и шайбами при затяжке гайки ;

— коэффициент трения между пилой и шайбами, принимаем = 0,12;

— сила давления в стыке, создаваемая усилием затяжки

В соединении (рисунок 5.12,а) сила, действующая на винт определяется из условия равновесия балки (рисунок 5.12,6)

В случае, когда усилие приложено асимметрично, действующую нагрузку раскладывают на составляющие и приводят их к центру тяжести

стыка. Если число болтов в задаче не указано, то их количеством задаются.

Рассмотрим соединения в задачах 3, 4, 8, 9 (рисунки 5.13 и 5.14). В этих случаях нагрузка, приложенная асимметрично, раскрывает стык (и вызывает сдвиг деталей). Решение подобных

задач является комбинированным. Действующую нагрузку раскладывают на составляющие — осевую и поперечную, а затем приводят их к центру тяжести стыка, см. пример 5.3.2 данных методических указаний и пример 1.4 [2, с. 60] или [4, с. 94]. Также можно воспользоваться рекомендациями, изложенными при решении задач первой группы.

В результате этого к соединению, в общем случае, приложены: осевая и поперечная силы, равномерно воспринимаемые всеми резьбовыми деталями, и опрокидывающий момент, стремящийся раскрыть стык. Из уравнения равновесия — уравнения моментов относительно

центра тяжести стыка — определяются силы, дополнительно действующие на болты (винты, шпильки) в осевом направлении.

По величине наибольшей осевой (отрывающей) силы из условия прочности стержня болта (винта, шпильки) на растяжение вычисляется внутренний диаметр резьбы.

В соединении (рисунок 5.15) болты поставлены с предварительной затяжкой, обеспечивающей герметичность соединения.

Внешняя сила, действующая на болтовое соединение , представляет собой силу внутреннего давления сжатого воздуха внутри емкости диаметром

2) Выбирают материал болта (винта, шпильки), а при необходимости и материал соединяемых деталей. Крепежные детали общего назначения изготавливают из низко- и среднеуглеродистых сталей типа Сталь 10… Сталь 35 (таблица А1).

3) Находят допускаемые напряжения растяжения, смятия или среза в зависимости от условий работы резьбовых деталей.

Допускаемое напряжение растяжения для болтового соединения находится из условия отсутствия пластических деформаций. Оно зависит от предела текучести материала винта и равно

Здесь — коэффициент запаса прочности. Численное значение коэффициента запаса рекомендуется выбирать в зависимости от технологии сборки. Если такая сборка выполняется динамометрическим ключом, который позволяет строго контролировать усилие затяжки, то = 1,3..1,5 . Затяжка при таком варианте сборки называется контролируемой. Однако в большинстве случаев ключи для затяжки не имеют средств контроля момента завинчивания, и в результате сила затяжки оказывается неопределенной. Сборка, выполняемая таким ключом, считается неконтролируемой, и в этом случае целесообразно увеличить значение коэффициента запаса и принимать его равным = 1,5… 4,0; причем наибольшие значения из указанного интервала следует выбирать для винтов малых диаметров , у которых возможность перетяжки является более вероятной.

Допускаемое напряжение среза можно определить по зависимости

а допускаемое напряжение смятия

4) Рассчитывают внутренний диаметр резьбы , (см. формулы (4.21), (4.24) [1, с. 133, 134], (1.16), (1.19), (1.21) [2, с. 35… 38], (6.20), (6.21), (6.32) [4, с. 82… 86]). Из ГОСТ (таблица Б1) подбирают болт (винт, шпильку) с ближайшим большим внутренним диаметром резьбы.

5) Проводят проверочные расчеты.

6) При необходимости можно проверить соединение на отсутствие сдвига по основанию, сравнив сдвигающую составляющую с силой трения, вызванной затяжкой болта (винта, шпильки).

Если материал основания недостаточно прочный по сравнению с материалом болтов, например: чугунный кронштейн крепится к бетонной стене (основанию), то стену проверяют по максимальным напряжениям смятия

где — суммарная нагрузка на болт, сжимающая (сминающая) основание; — площадь основания, — допускаемое напряжение смятия для менее прочной детали резьбовой пары определяется согласно (5.5).

Допускаемое напряжение смятия в стыке для кирпичной кладки на известковом растворе — ; для кирпичной кладки на цементном растворе — ; для бетона — ; для дерева — .

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №5.3.1

Стальные полосы, растянутые силой = 2,8 кН, крепятся с помощью

двух болтов, выполненных из стали Сталь 20 (рисунок 5.16). Определить диаметр болтов. Нагрузка постоянная.

Решение:

1 Для болтового соединения с неконтролируемой затяжкой принимаем = 3,5 (см. п. 3).

По таблице А1 для Сталь 20 предел текучести материала = 245 МПа.

Допускаемое напряжение растяжения по (5.3)

2 Необходимая сила затяжки болта согласно (5.1) Принимаем: коэффициент запаса по сдвигу, листов = 1,6 и коэффициент трения = 0,16

где = 2 (см рисунок 5.16).

3 С учетом скручивания винта из-за трения в резьбе [1, с. 133] расчетная сила затяжки болта

4 Расчетный (внутренний) диаметр резьбы

По таблица Б1 принимаем резьбу М 16 с шагом = 2 мм, для которой

Задача №5.3.2

Приближенно рассчитать (рисунок 5.17): а) болты, крепящие к стене кронштейн, на котором установлен электромотор; б) удельное давление на стену. Данные: = 12 кН,

Решение:

1 Нагрузка к соединению приложена асимметрично, поэтому выполним приведение усилия к оси симметрии соединения. Для этого силу переносим параллельно самой себе в плоскость стыка. Прикладывая в плоскости стыка стены с кронштейном две равные и прямо противоположные силы , получаем пару сил опрокидывающую кронштейн, и силу , стремящуюся сдвинуть его вниз.

Предполагаем, что кронштейн опрокидывается (поворачивается) вокруг оси, проходящей через центр нижнего болта.

Момент должен быть уравновешен моментами от силы затяжки болтов.

Предполагая, что верхние три болта затянуты каждый с усилием а средние — с усилием получаем уравнение моментов относительно оси поворота кронштейна

Принимая далее приближенно, что деформации болтов пропорциональны расстояниям и

и подставляем это значение в уравнение моментов

Отсюда усилие затяжки верхнего болта

Так как, кроме момента, действует еще усилие = 1200 Н, нагружающее поперечно все болты, последние нужно затянуть дополнительно, чтобы получить силу трения, достаточную для удержания кронштейна на месте. Пусть — дополнительная сила затяжки на каждый из шести болтов, a = 0,3 — коэффициент трения между плитой кронштейна и стеной полагая при этом, что кронштейн чугунный (см. п. 5.2.1).

Из условия неподвижности плиты

Таким образом, необходимая полная затяжка болта составит

Так как при расчете не учитывалось влияние собственного веса кронштейна и вибрации, имеющей место при работе электромотора, расчетное усилие для болта верхнего ряда необходимо увеличить (обычно достаточно в 1,5 раза)

Хотя болты среднего и нижнего рядов несут меньшую нагрузку, чем верхнего ряда, все болты делаем одинаковыми.

2 Принимаем, что материал кронштейна — сталь Ст 5. Крепление кронштейна осуществляется к кирпичной стене, выполненной на цементном растворе.

3 Для болтового соединения с неконтролируемой затяжкой принимаем = 2,5 (см. п. 3).

По таблице А1 для стали Ст 5 предел текучести материала

Допускаемое напряжение растяжения по (5.3)

4 Расчетный внутренний диаметр резьбы болта

Принимаем болт с метрической резьбой. По таблице Б1 внутренний диаметр резьбы

Обозначение резьбы M18x2,5 ГОСТ 9150-81.

5 Общая затяжка шести болтов прижимает плиту кронштейна к стене с усилием

6 Площадь плиты кронштейна составляет примерно (размеры кронштейна см. на рисунке 5.17)

7 Если основание (опорная поверхность) выполнено из материала (бетон, кирпичная кладка, дерево) менее прочного, чем кронштейн, производят проверку прочности основания по напряжениям смятия согласно (5.6)

Полученное напряжение смятия равное

допустимо, если выполнить стену кирпичной на цементном растворе для которой

Тема: Шпоночные, шлицевые соединения

Теоретический материал но расчету соединений шпоночных и зубчатых (шлицевых) изложен в [1, с. 136… 141], [2, с. 91… 104], [3, с. 87… 100], [4, с. 101… 111].

Решение задач можно вести в следующем порядке.

1) По диаметру вала определить размеры поперечного сечения шпонок или размеры и число зубьев шлицевого соединения.

2) Допускаемое напряжение смятия определяется пределом текучести и зависит от вида приложенной нагрузки и характеристик материалов контактирующих деталей. Значение выбирается в расчете на наименее прочный материал их тех, что находятся в контакте.

где — предел текучести, МПа; — коэффициент запаса.

При нереверсивной нагрузке, мало изменяющейся по величине, принимают коэффициент запаса =1,9… 2,3 , а при частых пусках и остановках — =2,9… 3,5; при реверсивной нагрузке коэффициент запаса повышают на 30 %.

Допускаемые напряжения на срез для шпонок обычно принимают = 60… 100 МПа (меньшее значение принимают при динамических нагрузках).

Для шлицевых соединений фактические напряжения сильно зависят от координаты рассматриваемой точки на шлице и поэтому они оказываются значительно больше средних. Это обстоятельство можно учесть, если уменьшать допускаемые напряжения, увеличивая при этом коэффициенты запаса. При статической нагрузке допускаемые напряжения смятия можно принимать = 80… 120 МПа при твердости поверхности шлицев и = 120… 200 МПа при твердости поверхности шлицев . В случае подвижного соединения допускаемые напряжения уменьшают в два раза.

3) Проверить прочность элементов соединения в соответствии с видами разрушения.

а) Призматические шпонки имеют прямоугольное сечение. Стандарт предусматривает для каждого диаметра вала определенные размеры поперечного сечения шпонки. Поэтому при проектных расчетах размеры и принимают из таблицы Б4 и определяют расчетную длину шпонки

Длину шпонки выбирают из стандартного ряда (таблица Б4). Длину ступицы назначают на 8… 10 мм больше длины шпонки. Если по результатам расчета шпоночного соединения получают длину ступицы то вместо шпоночного целесообразнее применить шлицевое соединение или соединение с натягом.

Причиной разрушения шпоночного соединения, помимо нормальных пластических деформаций, может быть пластический сдвиг (срез), вызванный наибольшими касательными напряжениями.

И тогда шпонки проверяют на срез

Однако если размеры поперечного сечения шпонки в зависимости от диаметра вала выбираются из нормального ряда, то выполнять такой расчет нет необходимости, так как условие прочности на срез выполняется автоматически.

б) Сегментные шпонки. Размеры сегментных шпонок рекомендуется выбирать в соответствии с данными таблицы Б5 . Расчет сегментных шпонок проводится в форме проверочного и выполняется по той же методике и по тем же формулам, что и расчет на сопротивление смятию для призматических шпоночных соединений. Тогда

Проверка соединения на срез осуществляется по формуле (6.3), принимая при этом .

в) Штифтовые соединения.

Диаметр и расчетную длину штифта (цилиндрической шпонки) в первом приближении принимают по соотношениям в зависимости от диаметра вала :

и уточняют по ГОСТ (таблица Б8).

• штифт расположен параллельно оси вращения (рисунок 6.8) соединение при этом обеспечивает передачу момента вращения .

При нагружении внешним моментом в продольном сечении штифта появляются касательные напряжения, которые не могут превышать предела текучести при сдвиге.

Условие прочности на сопротивление срезу для осевого штифтового соединения можно записать как

Условие отсутствия на поверхности контакта пластических деформаций (смятия), вызванных нормальными напряжениями, записывается в виде (см. формулу (4.29) [1, с. 137])

По указанным формулам можно определить длину шпонки, задавшись ее диаметром, или задавшись ее длиной, найти диаметр шпонки.

штифт установлен в радиальном направлении (рисунок 6.2).

Здесь каждая поверхность среза представляет собой круг. Как уже было сказано выше, в момент среза на этих поверхностях действуют касательные напряжения, равные пределу текучести при сдвиге. Тогда условие прочности на сопротивление срезу имеет вид

где — число поверхностей среза.

в) Шлицевые соединения.

Смятие и износ рабочих поверхностей зубьев связаны с одним и тем же параметром — напряжением смятия . Это позволяет рассматривать как обобщенный критерий расчета и на смятие и на износ, принимая при этом на основе опыта эксплуатации подобных конструкций. Такой расчет будет называться упрощенным расчетом по обобщенному критерию.

При проектировочном расчете шлицевых соединений после выбора размеров сечения зубьев по стандарту (таблицы Б6 и Б7) определяют длину зубьев из условия прочности по напряжениям смятия (см. формулу 4.30 [1, с. 140])

где — коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями (зависит от точности изготовления и условий работы), = 1,1… 1,5.

Геометрические размеры шлица вычисляют в зависимости от шлицевого соединения. Так для прямобочных шлицев

Если получается, что , то изменяют размеры, термообработку или принимают другой вид соединения.

Длину ступицы принимают и более в зависимости от конструкции соединения.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №6.3.1

Выбрать по стандарту призматическую шпонку для соединения шестерни с валом = 55 мм (рисунок 6.11). Материал шестерни -Сталь 40Х, материал шпонки — Сталь 45, длина ступицы =72 мм,

передаваемый момент = 500 Нм при постоянной реверсивной нагрузке.

Решение:

1 Согласно стандарту, на призматические шпонки (таблица Б4) выбираем шпонку со следующими размерами: . Учитывая длину ступицы определяем длину шпонки (см. п. 2, а) , затем из стандартного ряда (таблица Б4) выбираем длину шпонки мм; расчетная длина

Принята «Шпонка 16 х 10 х 63 ГОСТ 23360 — 78».

2 Находим допускаемое напряжение смятия. Для материала шпонки — Сталь 45 (по заданию) = 290 МПа (таблица А1) допускаемый коэффициент запаса прочности = 2,5 (см. п. 2) по формуле (6.1)

3 Проверяем соединение на смятие (см. формулу (4.29) [1, с. 137])

Условие прочности выполнено.

Задача №6.3.2

Подобрать шлицевое соединение для блока шестерен с валом коробки передач (рисунок 6.12). Расчетный диаметр вала = 35 мм, рабочая длина ступицы блока = 65 мм. Соединение передает = 200 Н м при спокойной нагрузке. Материал вала — Сталь 45 ( = 290 МПа), материал блока зубчатых колес -Сталь 40Х ( = 600 МПа).

Рабочие поверхности зубьев закалены . Блок шестерен переключается не под нагрузкой.

Решение:

1 Выбираем прямобочное шлицевое соединение как наиболее распространенное. Для закаленных зубьев принимаем центрирование по внутреннему диаметру.

2 По таблице Б7 находим размеры соединения по средней серии, которая рекомендуется при перемещении ступиц не под нагрузкой. Для диаметра вала

3 Для подвижного соединения при спокойной нагрузке принимаем (см. п. 2).

4 Геометрические размеры шлица вычисляют по формуле (6.10)

По формуле (6.9) расчетное условное напряжение смятия

что удовлетворяет условию

Задача №6.3.3

Подобрать и проверить на прочность подвижное шлицевое соединение (шлицы эвольвентные) вала при передаче момента диаметр вала . Рабочие поверхности шлицев подвергнуты специальной термообработке. Принять длину ступицы шестерни .

Решение:

1 Для эвольвентных шлицев по таблице Б6 выбираем шлицевое соединение с = 3 мм (при =1,5 мм получается слишком большое число зубьев).

2 Для подвижного соединения при спокойной нагрузке при зубьях подвергнутых специальной термообработке = 80 МПа.

3 Геометрические размеры шлица вычисляют по формуле (6.11)

Проверяем соединение на смятие.

что меньше .

Задача №6.3.4

На консольную часть вала центробежного насоса, выполненного из стали 45, насажено колесо зубчатой передачи (Сталь 35) с помощью штифта (цилиндрической шпонки — см. рисунок 6.8). Штифт (сталь Ст 6) установлен с натягом (напряженное соединение). Определить размеры штифта, если: мощность = 10 кВт, частота вращения = 980 об/мин, диаметр вала = 35 мм.

Решение:

1 Определяем момент, передаваемый валом,

2 Диаметр и расчетную длину штифта принимают по соотношениям (6.5):

3 Допускаемые напряжения смятия (см. п. 2) для Стали 35, как наименее прочной из материалов соединения, = 260 МПа коэффициент запаса = 3,0; тогда по формуле (6.1)

Допускаемые напряжения среза принимаем

Проверяем соединение на смятие по формуле (6.7)

5 Условие прочности на срез по формуле (6.6)

Принимаем штифт по таблице Б8 «Штифт бтб х 30 ГОСТ 3128- 70».

Тема: Передача винт- гайка

Прежде чем приступить к расчету передач винт-гайка следует изучить теоретический материал, изложенный в конспекте [1, с. 76… 78] и литературе [2, с. 310… 313], [3, с. 292… 294]; [4, с.262…268].

Некоторые затруднения вызывает расчет клинчатого домкрата, показанного на рисунке 7.3.

В этом случае необходимо обратить внимание на то, что усилие на винт в явном виде не задано, а его необходимо определить из уравнения равновесия клина (рисунок 7.11).

Сила действующая со стороны груза, уравновешивается силой нормального давления и силой трения . Равнодействующая реакция на стыке ползунов отклонена от нормали на угол трения . Проецируя равнодействующую на направление получим силу, которая приложена к винту

Теперь можно перейти к расчету передачи винт-гайка по стандартной методике, приведенной в литературе, указанной выше.

1) Назначают материалы для изготовления винта и гайки или принимают в соответствие с заданием. Механические характеристики материалов приведены в Приложении А.

2) Определяют допускаемые напряжения для материала винта, — для материала гайки,

Допускаемое напряжение на растяжение или сжатие стальных винтов вычисляют , назначая коэффициент запаса = 2,5… 3,0.

где — предел текучести основного металла (таблица А1).

Допускаемые напряжения для материала гайки обычно принимают следующими:

• на смятие бронзовой (чугунной) гайки по чугуну или стали =42… 55 МПа;
• на растяжение: для бронзы = 34… 44 МПа, для чугуна = 20… 24 МПа.

3) Принимают допускаемое давление между витками резьбы винта и гайки. Для пар трения: сталь по чугуну = 5… 6 МПа, сталь по бронзе = 8… 10 МПа, закаленная сталь по бронзе = 10… 12 МПа.

4) Задаемся (или задано в условии задачи) профилем резьбы и относительной рабочей высотой профиля , учитывая величину и направление осевой нагрузки. Так для прямоугольной и трапецеидальной резьбы = 0,5; для упорной = 0,75; для треугольной ^ = 0,541.

5) Выбираем конструкцию гайки — цельная, разъемная — и принимаем коэффициент высоты гайки: для цельных гаек = 1,2… 2,5; для разъемных — = 2,5… 3,5 (большие значения для резьб меньших диаметров).

6) Определяем средний диаметр резьбы из условия износостойкости

по которому подбирают ближайшие стандартные значения параметров резьбы — диаметры: внутренний , средний , наружный , шаг (таблицы Б2, БЗ).

Резьба, параметры которой определены из расчета на износостойкость, обычно имеет избыточный запас прочности на срез, поэтому резьбу винта и гайки на срез обычно не проверяют.

7) Определяется угол подъема винтовой линии и проверяется условие самоторможения

где — число заходов резьбы; — угол трения; — коэффициент трения скольжения (таблица 7.11)

Определяются расчетные и конструктивные размеры гайки. а) Высота гайки

б) Число витков гайки определяют, учитывая неравномерность распределения осевой нагрузки по виткам резьбы, выдерживая условие

в) Наружный диаметр определяется из условия ее прочности на растяжение и кручение:

где — наружный диаметр резьбы. Отсюда

г) Диаметр бурта гайки

9) Винт проверяется на прочность. Этот расчет выполняется как проверочный. Так как тело винта одновременно подвергается сжатию (или растяжению) и кручению, то, согласно энергетической теории, условие прочности винта записывается так:

где — осевая сила; — внутренний диаметр резьбы;

где — момент сил в резьбе.

Приближенно можно провести проверочный расчет винта на прочность по расчетной осевой силе (см. расчет затянутых болтов) по условию

10) Проводится расчет винта па устойчивость. Этот расчет также выполняется как проверочный для работающих на сжатие длинных винтов. Условие устойчивости имеет вид

Здесь — коэффициент продольного изгиба, зависящий от материала винта и гибкости стержня (таблица 7.12). Гибкость стержня можно определить по формуле

где — коэффициент приведения длины (для двухопорных винтов = 1; если опорной является гайка, то = 2); -расчетная длина винта (для двухопорных винтов — расстояние между опорами; если опорой является гайка, то расстояние от середины гайки до свободного конца ); — радиус инерции сечения (для винта ).

Нижние значения относятся к сталям повышенного качества.
11) Определяется длина рукоятки. Усилие, прикладываемое на рукоятке винтового механизма, должно обеспечивать преодоление момента сил трения в резьбе

Длину рукоятки определим из равенства моментов силы трения в резьбе и усилия, приложенного к рукоятке, приняв при этом усилие рабочего на рукоятку тогда

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №7.3.1

Рассчитать основные параметры ручного домкрата (рисунок 7.12) грузоподъемностью = 50 кН. Длина винта = 500 мм, его материал — сталь 45, материал гайки — серый чугун СЧ18. Резьба трапецеидальная.

Решение:

1.1 Вес груза сжимает винт таким же по величине усилием, т.е. = . Для обеспечения самоторможения принимаем однозаходную резьбу.

1.2 По условию износостойкости (7.2) резьбы определяем ее средний диаметр , приняв

допускаемое давление в резьбе = 6 МПа (см. п.п. 3, 4, 5)

Принимаем стандартную трапецеидальную (по заданию) резьбу винта (таблица Б2) с параметрами: наружный диаметр = 50 мм, внутренний диаметр =41 мм, средний диаметр = 46 мм, шаг резьбы = 8 мм.

1.3 Определяем угол подъема резьбы на среднем диаметре (7.3) и проверяем наличие самоторможения (7.4), приняв по таблице 7.11 коэффициент трения = 0,15 (угол трения = 8,53°)

Условие самоторможения соблюдено, так как .

1.4 Проверка винта на прочность. Принимая допускаемое напряжение на растяжение = 90 МПа, определяем напряжение (7.7)

Прочность винта обеспечена.

1.5 Проверка винта на устойчивость. Расчетная длина винта (при высоте гайки (7.5) ) равна

Тогда гибкость винта (при ) будет равна (7.15)

1.6 По таблице 5.11 находим коэффициент продольного изгиба

Тогда, приняв по (7.1)

будем иметь по (7.14)

Устойчивость винта обеспечена. 2 Расчет гайки

2.1 Определим ее наружный диаметр гайки по формуле (7.8), приняв = 22 МПа, тогда:

Принимаем = 80 мм.

2.2 Диаметр бурта определяем по эмпирической зависимости (7.9)

Принимаем = 110 мм.

2.3 Выполним проверку бурта на смятие

что значительно меньше допускаемого напряжения = 90 МПа.

3 Расчет рукоятки

3.1 Момент сил трения в резьбе по формуле (7.16)

3.2 Длина рукоятки по формуле (7.17)

Примем длину рукоятки равной 1190 мм.

Кстати готовые задачи на продажу и теория из учебников по предмету детали машин тут.

Тема: Кинематический и силовой расчет передаточного механизма

Приступая к расчету кинематических и силовых параметров механических передач, студенты должны изучить материал, изложенный в конспекте [1, с.29… 34] или в источниках [2, с.117… 119], [3, с.111…113], [4, с. 114… 115].

Решение задач можно вести в следующем порядке.

1) Определяют передаточные отношения передач; под передаточным отношением и понимается отношение угловых скоростей на ведущем и ведомом колесах (валах) передачи. Помимо этого передаточное отношение передачи можно определить

2) Вычисляют частоту вращения и угловую скорость на всех валах привода; зная передаточное отношение и опираясь на (6.1), можно вычислить угловую скорость

и так далее для каждого вала привода.

Угловую скорость , рад/с, не всегда удобно использовать как характеристику скорости вращательного движения. Многие каталоги и рекомендации в технике для этого применяют частоту вращения об/мин. Угловая скорость и частота вращения связаны соотношением

3) Вычисляют мощность на валах привода;

мощность вращательного движения Вт, уменьшается пропорционально к.п.д. механических устройств, служащих для передачи движения с вала на вал

здесь — к.п.д. передачи;

— к.п.д. пары подшипников (опор) вала. 4) Определяют величину вращающего момента на валах привода; момент вращения — Нм. Если мощность выражается в киловаттах, кВт, то

5) Определяют общий к.п.д. и общее передаточное отношение привода.

Как известно, передаточное отношение кинематической цепи, состоящей из последовательно установленных пар, равно произведению передаточных отношений этих пар

Общий к.п.д. привода при последовательном соединении механизмов и устройств также определяется произведением частных к.п.д.

Задача №8.3.1

Определить передаточное отношение между входными и выходными звеньями и каждой передачи в отдельности; угловую скорость, число оборотов, мощность и крутящий момент каждого вала; общий коэффициент полезного действия двухступенчатой передачи, изображенной на рисунке 8.11.

Числа зубьев колес соответствующих передач:

к.п.д. зубчатой цилиндрической передачи = 0,97; к.п.д., учитывающий потери в опорах одного вала, = 0,99; полезная мощность, подводимая к первому валу = 10 кВт; скорость вращения первого вала

Решение:

1 Передаточные отношения передач по формуле (8.1)

тогда общее передаточное отношение двухступенчатой передачи согласно формуле (8.7)

2 Определяем угловые скорости и частоты вращения валов по формулам (8.2) и (8.3)

3 Мощности на валах передаточного механизма согласно формуле (8.4)

4 Моменты на валах передаточного механизма по (8.5) или (8.6)

5 Общий к.п.д. передаточного механизма согласно формуле (8.8)

Изучу , оценю , оплатите , через 2-3 дня всё будет на «4» или «5» !

Откройте сайт на смартфоне, нажмите на кнопку «написать в чат» и чат в whatsapp запустится автоматически.

f9219603113@gmail.com

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.9219603113.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Элементы трансмиссии автомобиля

Передача крутящего момента от двигателя на колеса: трансмиссия автомобиля

Как известно, двигатель автомобиля преобразует энергию сгорания топлива, превращая возвратно-поступательные движения поршней в цилиндрах ДВС во вращательное движение на коленчатом валу (крутящий момент). При этом частота вращения коленвала и колес автомобиля сильно отличаются.

Чтобы двигатель имел возможность стабильно работать в оптимальных режимах, а автомобиль двигаться с разной скоростью (с учетом меняющихся нагрузок и условий), передача крутящего момента происходит через трансмиссию. Далее мы рассмотрим, что входит в трансмиссию автомобиля, а также какую функцию выполняют составные элементы трансмиссии.

Читайте в этой статье

• Трансмиссия: устройство
• Что в итоге

Трансмиссия: устройство

Прежде всего, многие ошибочно полагают, что трансмиссией является коробка передач. На самом деле это не совсем так. На деле, каждый элемент, который отвечает за связь мотора с ведущими колесами, входит в состав трансмиссии автомобиля. Сама трансмиссия в автомобиле отвечает за выполнение следующих задач:

• передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса;
• изменение (преобразование) величины крутящего момента;
• изменение направление крутящего момента;
• перераспределение крутящего момента между колесами.

Существует несколько видов трансмиссии. При этом по состоянию на сегодня на автомобилях наиболее активно используется механическая трансмиссия, которая преобразует механическую энергию, полученную в результате работы двигателя. Также широко распространена гидромеханическая трансмиссия, где крутящий момент изменяется автоматически (автоматическая трансмиссия).

Если просто, сегодня наиболее распространенными являются механическая трансмиссия с ручной коробкой передач МКПП и автоматическая (гидромеханическая АКПП). Каждый из указанных типов трансмиссий отличается по своему устройству, имеет как преимущества, так и недостатки, однако основной их задачей неизменно остается получение, преобразование и передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса машины.

Идем далее. Все трансмиссии (как автоматические, так и механические), отличаются по типу привода. Если точнее, ведущими колесами могу быть передние, задние или сразу все колеса автомобиля.

Если ведущие колеса только передние, тогда такой автомобильная с передним приводом, если ведущей является задняя ось, машина заднеприводная, а если ведущими являются все колеса, тогда это полноприводный автомобиль. В зависимости от типа привода, также существенно различается и устройство трансмиссии (по количеству элементов, по схеме устройства и т.д.).

Трансмиссия заднего привода автомобиля имеет сцепление, КПП (коробку передач), карданную передачу, главную передачу, дифференциал, а также полуоси.

• Сцепление позволяет плавно отсоединять и присоединять двигатель к трансмиссии, что необходимо для переключения передач, а также в целях исключения высоких нагрузок на детали трансмиссии.
• КПП (коробка переключения передач) является основой трансмиссии и служит для преобразования крутящего момента, изменения скорости движения (для движения вперед), направления движения (задняя передача), а также для разъединения мотора и трансмиссии (нейтральная передача).
• Карданная передача отвечает за передачу крутящего момента от вторичного вала КПП на вал главной передачи, которые расположены под углом относительно друг друга. Главная передача позволяет увеличить крутящий момент на колесах и передать его на полуоси ведущих колес. Машины с задним приводом имеют гипоидную главную передачу, где оси шестерен не пресекаются между собой.
• Дифференциал распределяет крутящий момент между левым и правым ведущим колесом, позволяя реализовать вращение полуосей с разной угловой скоростью. Это необходимо для повышения устойчивости машины при прохождении поворотов, сложных участков дороги и т.д.

На автомобилях с передним приводом часть элементов, которые есть на заднеприводных авто, попросту отсутствует. Фактически, нет карданной передачи. На машинах с передним приводом имеются ШРУСы (шарнир равных угловых скоростей), а также приводные валы, более известные как полуоси. Главная передача, а также дифференциал, устанавливаются в картере КПП. Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое полноприводная трансмиссия. Из этой статьи вы узнаете, как устроен и работает полный привод автомобиля (трансмиссия с полным приводом).

• ШРУС является элементом, который необходим для того, чтобы передать крутящий момент от дифференциала на ведущие колеса. В устройстве трансмиссии переднеприводных авто зачастую используются два внутренних ШРУСа (отвечают за соединение с дифференциалом), а также два наружных (для соединения с колесами). Между указанных пар ШРУСов (наружных и внутренних), стоят полуоси.

Что касается полноприводных авто, в этом случае трансмиссия может отличаться по конструкции, однако в основе лежит комбинация систем переднего и заднего привода. Добавим, что полный привод бывает постоянным или подключаемым. Данная трансмиссия самая сложная по устройству, отличается большим количеством составных элементов, образуя различные схемы полного привода автомобиля.

Что в итоге

Как видно, после двигателя вторым по важности агрегатом в устройстве автомобиля является коробка переключения передач. Сама же КПП входит в состав трансмиссии, которая может быть реализована при помощи различных схем и конструктивных решений.

Автомобили с задним приводом имеют так называемую «классическую» компоновку, отличаются остротой рулевого управления, динамичным разгоном и т.д. Передний привод более устойчив на дороге, менее склонен к заносам, позволяет более эффективно контролировать автомобиль в поворотах и т.д.

Полный привод сочетает в себе определенные преимущества как переднего, так и заднего привода, однако является более дорогим и сложным решением. Так или иначе, как от двигателя, так и от трансмиссии напрямую зависят динамические показатели и другие эксплуатационные характеристики автомобиля, что необходимо учитывать при проектировании, в рамках тюнинга авто и т.д.

Трансмиссия автомобиля: устройство и назначение :

Невозможно просто установить под капотом автомобиля двигатель внутреннего сгорания, присоединить колеса и сцепление к коленчатому валу и осуществить движение. В данном случае мотору будет недостаточно мощности раскрутить колеса, так как помехой станет значительный вес машины и сила трения. Выходом из данной ситуации стала установка промежуточного механизма. Он уменьшает крутящий момент силового агрегата до подходящего количества оборотов и выполнит его передачу на ведущие колеса. Описанным механизмом является трансмиссия автомобиля.

Функции

Трансмиссию транспортного средства составляет все, что связывает мотор с ведущими колесами. Рассматриваемый механизм предназначен для выполнения следующих функций:

• передача крутящего момента;
• его перераспределение между ведущими колесами;
• его изменение и направление.

Дабы устройство оптимально выполняло все свои функции, требуется регулярно проводить обслуживание трансмиссии автомобиля. Своевременное выявление и устранение неполадок гарантируют надежную работу механизма.

Назначение трансмиссии

Основное назначение трансмиссии автомобиля состоит в том, что благодаря ее работе становится доступным преобразование мощности силового агрегата в полезный вращательный момент, который будет передан на колеса. В результате транспортное средство имеет возможность сдвинуться с места, после чего будет ехать с определенной заданной скоростью.

Какие могут быть виды трансмиссий?

Трансмиссии разделяются на несколько видов в зависимости от типа преобразуемой энергии:

• механическая (работает от механической энергии);
• электрическая (преобразует механическую энергию в электрическую и наоборот – в результате передачи к ведущим колесам);
• гидрообъемная (механическая энергия преобразуется в энергию потока жидкости и обратно);
• комбинированная (сочетает в себе несколько методов работы).

Механическая трансмиссия автомобиля получила наиболее широкое применение. Если изменение крутящего момента в ней происходит без усилий со стороны водителя, она будет называться автоматической.

В зависимости от того, какие колеса являются ведущими в конструкции трансмиссии, определяется тип привода. Это означает, что он может быть передним или задним. Полнеприводные автомобили обладают приводом на колеса обеих осей. Различные в управлении транспортные средства имеют конструкции трансмиссии со значительными отличиями по составу и устройству компонентов.

Элементы трансмиссии

Трансмиссия автомобиля состоит из следующих основных элементов:

• Сцепление. Устройство предназначено для оптимального присоединения маховика к первичному валу коробки передач и последующей передачи крутящего момента. В его составе имеется специальный диск, корзина и выжимной подшипник.
• Коробка передач. Данный прибор выполняет функцию преобразования крутящего момента. Коробка переключения скоростей производит его передачу к главной передаче и карданному валу с возможным пошаговым изменением. Посредством вторичного вала передается усилие мотора. От него к главной передаче крутящий момент передается посредством карданного вала, если авто имеет задний привод.
• Дифференциал и главная передача составляют собой мост. Он выполняет подачу силы мотора к колесам посредством приводных валов. Также мост отвечает за распределение усилия между колесами. Если автомобиль имеет задний привод, рассматриваемые устройства располагается в задней оси. В переднеприводных машинах данная конструкция совмещается с коробкой передач в едином корпусе.
• Приводной вал (полуось). Конструкция является стержнем, который изготавливается из высоколегированной стали. Это прибор зацепления дифференциала и шарнира равных угловых скоростей. Полуось представлена устройством крепления крестовин или проточенными шлицами.
• Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Выполняет подачу силы вращения на ведущие колеса.
• Раздаточный механизм. Представляет собой прибор распределения усилия мотора по ведущим колесам. Им оборудуются автомобили, которые имеют формулу 4х4. Раздаточный механизм может быть отдельным узлом или совмещаться с коробкой передач в одном корпусе.

Каждый из перечисленных компонентов имеет большое значение для работы трансмиссии.

Работа механизма

Всем автомобилистам известно, что коробка передач обладает несколькими скоростями: низкой, высокой, а также дополнительными промежуточными. Если водитель выберет наименьшее значение, трансмиссия автомобиля будет оказывать незначительное действие на двигатель. Машина станет двигаться медленно, и это позволит увеличить ее ускорение в моменты, когда нужно тронуться с места и продолжить движение.

При включении на коробке передач высоких значений сила вращения будет снижена, а скорость увеличится. Одновременно с этим трансмиссия позволяет определить оптимальный режим работы силового агрегата для максимальной оптимизации расхода топлива. При повышении скорости машины, его мощность упадет. Для преодоления препятствий на пути рекомендовано снижать скорость автомобиля. Также следует помнить о том, что при быстрой езде не желательно транспортировать грузы с большим весом, так как в таких случаях у транспортного средства будет недостаточно мощности.

Современные автомобили с ручной коробкой передач чаще всего имеют несколько промежуточных скоростей. Это позволяет водителям с легкостью справляться с различными препятствиями в процессе движения.

Признаки неисправности трансмиссии

Когда автомобилисту известна схема трансмиссии автомобиля, он сможет самостоятельно определить, какие неисправности имеет механизм при наличии следующих признаков:

• При движении с места появляются рывки.
• Наблюдается шум в области сцепления.
• Устройства не выключаются.
• В месте соединения привода сцепления наблюдается утечка жидкости.
• Педаль западает или заедает.
• Машина пробуксовывает.

При наличии данных признаков необходимо выполнить ремонт трансмиссии автомобиля самостоятельно или в специализированном центре.

Распространенные поломки

Если говорить о таком виде машин, как легковые автомобили, трансмиссия в них чаще всего выходит из строя в связи со следующими поломками:

• ШРУС. О неисправности данного механизма свидетельствует появление нехарактерных звуков. Он не подвергается ремонту и требует замены.
• Сцепление. Чаще всего выходит из строя при агрессивной манере вождения. Компонент требует проведения своевременной регулировки.
• Детали АКПП. Изнашиваются при отсутствии обслуживания.

Стоит отметить, что трансмиссия грузового автомобиля подвергается большим нагрузкам, поэтому требует более частого прохождения технического обслуживания.

Что входит в трансмиссию автомобиля кто знает?

А вот сейчас не плохо бы задуматься! Как же он движется по земле, наш любимец, автомобиль? Двигатель уже знаем как работает, а колеса крутятся в другую сторону, да еще вперед и назад. И сегодня поговорим о трансмиссии и её устройстве. Что входит в трансмиссию и о конструктивных особенностях этой системы.

Правильно крутим колеса

Если коротко, то все механизмы, которые находятся между двигателем и ведущими колесами и есть трансмиссия автомобиля. Она выполняет такие функции:

• транслирует крутящий момент с движка на ведущую ось;
• изменяет значение и направление кр.момента;
• распределяет кр.момент по ведущим колесам.

Что входит в трансмиссию автомобиля и какие бывают её виды

В зависимости от того, какой вид энергии преобразуется, такого вида трансмиссия и может быть:

• механическая (преобразует и передает механическую энергию);
• электрическая (преобразует мех. энергию в электроэнергию, а после подачи ее на ведущие колеса, обратно – электрическую в механическую);
• гидрообъемная (преобразует мех. энергию в энергию движения жидкости, а после подачи на ведущие колеса, обратно – энергию движения жидкости в механическую);
• комбинированной или гибридной (сочетание электромеханической и гидромеханической).

Наиболее часто в современных автомобилях применяют первый вариант. Если изменение кр.момента идет в автоматическом режиме, тогда ее называют автоматической.

Конструкция устройства может предполагать использование в качестве ведущих переднюю и заднюю пары колес.

Если как ведущие используются задняя пара колес, то автомобиль получается заднеприводным, а если передняя – переднеприводным. Если авто имеет привод одновременно на задние и передние колеса 4х4, то полноприводные.

Авто с разным типом привода имеют свою конструкцию трансмиссии, которая часто существенно отличается по составу элементов и их исполнению.

Так в заднеприводной машине это последовательно расположенные элементы: сцепление, КП, карданная и главная передачи, дифференциал, полуоси.

Сцепление

Сцепление служит для непродолжительного отсоединения движка от трансмиссии и последующего плавного соединения этих элементов после переключения передачи, а также защиты деталей от избыточных нагрузок.

Коробка передач изменяет крутящий момент, скорость и направление движения, а также разъединяет на продолжительное время двигатель и трансмиссию. Коробки бывают механические, роботизированные и классические (гидротрансформатор — планетарные передачи)

Карданная передача

Карданная передача нужна для трансляции кр.момента со вторичного вала коробки на вал гл.передачи, которые находятся под углом друг относительно друга.

Главная передача

ГП необходима, чтобы увеличить кр.момент, изменить направление и передать его на полуоси. Обычно в авто применяют гипоидную главную передачу (зубы передачи не прямые как обычно, а радиальные).

Дифференциал

Дифференциял раздает кр.момент по ведущим колесам, и позволяет полуосям вращаться с отличными друг от друга угловыми скоростями, в процессе поворота транспортного средства.

Трансмиссия переднеприводного авто оснащена шарнирами равных угловых скоростей (сокращённо ШРУС) и приводными валами (полуосями).

Первые необходимы для снятия кр.момента с дифференциала и подачи его на ведущую ось. Как правило, это 2 шарнира для связи с дифференциалом (так называемые внутренние шарниры) и еще 2 шарнира для связи с колесами (так называемые внешние шарниры).

Между этими шарнирами находятся приводные валы.

Трансмиссия авто с полным приводом предполагает различные варианты конструкций, рассмотренных ранее, которые в совокупности образуют полноприводную систему.

Вот так все просто. Теперь вы знаете что входит в трансмиссию автомобиля и нам остается подробно разобраться как работают каждый из узлов механизма трансмиссии. Следите за публикациями и не скупитесь знаниями, делитесь со всеми.

И до новых встреч на страницах блога.

Трансмиссия автомобиля

Техническим термином «трансмиссия» называют систему механизмов, участвующих в передаче вращения и мощности от выходного вала двигателя внутреннего сгорания к ходовой части транспортного средства. Элементы, входящие в transmission, влияют на силовые потоки и их направленность. Агрегаты постоянно взаимодействуют друг с другом в различных вариантах и комбинациях, при этом скорость движения вперед изменяется и обеспечивается реверс авто.Трансмиссия автомобиля является связующим звеном между двигателем и ходовой частью (колесами).

Требования к трансмиссии автомобиля

Проектирование и изготовление рабочих узлов и деталей трансмиссии ведутся в соответствии с определенными требованиями:

1. Обеспечение передачи мощности на колеса с минимальными потерями.
2. Надежность конструкции.
3. Простота и доступность управления всеми механизмами машины.
4. Уменьшение веса каждого рабочего элемента трансмиссии.

Чем выше коэффициент полезного действия (КПД) механизма, тем эффективнее используется топливо, залитое в бак автомобиля. Высокая надежность трансмиссии дает уверенность водителю, что агрегаты трансмиссии не выйдут из строя в процессе езды. Во время движения по трассе внимание оператора не должно быть отвлечено от ситуации на дороге. Чтобы обеспечить полноценный контроль за движением автомобиля и снизить вероятность ДТП, управление трансмиссией не должно быть сложным для автомобилиста.

Габариты и вес механизмов оказывают большое влияние на стоимость автомобиля в целом. Компании-производители постоянно борются за снижение цен на выпускаемую продукцию и стремятся облегчить и уменьшить в объеме готовые изделия. Модели, выпускаемые для широкого использования, не должны издавать много шума. Данное требование к конструкции трансмиссии автомобиля также входит в представленный перечень.

Устройство трансмиссии автомобиля

В двигателе сгорает топливная смесь, чтобы обеспечить достаточное количество энергии для колес автомобиля, Полученная мощность передается через соответствующие системы агрегатов.

Что такое трансмиссия автомобиля, как она устроена? В упрощенном виде трансмиссия автомобиля состоит из основных составляющих:

• система сцепления;
• коробка передач;
• ведущий мост;
• дифференциал.

В соответствии с колесной формулой авто (например, 4х2, 4х4 и пр.) трансмиссии разделяются на задне-, передне-, полноприводные. В машинах с полным приводом трансмиссия оснащена дополнительным механизмом – раздаточной коробкой. Основная функция раздатки – распределение момента вращения между ведущими мостами транспортного средства.

Читайте также. Опель Астра J- Замена масла в АКПП

Полноприводные автомобили 4х4 чаще всего используются на сложных трассах в условиях бездорожья.

Что такое механизм сцепления

Данное устройство обеспечивает передачу вращения от двигателя к КПП. Его конструкция предусматривает плавную работу трансмиссии при начале движения, ускорении, изменении скорости. В его функции также входит кратковременное отсоединение силового агрегата от трансмиссии. При применении сцепления фрикционного типа вращение передается за счет силы трения между дисками механизма. В зависимости от количества рабочих элементов, механизмы сцепления разделяются на одно-, двух-, многодисковые устройства.

Если диски работают в жидкой среде, такой механизм относится к категории мокрого сцепления. В другом случае сцепление осуществляется за счет трения дисков – сухой вариант соответственно. Современные автомобили чаще всего оснащены двухдисковым механизмом сухого типа.

Ведущий и ведомый диски взаимно прижимаются друг к другу при помощи:

• специальных пружин;
• системы рычагов;
• нажимных подшипников.

Благодаря такому плотному взаимодействию, энергия от мотора передается далее на трансмиссию автомобиля.

При нажатии на педаль сцепления диски расходятся, поток энергии прерывается. Однако, маховик под воздействием силы инерции продолжает вращаться. Плавное нажатие на педаль сцепления приводит автомобиль в движение. При этом диски снова взаимно сжимаются для дальнейшей передачи вращения.

Зачем нужна коробка передач

Благодаря работе КПП, автомобиль имеет возможность двигаться в любом направлении с различной скоростью. По конструкции коробки передач разделяются на механизмы ступенчатого и бесступенчатого типа. В ступенчатых коробках передачи переключаются по ступеням, к данной категории относятся механические МКПП и роботизованные РКПП. Бесступенчатые – это коробки-вариаторы соответственно.

В автомобилях с МКПП водитель самостоятельно переводит специальный рычаг управления в нужное положение, чтобы выбрать заданную передачу. Механической коробкой проще управлять, т.к. она обладает простой надежной конструкцией. Данная модель коробки передач – наиболее распространенный вариант исполнения.

Немалой популярностью среди владельцев авто пользуются также коробки автомат. В АКПП гармонично сочетаются функции механической и роботизированной коробок. Благодаря электронной системе управления коробкой передач, появилось название – автоматическая трансмиссия. Водителю не приходится отвлекаться от ситуации на дороге, чтобы вручную переключать скорости. Электронное управление делает эту работу в автоматическом режиме на основании данных, полученных со специальных встроенных датчиков.

Читайте также. Jatco jf414e-АКПП Лада Гранта

Среди недостатков АКПП можно отметить:

• невысокую динамику автомобиля при разгоне;
• завышенное потребление бензина;
• некоторые ограничения при буксировке.
• Функции ведущего моста

Специальный опорный механизм – ведущий мост объединяет колеса, расположенные на одной оси. На опоры ведущего, а также ведомого мостов также устанавливается рама транспортного средства. Через трансмиссию на ведущий мост подается момент кручения от двигателя внутреннего сгорания для обеспечения вращения колес.

Назначение дифференциала

Благодаря специальному устройству, под названием дифференциал, кинетическая энергия, поступающая от ДВС, разделяется на два потока к колесам автомобиля. При помощи планетарной передачи при повороте машины колеса проходят путь различной длины без пробуксовок, потери управления и повышенного износа шин. Польза от дифференциала особенно ощущается при преодолении препятствий на трассе:

• неровности дороги (ямы, ухабы, выбоины);
• гололед;
• снежные заносы;
• грязь на проселочных дорогах в дождь и пр.

Виды трансмиссий

Что такое трансмиссия в автомобиле, какие виды встречаются. Данные механизмы разделяются наследующие виды:

1. Механическая.
2. Гидромеханическая.
3. Гидростатическая.
4. Гидродинамическая.
5. Электромеханическая.

Выбор подходящей конструкции зависит от области применения и эксплуатационных особенностей трансмиссии.

Трансмиссия механического типа

Среди автопроизводителей и потребителей наибольшей популярностью пользуются легковые машины, оснащенные механической трансмиссией. При передаче мощности от двигателя к ходовой части в трансмиссии данного вида участвуют шестерни с зубчатым зацеплением и фрикционные элементы. Благодаря этому, система обладает следующими преимуществами:

• высоким КПД;
• сравнительно небольшим весом;
• компактными габаритами;
• простотой обслуживания;
• надежностью.

Основные недостатки механических трансмиссий:

• отсутствие плавности при переходе на другую скорость;
• нерациональный расход мощности силового агрегата;
• сложность управления коробкой механического типа при смене передач.

Гидромеханическая трансмиссия

Трансмиссия автомобиля подобного типа включает в себя как механическую, так и гидравлическую системы. При ее работе передаточные числа и момент вращения плавно изменяются без участия оператора. Водитель воздействует на количество и время подачи топливной смеси, нажимая на педаль газа.

Гидромеханическая трансмиссия состоит из следующих агрегатов:

Вместо привычного фрикционного дискового механизма, в трансмиссии автомат функцию сцепления выполняет специальный агрегат – гидротрансформатор. Он размещен непосредственно перед коробкой передач. Благодаря гидротрансформатору автомобиль плавно переходит на другую скорость во время движения, что существенно увеличивает эксплуатационный срок трансмиссии, силового агрегата и всего транспортного средства. При управлении автомобилем с автоматической трансмиссией водителю не нужно часто отвлекаться на механическое переключение передач, такое вождение более комфортно и безопасно.

Основные минусы трансмиссии гидромеханического типа:

• сложная конструкция;
• сравнительно большая масса;
• дорогостоящий ремонт;
• высокая стоимость.

Трансмиссия гидростатического типа

Гидростатические трансмиссии способны передавать мощность от силового агрегата к рабочим элементам, расположенным на некотором расстоянии. Область применения гидростатики – дорожные катки, металлорежущие станки, теплоходы. К особенностям эксплуатации гидростатических трансмиссий можно отнести повышенные требования к качеству используемых рабочих жидкостей.

Применение гидравлической трансмиссии

Данные конструкции пользуются наименьшим спросом. Здесь на каждой передаче установлена специальная гидромуфта. Это дает возможность трансмиссии передавать момент вращения наибольшей величины. Гидродинамические трансмиссии чаще всего используются в железнодорожной технике.

Особенности трансмиссий электромеханического типа

В качестве силового агрегата здесь используется электрический мотор. Данные трансмиссии состоят из:

• генератора тока;
• системы управления;
• электропроводки, соединяющей рабочие элементы.

Для выработки большей мощности часто используется одновременно не один, а сразу несколько электромоторов. Основные недостатки подобных конструкций:

• большие габариты, вес;
• несоизмеримо высокая цена;
• низкий КПД.

Благодаря ускоренным темпам развития электротехнической промышленности, трансмиссии электромеханического типа все более усовершенствуются. Технические и эксплуатационные характеристики отдельных образцов хорошо зарекомендовали себя и нашли применение в современных транспортных средствах для нужд армии, сельского хозяйства, внутригородского электротранспорта, морской техники и пр.

Принцип работы трансмиссии автомобиля — Спецтехника

Даже опытные автомобилисты не могут сходу и простыми словами объяснить, что такое трансмиссия авто. Чтобы ответить на этот вопрос как можно проще, необходимо разбираться в тонкостях работы этой системы.

Итак, трансмиссия нужна для того, чтобы служить передатчиком усилий к колёсам, являющиеся ведущими в конкретном транспортном средстве.

В состав трансмиссии входит также КПП, она может быть как автоматической, так и механической.

Сегодня трансмиссии на авто выполнены из нескольких деталей, они и являются ведущими в системе. В совокупности они отвечают за переход крутящего момента к колёсам от двигателя.

Чтобы ответить на вопрос, что такое трансмиссия, простыми словами, нужно определить главные функции этой системы:

• регулировка, а также распределение усилия;
• движение сигнала от мотора к колёсам;
• перемена направления, частоты вращения колёс.

На все современные ТС могут устанавливаться трансмиссии разных типов:

• механическая трансмиссия автомобиля — это система, в которой механическая энергия идёт от мотора к колёсам;
• гидромеханическая, гидростатическая и гидравлическая трансмиссия работает по принципу преобразования энергии в механическую из гидравлической;
• электрическая система, в которой электроэнергия превращается в ту же самую механическую;
• комбинированная является сложнейшей системой, для её функционирования одновременно задействуется несколько различных принципов работы.

Какова разница между роботом и автоматом? Читайте подробнее об этом в информативном материале нашего специалиста.

Рекомендуем также прочитать статью нашего эксперта, в которой рассказывается о том, как работает вариаторная коробка передач.

О технических характеристиках

Что входит в трансмиссию? В состав сложнейшей конструкции трансмиссии входит сразу несколько важных узлов и механизмов, они отвечают за переход энергии от двигателя к колёсам, а также за скорость движения ведущих колёс. Однако популярностью сегодня пользуются полноприводные авто. Именно в подобных машинах одним из важных узлов трансмиссионной системы считается раздаточная коробка.

Обычно подобные трансмиссии оснащаются автоматической КПП. Даже если полный привод подключается вручную, раздаточная коробка всё равно будет присутствовать в трансмиссионной системе.

Из чего состоит трансмиссия

Любая трансмиссия имеет в своей конструкции такие детали.

Сцепление – исполняет функцию отключения двигателя от всех остальных элементов системы автомобиля. Именно сцепление переключает с одной на другую скорости (читайте также о том, как отрегулировать сцепление).

Кардан – основная часть, отвечает за передачу вращения от КПП к карданному валу.

КПП отвечает за то, чтобы водитель мог изменять направление движения и переключать скоростные режимы.

Дифференциал – элемент, который позволяет распределять усилия между колёсами. Именно за счёт дифференциала водитель имеет возможность совершать повороты и другие манёвры на дороге (читайте подробнее о том, что такое дифференциал).

Основная передача – элемент отвечает за перемену крутящего момента (читайте подробнее о том, что такое главная передача).

Все переднеприводные машины имеют ту же трансмиссионную систему, что и заднеприводные. Есть лишь одно отличие – у переднеприводных машин дифференциал, а также основная передача встроены в КПП.

Советуем также прочитать статью нашего специалиста, из которой вы сможете узнать, какой привод лучше — передний или задний.

Особенности гидромеханической системы

Система гидромеханического типа сейчас устанавливается на большую часть иностранных автомобилей. Это сложная система, в неё входит два важных конструктивных элемента:

• гидравлический трансформатор;
• коробка переключения передач.

Гидромеханическая трансмиссия устанавливается только в авто с АКПП. Именно такая трансмиссионная система обеспечивает максимальный комфорт во время езды даже на плохом дорожном покрытии.

Принцип работы такой трансмиссии выглядит следующим образом. Привычный в классическом варианте фрикционный механизм заменён специальным агрегатом – гидротрансформатором.

Он располагается перед самой коробкой передач и обеспечивает плавное переключение с одной скорости на другую, именно это позволяет в разы продлить срок службы трансмиссии, а также силового агрегата и самого автомобиля.

Гидромеханическая трансмиссия имеет и свои недостатки. Она имеет большую массу, сложную конструкцию. В случае поломки такую трансмиссию починить достаточно сложно и дорого.

Механическая трансмиссия

Среди автолюбителей наибольшей популярностью всё же пользуются легковые автомобили, которые оснащаются механической трансмиссией.

В этом случае для передачи энергии от мотора к ходовой части задействуются фрикционные элементы и шестерни, имеющие зубчатое зацепление.

Такая трансмиссия обладает целым рядом преимуществ: малые габариты и вес, повышенный КПД и высочайшая надёжность.

К недостаткам такой трансмиссионной системы можно отнести сложность управления, неплавный переход с одной скорости на другую, сильный расход мощности двигателя.

Гидростатическая трансмиссия

Такой тип системы отличается тем, что она может передавать мощность, идущую от мотора, к другим рабочим элементам, находящимся на расстоянии.

Чаще всего гидростатические трансмиссионные системы устанавливаются в теплоходах, дорожных катках.

Гидростатические трансмиссионные системы отличаются повышенными требованиями к применяемым в них жидкостям.

Гидравлический тип трансмиссии

Наименьшей популярностью из всех существующих сегодня типов трансмиссии пользуется гидравлическая.

Она отличается тем, что на каждом из её узлов устанавливается специальная гидромуфта. Она позволяет передавать момент вращения самой большой величины.

Чаще такая трансмиссия используется в железнодорожном транспорте.

Электромеханическая трансмиссия

Такой тип трансмиссии отличается тем, что в ней в качестве силового агрегата применяется электромотор.

В состав трансмиссии электромеханического типа также входят следующие элементы: системы управления, токовый генератор, электропроводка для соединения всех ведущих элементов.

К недостаткам такой трансмиссии возможно отнести высокий вес, пониженный КПД и большую стоимость.

Но с каждым годом электромеханические трансмиссии совершенствуются.

Они чаще всего применяются в морском транспорте, сельскохозяйственной технике, в электротранспорте.

Рекомендации по эксплуатации КПП

Выход трансмиссионной системы из строя нередко становится неприятной неожиданностью для автовладельцев, так как её ремонт может влететь в копеечку. Чтобы этого не произошло, при езде на авто с АКПП необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

При езде в холодное время года необходимо 5 — 15 минут ехать медленно, чтобы произвести тщательный прогрев АКПП. Данное правило следует соблюдать, если температура воздуха на улице ниже 25 градусов по Цельсию.

Если происходит непродолжительная остановка, не следует ставить рычаг в нейтральное положение, так как это ведёт к сбою в работе автоматической КПП.

Всегда выжидайте несколько минут после запуска двигателя. Это нужно, чтобы коробка передач достигала своего рабочего состояния.

В случае смены направления вперёд и назад осуществлять переключение рычага нужно только после полной остановки машины.

Соблюдение этих простых рекомендаций позволит вам избежать аварийных ситуаций на дороге, а также больших затрат на ремонт АКПП в случае поломки авто из-за неправильного обращения.

Также рекомендуем прочитать статью нашего специалиста, в которой подробно рассматривается популярная коробка передач АКПП Aisin.

Трансмиссия автомобиля

Техническим термином «трансмиссия» называют систему механизмов, участвующих в передаче вращения и мощности от выходного вала двигателя внутреннего сгорания к ходовой части транспортного средства. Элементы, входящие в transmission, влияют на силовые потоки и их направленность. Агрегаты постоянно взаимодействуют друг с другом в различных вариантах и комбинациях, при этом скорость движения вперед изменяется и обеспечивается реверс авто.Трансмиссия автомобиля является связующим звеном между двигателем и ходовой частью (колесами).

Требования к трансмиссии автомобиля

Проектирование и изготовление рабочих узлов и деталей трансмиссии ведутся в соответствии с определенными требованиями:

1. Обеспечение передачи мощности на колеса с минимальными потерями.
2. Надежность конструкции.
3. Простота и доступность управления всеми механизмами машины.
4. Уменьшение веса каждого рабочего элемента трансмиссии.

Чем выше коэффициент полезного действия (КПД) механизма, тем эффективнее используется топливо, залитое в бак автомобиля. Высокая надежность трансмиссии дает уверенность водителю, что агрегаты трансмиссии не выйдут из строя в процессе езды.

Во время движения по трассе внимание оператора не должно быть отвлечено от ситуации на дороге.

Чтобы обеспечить полноценный контроль за движением автомобиля и снизить вероятность ДТП, управление трансмиссией не должно быть сложным для автомобилиста.

Габариты и вес механизмов оказывают большое влияние на стоимость автомобиля в целом.

Компании-производители постоянно борются за снижение цен на выпускаемую продукцию и стремятся облегчить и уменьшить в объеме готовые изделия.

Модели, выпускаемые для широкого использования, не должны издавать много шума. Данное требование к конструкции трансмиссии автомобиля также входит в представленный перечень.

Читайте также Молотковая мельница принцип работы

Устройство трансмиссии автомобиля

В двигателе сгорает топливная смесь, чтобы обеспечить достаточное количество энергии для колес автомобиля, Полученная мощность передается через соответствующие системы агрегатов.

Что такое трансмиссия автомобиля, как она устроена? В упрощенном виде трансмиссия автомобиля состоит из основных составляющих:

• система сцепления;
• коробка передач;
• ведущий мост;
• дифференциал.

В соответствии с колесной формулой авто (например, 4х2, 4х4 и пр.) трансмиссии разделяются на задне-, передне-, полноприводные.

В машинах с полным приводом трансмиссия оснащена дополнительным механизмом – раздаточной коробкой.

Основная функция раздатки – распределение момента вращения между ведущими мостами транспортного средства.

Полноприводные автомобили 4х4 чаще всего используются на сложных трассах в условиях бездорожья.

Что такое механизм сцепления

Данное устройство обеспечивает передачу вращения от двигателя к КПП.

Его конструкция предусматривает плавную работу трансмиссии при начале движения, ускорении, изменении скорости.

В его функции также входит кратковременное отсоединение силового агрегата от трансмиссии.

При применении сцепления фрикционного типа вращение передается за счет силы трения между дисками механизма. В зависимости от количества рабочих элементов, механизмы сцепления разделяются на одно-, двух-, многодисковые устройства.

В другом случае сцепление осуществляется за счет трения дисков – сухой вариант соответственно.

Современные автомобили чаще всего оснащены двухдисковым механизмом сухого типа.

Ведущий и ведомый диски взаимно прижимаются друг к другу при помощи:

• специальных пружин;
• системы рычагов;
• нажимных подшипников.

Благодаря такому плотному взаимодействию, энергия от мотора передается далее на трансмиссию автомобиля.

При нажатии на педаль сцепления диски расходятся, поток энергии прерывается.

Однако, маховик под воздействием силы инерции продолжает вращаться. Плавное нажатие на педаль сцепления приводит автомобиль в движение.

При этом диски снова взаимно сжимаются для дальнейшей передачи вращения.

Зачем нужна коробка передач

Благодаря работе КПП, автомобиль имеет возможность двигаться в любом направлении с различной скоростью.

По конструкции коробки передач разделяются на механизмы ступенчатого и бесступенчатого типа.

В ступенчатых коробках передачи переключаются по ступеням, к данной категории относятся механические МКПП и роботизованные РКПП. Бесступенчатые – это коробки-вариаторы соответственно.

В автомобилях с МКПП водитель самостоятельно переводит специальный рычаг управления в нужное положение, чтобы выбрать заданную передачу.

Механической коробкой проще управлять, т.к. она обладает простой надежной конструкцией.

Данная модель коробки передач – наиболее распространенный вариант исполнения.

Немалой популярностью среди владельцев авто пользуются также коробки автомат. В АКПП гармонично сочетаются функции механической и роботизированной коробок.

Благодаря электронной системе управления коробкой передач, появилось название – автоматическая трансмиссия. Водителю не приходится отвлекаться от ситуации на дороге, чтобы вручную переключать скорости.

Электронное управление делает эту работу в автоматическом режиме на основании данных, полученных со специальных встроенных датчиков.

Как работает трансмиссия автомобиля и что в неё входит?

Силовой агрегат автомобиля создает определенный крутящий момент, зависящий от его мощности. Для движения авто необходимо механически передать этот момент ведущей паре колес либо всем колесам сразу.

Данную задачу решают несколько агрегатов и узлов, объединенных общим названием – трансмиссия. Она служит посредником, обеспечивающим комфортную езду в различных скоростных режимах и движение задним ходом.

Основные элементы и их назначение

Чтобы понять, что из себя представляет трансмиссия автомобиля и как она функционирует, нужно изучить входящие в нее элементы и разобраться, какие они выполняют функции. Состав трансмиссионных узлов и агрегатов выглядит следующим образом:

• узел сцепления;
• коробка передач (КПП);
• главная передача вкупе с дифференциалом;
• механический привод колес.

Здесь агрегаты перечислены в той последовательности, как они расположены в переднеприводном автомобиле начиная от двигателя.

Причем первые 3 элемента помещены в единый корпус КПП.

В заднеприводных авто коробку передач и редуктор привода задних колес связывает карданный вал, поскольку они разнесены в разные места.

Задача сцепления – мягко и плавно отсоединять коленвал силового агрегата от первичного вала, входящего в коробку передач.

Цель – обеспечить движение с места и возможность переключения скоростей, при котором пары шестерен выходят из зацепления и переключаются на другие.

Когда первичный вал вращается двигателем, это сделать практически невозможно.

Коробка передач – это основной агрегат, который также входит в трансмиссию автомобиля. Он преобразует крутящий момент, поступающий от двигателя, в различные скоростные режимы, необходимые для движения авто.

Ведь максимальное усилие, развиваемое силовым агрегатом, лежит в узком диапазоне оборотов коленчатого вала.

Если предположить, что колеса подключены к нему напрямую без КПП, то автомобиль не сможет нормально двинуться с места, это все равно что трогаться с 4 передачи.

передача, состоящая из двух шестерен с косыми зубьями, распределяет крутящий момент, полученный от КПП, на 2 полуоси, приводящие в движение колеса.

Чтобы совершать поворот, во время которого одно колесо проходит больший путь, нежели второе, нужно правильно разделить усилие между полуосями. Этим занимается дифференциал, совмещённый с главной передачей и действующий в автоматическом режиме.

Колесо, идущее по внешнему радиусу поворота, получает больший крутящий момент, а второе – меньший.

Принцип работы трансмиссии состоит в том, чтобы передать вращение колесам через механический привод. Таковым являются полуоси, связывающие с ними главную передачу и дифференциал.

В машинах с задним приводом это стальные прямые валы, оснащенные подшипниками. Привод на передние колеса осуществляется полуосями с 2 шарнирами (ШРУС), позволяющими вращать поворачивающиеся колеса.

О принципе работы кпп

Стандартная коробка передач состоит из таких узлов:

• первичный вал, идущий от двигателя;
• вторичный вал, выходящий из КПП и связанный с главной передачей;
• промежуточная ось с набором шестерен;
• дополнительный вал заднего хода.

Чтобы на выходе из КПП получить необходимое число оборотов, к шестерне первичного вала подводится шестеренка промежуточной оси.

Одновременно с шестерней вторичного вала входит в зацепление вторая шестеренка промежуточной оси.

Поскольку они отличаются размером и числом зубьев (передаточными числами), количество оборотов на выходе из коробки понижается либо повышается.

Если нужно перейти в другой скоростной режим, пара шестерен промежуточной оси меняется на другую путем ручного или автоматического переключения.

Движение назад обеспечивается за счет включения между промежуточным и вторичным валом дополнительной шестеренки. Тогда последний начинает вращаться в обратную сторону.

Трансмиссия полноприводных машин

Назначение трансмиссии автомобиля с колесной формулой 4 х 4 — передавать вращение от двигателя на 2 оси, для чего конструкцией предусмотрено введение дополнительного агрегата – раздаточной коробки. Она оснащена собственным межосевым дифференциалом и пониженным рядом скоростей, располагается после КПП и решает такие задачи:

• Распределение крутящего момента на все колеса в разных долях с учетом поворотов.
• Переход на режим повышенной тяги при пониженной скорости авто.
• Дает возможность ездить в тяжелых условиях и по бездорожью.

По принципу работы раздаточная коробка схожа с КПП, разница – в дифференциале, который можно заблокировать. Тогда при вывешивании одной оси будут крутиться оба колеса на другой, что повышает проходимость машины.

Интернет магазин Off-Wheels.ru

Нельзя установить под капот транспортного средства двигатель, присоединить сцепление и колеса авто к коленчатому валу, а после просто начать ехать.

В таком случае конструкция не будет иметь достаточное количество мощности, которая нужна с целью раскрутить колёса, так как основной причиной этого станет сила трения, значительные габариты авто и его масса. Выходом из сложившейся ситуации является установка специального промежуточного механизма, который имеет свойство уменьшать крутящий момент до необходимого количества оборотов, а также выполнять передачу всех необходимых действий передние колеса транспорта. Как вы понимаете, описанным ранее механизмом является именно трансмиссия. Сегодня подробно поговорим об этой части автомобиля!

Описание трансмиссии: устройство

Вас интересует устройство трансмиссии автомобиля? Тогда обратите внимание на то, что данный элемент транспортного средства состоит из следующих элементов:

• сцепление;
• приводной вал;
• коробка передач;
• мост, который представляет собой главную передачу и дифференциал;
• раздаточный механизм;
• ШРУС, то бишь шарнир равных угловых скоростей.

Каждый из элементов, которые были перечислены немного выше, является неотъемлемой частью трансмиссии автомобиля, поэтому неисправность трансмиссии может свидетельствовать о поломке какого-либо элемента, представленного выше. Кроме того, все составляющие автомобильной трансмиссии выполняют какие-либо важные функции и являются неотъемлемой частью механизма, благодаря чему машина имеет возможность осуществлять движение.

Принцип работы

Многие владельцы автомобилей точно знают, что любая коробка передач обладает сразу несколькими скоростями. Режимы трансмиссии действительно разнообразны.

В данном случае речь идёт о низкой скорости, высокой и других, которые являются промежуточными.

Машина будет двигаться медленно, что позволит в определенный момент ускорить ее движения, когда вам необходимо будет резко тронуться с места и начать передвижение.

Если же включить на коробке передач высокий показатель, то в таком случае сила вращения снизится, а показатель скорости увеличится.

В общем, говоря кратко, стоит отметить, что управлять современными автомобилями, имеющими ручную коробку передач, которая представлена сразу несколькими промежуточными скоростями, можно без каких-либо трудностей, ведь наличие сразу нескольких скоростей гарантирует то, что вам удастся справиться с самыми разнообразными препятствиями на дороге.

Вот вы и узнали, как работает трансмиссия, а сейчас давайте поговорим немного о другом!

Назначение трансмиссии

Итак, какова же основная функция и задача любой трансмиссией для транспортного средства? Главное назначение трансмиссии автомобиля заключается в том, чтобы сделать доступным превращение мощности в так называемый полезный вращательный момент, передающийся на колеса, благодаря чему движение транспортного средства становится возможным.

Читайте также Каков принцип действия карбюратора

Кроме того, благодаря этому автомобиль не только начинает ехать, но и может постоянно поддерживать определенную скорость. В общем, если говорить кратко, то станет понятно, что без трансмиссии машина просто никуда не поедет.

Типы трансмиссий

На данный момент специалисты разделяют следующие виды трансмиссий:

• механическая;
• электрическая;
• гидрообъемная;
• комбинированная.

А какая трансмиссия автомобиля необходимо именно вам?

Признаки неисправности трансмиссии авто

Принцип работы трансмиссии мы уже подробно обсудили, однако всё ещё непонятно, когда нужно волноваться по поводу поломки трансмиссии.

Если владелец автомобиля знаком с элементами трансмиссии, то при наличии каких-либо признаков поломки он может попробовать самостоятельно все починить.

А вот и основные признаки, свидетельствующие о неисправности:

• заедание или западение педали;
• появление рывков при начале движения с места;
• наличие утечки жидкости в месте, где провода сцепления соединяются;
• наличие шума в области, где находится сцепление.

Кроме того, одним из признаков может быть буксование автомобиля, поэтому в случае, если вы обнаружили какой-либо признак, представленный выше в этой статье, то вам точно стоит пройти диагностику, а в последствии сделать ремонт своего транспортного средства, чтобы оно прослужило вам еще много лет.

Какое масло выбрать?

Если вы думаете над тем, какое масло залить в трансмиссию, то вам точно следует знать, на какие три вида специалисты делят масла:

• синтетическое;
• минеральное;
• полусинтетическое.

Если сравнивать масло на синтетической основе с маслом на натуральной основе, то стоит отметить, что первое имеет лучшую текучесть.

Кроме того, главным преимуществом синтетических изделий является возможность использовать такие масла в достаточно обширном диапазоне температур.

Читать статью  Гидростатическая трансмиссия машин

Что же касается полусинтетических товаров, то тут уж очевидно, что они являются чем-то средним между синтетическими изделиями и минеральными маслами. Обратив внимание на свойства такого масла, точно стоит отметить, что оно лучше, чем минеральные изделия.

Обсуждая масла для трансмиссии, нельзя не отметить изделия на минеральной основе. Они пользуются высоким уровнем спроса благодаря тому, что имеют приемлемые стоимость.

Кстати, если вы планируете менять масло в своём автомобиле, то так же вместе с ним можно установить и комплект вывода сапунов, который имеет приемлемую стоимость. Приятных покупок!

Что такое трансмиссия и как она работает — фото видео

Когда каждый человек еще в детстве начинает интересоваться автомобилями, он изучает не только марки и моделей машин, но и устройство автомобиля.

Одним из главных агрегатов автомобиля является трансмиссия, которая состоит из множества более мелких узлов и агрегатов.

В данной статье мы расскажем всем интересующимся молодым автомобилистам, что такое трансмиссия в автомобиле.

Определение понятия «трансмиссия»

Согласно научным изданиям машиностроения, трансмиссия – это совокупность механизмов и сборочных единиц, которые соединяют двигатель с ведущими колесами, в данном случае, автомобильного транспорта, а также совокупность системы, которая обеспечивает работу трансмиссии.

Трансмиссия является совокупностью агрегатов и узлов, которые передают крутящий момент от мотора к ведущим колесам, при этом могут изменяться тяговые усилия, скорость и направление движения. Автомобильная трансмиссия включает в себя механизмы, которые в науке относят к составу силового агрегата – это коробка передач и сцепление.

Назначение и схемы трансмиссий

Назначение. Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам.

При этом передаваемый крутящий момент изменяется по величине и распределяется в определенном соотношении между ведущими колесами.

Крутящий момент на ведущих колесах автомобиля зависит от передаточного числа трансмиссии, которое равно отношению угловой скорости коленчатого вала двигателя к угловой скорости ведущих колес. Передаточное число трансмиссии выбирается в зависимости от назначения автомобиля, параметров его двигателя и требуемых динамических качеств.

В транс­миссию входят:

• сцепление,
• коробка передач,
• карданная передача,
• главная передача, устанавливаямая в картере ведущего моста,
• дифференциал
• полуоси.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге.

Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам.

Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями — межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Трансмиссии по способу передачи крутящего момента разделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические).

На отечественных автомобилях наиболее распространены механические трансмиссии, в которых передаточные механизмы состоят из жестких недеформируемых элементов (металлических валов и шестерен).

На автобусах Ликинского и Львовского заводов, а также на большегрузных автомобилях БелАЗ применяют гидромеханические трансмиссии с автоматизированным переключением передач.

Часть большегрузных автомобилей БелАЗ имеют электромеханическую трансмиссию с моторколесами.

Схема трансмиссии автомобиля. Она определяется его общей компоновкой: размещением двигателя, числом и расположением ведущих мостов, видом трансмиссии.

Схемы трансмиссий:а — автомобиля 4X2, б — переднеприводного автомобиля 4X2, в — автомобиля 4X4, г — автомобиля 6X4

Автомобили с механической трансмиссией и колесной формулой 4X2 имеют чаще всего переднее расположение двигателя, задние ведущие колеса и центральное размещение агрегатов трансмиссии (автомобили ЗИЛ-130, МАЗ-5335, ГАЗ-24 и др.). Здесь двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3 (рис. а) объединены в один блок и образуют силовой агрегат. Крутящий момент от коробки передач 3 передается карданной передачей 4 на ведущий задний мост 5.

Существенные отличия имеет трансмиссия переднеприводного автомобиля ВАЗ-2108 с колесной формулой 4X2 (рис. 6). Особенностью этой схемы является выполнение ведущим переднего моста с управляемыми колесами.

Это потребовало объединения в единый силовой агрегат двигателя 1, сцепления 2, коробки передач 3, механизмов ведущего моста 5 (главную передачу и дифференциал), карданных шарниров 6 равных угловых скоростей, соединенных с передними управляемыми колесами.

На (рис. в) представлена схема трансмиссии автомобиля с передним и задним ведущими мостами (автомобиль УАЗ-469).

Отличительной особенностью этой схемы является применение в трансмиссии раздаточной коробки 7, которая через промежуточные 9 карданные валы передает крутящий момент переднему 8 и заднему 5 ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения и выключения переднего моста и дополнительная понижающая передача, позволяющая значительно увеличить крутящий момент на колесах автомобиля в необходимых случаях.

Схема механической трансмиссии трехосных грузовых автомобилей КамАЗ представлена на (рис. г). На этих автомобилях средний 10 и задний 5 мосты являются ведущими.

Крутящий момент к ним передается одним карданным валом 4, а в главной передаче среднего моста предусмотрен межосевой дифференциал и проходной вал, передающий крутящий момент на карданный вал 11 привода заднего моста. В других схемах трансмиссий трехосных автомобилей передача крутящего момента к ведущим мостам может производиться раздельно карданными валами от раздаточной коробки (автомобиль Урал-375).

Схемы гидромеханических трансмиссий предусматривают объединение в едином блоке двигателя и гидромеханической коробки передач, крутящий момент от которой передается ведущим колесам через карданный вал и механизмы заднего моста как в обычной механической трансмиссии.

На автомобилях (БелАЗ) с электромеханической трансмиссией дизельный двигатель приводит во вращение генератор постоянного тока, энергия от которого передается по проводам в электродвигатели колес. Колесный электродвигатель монтируют в ободе колеса совместно с понижающим механическим редуктором. Такая конструкция называется электромотор-колесом.

Классификация трансмиссий

Рассмотрим классификацию трансмиссий.

По методам передачи и преобразованию момента трансмиссии подразделяются на электромеханические, механические и гидромеханические.

Трансмиссии механического типа (обычные и планетарные) в КПП содержат только фрикционные и шестеренчатые устройства.

Преимущества их заключаются в коэффициенте полезного действия, небольшой массе и компактности, простоте в эксплуатации и на­деж­нос­ти в работе.

Недостаток трансмиссии такого типа – ступенчатость изменения передаточных чисел, понижающая использование мощности силового агрегата. Длительное время на пе­рек­лю­че­ние рычагом передач усложняет управление автомобилем.

Именно поэтому спор­тив­ные автомобили, оснащенные механической трансмиссией, снабжают электронными переключателями передач (кнопками на рулевом колесе, подрулевыми лепестками) и КПП со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.

Использование трансмиссий механического типа свойственно советскому трак­то­ро­стро­е­нию.

Трансмиссии гидромеханического типа оснащены гидромеханической КПП, которая состоит из механического редуктора и гидродинамического преобразователя момента.

Главный недостаток таких трансмиссий – достаточно низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточно большого КПД гидротрансформатора. Если КПД гид­ро­пе­ре­да­чи не меньше 0.

Читайте также Принцип работы КПП УАЗ буханка

8, диапазон изменения крутящего момента не выше трех, что заставляет иметь механический редуктор на 3-5 передач, включая передачу заднего хода.

Необходимо располагать специальной системой охлаждения, а также подпитки гидроагрегата, что увеличивает габаритные размеры моторно-трансмиссионного отдела.

Без фрикционов или специальных автологов пуск двигателя с буксира и торможением двигателем не обес­пе­чи­ва­ет­ся.

Трансмиссии гидромеханического типа активно применяются в западном трак­то­ро­стро­е­нии – «Леопард-2» (ФРГ), М1 «Абрамс» (США).

В трансмиссиях перечисленных танков в основном приводе, кроме гидромеханических передач, также применяются в до­пол­ни­тель­ном приводе гидростатические передачи для выполнения поворота.

Гид­ро­ме­ха­ни­чес­кой передачей оснащен дизель-поезд под названием Д1 венгерского производства, ра­бо­та­ю­щий на постсоветском пространстве ЖД-техники.

Трансмиссией гидравлического типа в транспортной технике является такая транс­мис­сия, в которой переключения осуществляются не механическим методом, а гид­рав­ли­чес­ки­ми аппаратами, т.к.

чисто гидравлические трансмиссии встречаются довольно редко.

Трансмиссия такого типа оборудована КПП с вторичным и первичным валами, а также, как и в обычной КПП, несколькими парами зубчатых колес, но включение необходимой пары в рабочий процесс выполняет не фрикционная или кулачковая муфта, а гидромуфта или же гидротрансформатор, который заполняется для включения передачи. Главное достоинство трансмиссии такого типа – включение передач совершенно безударное и полное отсутствие механических муфт, стабильно работающих в процессе передачи больших крутящих мо­мен­тов (к примеру, на тепловозах), главный минус – необходимость монтажа отдельной гидромуфты для каждой передачи. Из-за своих особенностей гидропередача применяется в основном на железнодорожной технике. Из отечественных разновидностей техники гид­ро­пе­ре­да­чей оснащены, к примеру, дизель-поезд ДР1, маневровые тепловозы ТГМ6 и ТГМ4.

В трансмиссии гидростатического типа для передачи мощности применяется ак­си­аль­но-плунжерные гидромашины.

Преимущества данной трансмиссии – небольшая масса и габариты машин, отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, благодаря чему удается разносить их на достаточно значительные расстояния и придавать гораздо большее число степеней свободы. Главный минус гидрообъемной передачи – высокие требования к чистоте жидкости, участвующей в рабочем процессе, а также повышенное давление в гидролинии.

Гидростатическая передача применяется на дорожно-строительных машинах (в основном в катках, так как там необходимо обеспечивать достаточно большое передаточное число, а также очень часто приводить вальцы с торца, затруднено построение механической передачи), как вспомогательная – в авиационной технике, металлорежущих станках, теп­ло­во­зах.

Трансмиссии электромеханического типа состоят из тягового электромотора (или нескольких), электрического генератора, электрической системы контроля, а также со­е­ди­ни­тель­ных кабелей.

Главным достоинством трансмиссий электромеханического типа яв­ля­ет­ся обеспечение более широкого диапазона автоматического изменения силы тяги и крутящего момента, а также отсутствие кинематической жесткой связи между механизмами электротрансмиссии, что дает возможность создать разные компоновочные схемы.

Главными минусами, которые препятствуют распространению трансмиссий элект­ри­чес­ко­го типа, являются большая масса, габариты и цена (особенно если применяются электромашины постоянного тока), меньший КПД (по сравнению с механической).

Но с развитием электротехнической промышленности, широким распространением ин­дук­тор­но­го, вентильного, синхронного, асинхронного и других разновидностей электропривода открывается все больше новых возможностей для электромеханических трансмиссий.

Данные трансмиссии широко используются в тепловозах, тракторах, карьерных самосвалах, морских судах, военной технике, самоходных механизмах, немецких военных машинах «Мышонок» и «Фердинанд», а также автобусах, которые с трансмиссией этой разновидности более правильно называются теплоэлектробусы, к примеру, ЗИС-154.

На современных автомобилях, по большей части, используется трансмиссия ме­ха­ни­чес­ко­го типа. Трансмиссия механического типа, в которой изменение крутящего момента происходит в автоматическом режиме, называется автоматической трансмиссией.

На этом классификацию трансмиссий можно считать рассмотренной.

Урок 6 — трансмиссия, виды коробок передач, механическая, автоматическая, типтроник, вариатор

Трансмиссия автомобиля —

Как вы думаете, достаточно ли для поездки на машине установить в нее двигатель внутреннего сгорания? Конечно, нет.

Даже если добавить к двигателю устройство сцепления, поездка автомобиля будет не долгой.

Мотору потребуется мощность для моментальной раскрутки коленчатого вала до величины, обеспечивающей стабильную работу (2000 об/мин). Не получив требуемой мощности, двигатель просто заглохнет.

Тяжесть железного «коня» и возникающая при взаимодействии поверхности дороги и колес сила трения просто не дадут механизму развить необходимую мощность.

Разработчики автомобилей нашли легкий выход из ситуации – они придумали промежуточный этап, позволяющий снизить тяговое усилие до нужного количества Н•м и передающий крутящий момент на задние или передние колеса (в зависимости от типа привода). Механизм, отвечающий за данный этап, получил название «Трансмиссия». Трансмиссионная система включает в себя несколько рабочих узлов с различным предназначением, но работающих для обеспечения работы единой системы. Узлы предназначены для того, чтобы передать, пошагово отрегулировать и распределить предельное тяговое усилия от коленчатого вала до ведущих колес автомобиля.

Тяговое усилие может передаваться трансмиссией разными способами. Основной вид передачи – механический.

Он составляет основу электрического, гидрообъемного и комбинированного способа передачи тягового усилия, поэтому следует разобраться в работе его основных элементов.

Сцепление

Пожалуй, главная роль в данном механизме принадлежит сцеплению, которое смягчает силу трения передаточного и коленчатого валов. Корзина сцепления, выжимной подшипник и диск сцепления – вот главные составляющие данного механизма.

Карданный вал

Карданный вал – это устройство, предназначенное для постоянного перенаправления тягового усилия по цепи «вторичный вал КПП — главная передача».

КПП, или коробка передач

КПП предназначена для преобразования и дальнейшего пошаговой перенаправления тягового усилия к главной передаче.

Усилие двигателя передается при помощи вторичного вала трансмиссии.

КПП может быть двух типов – механическая (МКПП) и автоматическая (АКПП).

МКПП предполагает ручное переключение передач, т.е самостоятельное повышение/понижение передаточного числа. В автомобилях, оснащенных АКПП передаточное число выбирается в зависимости от скорости движения транспортного средства.

«Мост», или схема «главная передача-дифференциал»

Совокупность главной передачи и дифференциала представляет собой так называемый «мост», предназначенный для передачи и распределения тягового усилия двигателя от КПП по ведущим колесам.

При этом задействуются полуоси (приводные валы) автомобиля.

На транспортных средствах с передней парой ведущих колес «мост» ставится вместе с КПП; у машин с задними ведущими колесами данное устройство устанавливается в заднюю часть корпуса.

Приводной вал (полуось)

Полуось – это металлический стержень, изготовленный из высоколегированной стали и оснащенный прочными шпицами или устройством крепления крестовин, которые соединяют приводной вал с дифференциалом или шарниром равных угловых скоростей.

Шарнир равных угловых скоростей, или ШРУС

Данный механизм подает силу вращения на ведущие колеса автомобиля. Выделяют два основных вида ШРУСов: шариковый и трипоид.

Раздаточный механизм

В отличие от железных «коней» с передними и задними ведущими колесами, в трансмиссионную систему полноприводных автомобилей устанавливаются специальные механизмы, которые равномерно распределяют тяговое усилие между колесами. Раздаточный механизм может быть совмещен с КПП, а может и иметь собственное место установки.

Состав и устройство трансмиссионной системы напрямую зависит от типа привода автомобиля. Для машин с передними ведущими колесами характерно наличие ШРУСов. В трансмиссии заднеприводных автомобилей имеются карданная передача и полуоси.

Разберемся в трансмиссии автомобилей с передними ведущими колесами

В данном случае компоненты трансмиссионной системы устанавливаются под капот.

В этом случае на коробку передач приходится главная передача с дифференциалом, в результате взаимодействия которых валы привода выходят из картера коробки передач к передним колесам.

Для автомобилей с ведущими передними колесами, трансмиссионна система включает:

• сцепление,
• коробку передач,
• ШРУСы,
• главную передачу,
• дифференциал
• валы привода передних колес.

У переднеприводных автомобилей дифференциал и главная передача устанавливаются в картере КПП. Кроме того, передний мост в этом случае – ведущий.

Трансмиссии заднеприводных автомобилей

Трансмиссия автомобиля с задним приводом состоит из следующих узлов:

• коробка передач,
• сцепление,
• карданная передача,
• главная передача,
• дифференциал,
• полуоси.

Благодаря тому, что производители устанавливают КПП в автомобилях с задними ведущими колесами на более мягкие опоры, в них заметно снижается уровень вибрации, что приносит дополнительный комфорт при поездках. Данный вариант трансмиссионной системы имеет более простую конструкцию и предусматривает установку коробки передач таким образом, что она присоединяется к заднему мосту вместе со сцеплением при помощи карданного вала. Такая схема крепления определяет концентрацию центра масс на переднюю ось.

Принцип работы трансмиссионной системы

Трансмиссионная система начинает свою работу из корзины сцепления, которая крепится на маховик посредством диска сцепления.

В данной детали имеется небольшое отверстие, к которому подсоединяется первичный вал КПП.

Если не нажимать педали автомобиля, маховик и начальный узел системы крепко зажимают диск между собой и начинают прокручиваться вместе с ним.

При нажатии на педаль сцепления, выжимной подшипник освобождает корзину сцепления и маховик, и двигатель начинает работать на холостых оборотах.

Для того чтобы привести автомобиль в действие не достаточно просто нажимать педали.

Вторичный вал будет набирать разное количество оборотов, в зависимости от того, какая передача выбрана.

Последовательное переключение КПП вызывает изменение передаточного числа.

Работа трансмиссионной системы на заднеприводных автомобилях немного отличается от работы на переднеприводных автомобилях.

Хвостовик переносит тяговое усилие на главную передачу, после чего оно распределяется посредством других узлов трансмиссии на все колеса.

Передние ведущие колеса приводятся в действие в результате воздействия на них ШРУСов, приходящих в движение благодаря полуосям.

В случаях, когда все четыре колеса автомобиля являются ведущими, к процессу работы системы подключается раздаточный механизм.

Раздаточный механизм распределяет тяговое усилие от хвостовика до всех колес.

На полноприводных автомобилях можно регулировать процесс передачи тягового усилия по полуосям.

Что такое трансмиссия автомобиля

Чтобы ответить на вопрос, что такое трансмиссия автомобиля, надо знать, что трансмиссия передает усилие от мотора на колеса и в ее состав входит КПП.

Что такое трансмиссия автомобиля простыми словами

Если говорить простым и доступным языком, то трансмиссия в своем составе имеет детали и агрегаты, передающие усилие от двигателя на ведущие колеса.

Основные функции указанной системы:

• передача усилия от мотора на ведущие колеса;
• изменение частоты и направления вращения колес;
• регулирование распределения усилия между колесами.

В зависимости от марки авто, трансмиссия может быть:

• механическая, в этом случае механическая энергия мотора сразу передается на ведущие колеса;
• электрическая – сначала механическая энергия преобразуется в электрическую, а после того как она передается на ведущие колеса, наоборот;
• гидрообъемная – механическая преобразуется в гидравлическую, а потом наоборот;
• комбинированная.

Назначение трансмиссии

Все агрегаты, которые входят в состав данной системы, обеспечивают передачу вращения от силового агрегата на колеса, а также с их помощью изменяется скорость передвижения и направление, распределяется усилие между колесами.

Для того чтобы уменьшить нагрузку на оси, большегрузные автомобили оснащаются дополнительной осью, что позволяет снизить давление на дорожное полотно и уменьшить его износ.

Колесная формула авто включает в себя две цифры, при этом первая указывает общее количество всех колес, а вторая — количеством тех, которые являются ведущими.

В полноприводных автомобилях дополнительным элементом трансмиссии является раздаточная коробка.

Полноприводные авто предназначенные для езды по бездорожью и в городских условиях будут иметь отличия в устройстве.

Полный привод может включаться вручную, в этом случае должна обязательно быть раздаточная коробка.

При автоматическом подключении, используется фрикционная муфта, имеющая электроуправление.

Полный привод может быть и постоянным, такое решение позволяет не только увеличить проходимость авто, но и характеристики его разгона, так как тяга распределяется более равномерно, что снижает вероятность пробуксовки, а также улучшается управляемость автомобилем.

Из чего состоит трансмиссия

Современные производители, чаще всего используют механическую и автоматическую трансмиссии.

Авто могут быть задне-, передне- и полноприводными, все зависит от того, на какие колеса передается усилие от двигателя.

В зависимости от типа используемого привода, будет отличаться и состав элементов трансмиссии.

Рассмотрим, из чего состоит трансмиссия заднеприводных авто, она включает такие элементы:

• сцепление, оно служит для временного отключения двигателя от остальных составляющих, позволяет плавно переключаться и не допускает перезарузок других элементов указанной системы;
• коробка передач позволяет менять направление и скорость и с ее помощью можно надолго отключать двигатель от трансмиссии;
• кардан передает вращение от КПП на вал главной передачи;
• главная передача помогает увеличить крутящий момент и распределить его на полуоси;
• дифференциал служит для распределения усилия между колесами, благодаря чему, они могут вращаться с разной частотой, это надо во время выполнения поворота авто;

В переднеприводных автомобилях такие составляющие данной системы как дифференциал и главная передача, размещены в коробке передач.

У них есть ШРУСы, которые передают вращение на колеса. Обычно есть четыре шарнира, два из них внешние и два внутренние, между собой они соединены приводными валами.

У авто имеющих полный привод, может постоянно работать передняя или задняя ось, а другая подключается по мере необходимости.

Теперь вы знаете, что такое трансмиссия автомобиля простыми словами и не будете ее путать с коробкой передач, как это делают неопытные автолюбители.

Гидромеханическая трансмиссия – это комбинированная система

В данном случае, указанная система автомобиля имеет механическую и гидравлическую составляющие.

Во время работы гидромеханической трансмиссии, происходит плавное и ступенчатое изменение крутящего момента и передаточного числа без участия водителя, которому остается только регулировать подачу топлива при помощи педали «газа».

Гидромеханическая трансмиссия состоит из следующих элементов:

1. коробка передач;
2. гидротрансформатор, в автоматической КПП он выполняет роль сцепления;

Именно он позволяет авто плавно передвигаться. Так как нет рывков, то и нет динамических нагрузок, что значительно увеличивает срок службы не только всех элементов трансмиссии, но и двигателя.

Водителю не надо постоянно переключаться, поэтому вождение автомобиля становится более комфортным, и он меньше устает.

Такая конструкция позволяет эффективнее преодолевать заснеженные участки дороги и песок, за счет наличия устойчивой тяги и невысокой скорости вращения колес, увеличивается их сцепление с дорожным полотном.

Устройство гидротрансформатора достаточно простое, в нем есть насосное колесо, которое обеспечивает связь указанного агрегата с мотором, турбинное – связывает его с первичным валом и реакторное, которое обеспечивает усиление крутящего момента.

Турбины на 75% находятся в масле. Сначала крутящий момент от двигателя передается на насосное колесо, после чего к турбинному колесу начинает подаваться масло. За счет этого оно раскручивается, и вращение подается на вал КПП.

Крутящий момент изменяется автоматически, в зависимости от нагрузки, он передается в КПП и за счет фрикционных устройств происходит переключение передач.

Работа гидротрансформатора происходит вместе с планетарной КПП. Чаще всего производители гидромеханическую КПП снабжают именно планетарным механизмом.

Основные плюсы автоматической коробки передач:

• не надо проводить переключение передач вручную;
• передача мощности от двигателя на колеса происходит равномерно и без рывков, за счет чего обеспечивается плавность движения;
• увеличивается комфортность передвижения.

Главным ее недостатком является сложность конструкции, большой вес и более высокая стоимость, а также сложность ремонта.

Вывод

Теперь вы знаете устройство и назначение трансмиссии, а также то, чем отличаются указанные системы у передне-, задне- и полноприводных автомобилей.

Трансмиссия не коробка передач: что это такое в автомобиле

Что такое трансмиссия у автомобиля? Трансмиссия – это механизмы, которые передают мощность от двигателя к колёсам, и заставляют их вращаться. Также эта конструкция отвечает за изменение направленности момента и его величины. Другими словами, и быстрая остановка во время поездки, и движение на задней передаче, и маневрирование возможны только благодаря этому механизму. Этим термином можно назвать всю систему, которая связывает мотор с ведущими колёсами, то есть сцепление, коробку передач и остальные элементы. На автомобильных заводах проектированием этих элементов для автомобилей занимаются лучшие инженеры. Трансмиссия должна соответствовать определённым требованиям:

• максимальная передача мощности;
• надежность;
• простота управления автомобилем;
• как можно меньший вес элементов.

Когда механизм имеет высокий КПД и высокую надёжность, водитель может быть уверен, что купленное топливо используется по максимуму, а сама трансмиссия автомобиля не выйдет из строя. Управление трансмиссией также должно быть максимально простым, в противном случае увеличивается опасность попасть в ДТП из-за невнимательности водителя. От веса и габаритов конструкции зависит её стоимость для покупателя, поэтому производители стараются сделать механизм как можно меньше и легче. При работе трансмиссия автомобиля должна издавать минимум шума. Особенно это касается моделей, предназначенных для личного использования.

Устройство

При сгорании топливной смеси в двигателе образуется большое количество энергии, которую необходимо передать ведущим колёсам автомобиля. Самая простая конструкция трансмиссии автомобиля из возможных состоит всего из трёх элементов.

Сцепление

Этот механизм находится между двигателем и коробкой передач. Он задаёт плавное включение трансмиссии во время изменения числа передачи или резкого старта. Также механизм при необходимости отделяет на небольшое время остальную часть трансмиссии от двигателя. В большинстве автомобилей используется фрикционное сцепление, которое обеспечивает передачу мощности с помощью сил трения. Различают однодисковое, двухдисковое и многодисковое сцепление. Причём есть два варианта такого механизма – сухой и мокрый. В первом случае диски функционируют с помощью обычного трения, а во втором они работают в жидкости. Также существуют электромагнитный и гидравлический варианты этого механизма, но они не очень распространены. В большинстве современных автомобилей используется однодисковое сцепление с сухим типом трения.

Сцепление состоит из двух дисков – ведущего и ведомого. В обычном состоянии они плотно прижаты друг к другу специальными пружинами под действием рычагов и нажимного подшипника. Благодаря этому они взаимодействуют друг с другом и передают полученную от сгорания топлива энергию дальше. Когда водитель нажимает на педаль сцепления, диски отсоединяются друг от друга, и передача энергии к трансмиссии прекращается. Не останавливается только вращение маховика под действием освобождённой энергии. Соответственно, движение автомобиля тоже останавливается.

Для того чтобы транспортное средство поехало, водитель должен плавно отпустить педаль сцепления. Тогда диски снова придавятся друг к другу и продолжат передавать мощность.

Коробка передач (КПП)

Коробка передач отвечает за задний ход и скорость вращения колёс, а также позволяет отсоединять двигатель и трансмиссию друг от друга на длительный срок. Различают ступенчатые и бесступенчатые КПП. В ступенчатых механизмах изменение передачи происходит ступенчато, к таким конструкциям относятся механические и роботизированные КПП. Примером бесступенчатой коробки передач является вариатор. Если машина оборудована механической коробкой передач, то автомобилист должен самостоятельно переключать передачи с помощью специального рычага. КПП с таким строением отличаются простотой и надёжностью. На данный момент — это самая распространённая конструкция, но в последнее время среди автомобилистов набирает популярность автоматическая коробка передач.

Роботизированные конструкции представляют собой простую КПП, в которой все необходимые действия автоматизированы и контролируются точной электроникой. Соответственно, водителю не нужно выжимать сцепление и переключать передачи. Такие КПП позволяют осуществлять более динамичный разгон и снижают расход топлива. В некоторых моделях установлено двойное сцепление, позволяющее переключать передачи без обрыва мощности.

Комбинированные (автоматические) КПП сочетают в себе элементы двух вышеуказанных систем. АКПП имеют длительный эксплуатационный срок и рационально используют мощность двигателя. Недостатками конструкции является медленный разгон и повышенный расход бензина.

Ведущий мост

Мосты – опоры, на которых крепится рама машины. Мост может быть ведущим или ведомым. Соответственно, ведущий получает через остальную часть трансмиссии крутящий момент и заставляет колёса крутиться, а ведомый является простой опорой. Мосты бывают передними и задними, а у грузовых машин может быть ещё один мост – средний. Таким образом, трансмиссия вполне может состоять из трёх элементов. Но это примитивный вариант, который давно не используется. Сейчас устройство трансмиссии несколько сложнее. Для увеличения КПД в конструкцию добавляют дополнительные элементы.

Дифференциал

Дифференциал — это механизм с двумя степенями свободы. Грубо говоря, конструкция разделяет механическую энергию двигателя на два потока и ведёт их к колёсам. Дифференциал контролирует вращение колёс и не допускает проскальзывания шин на неровной поверхности. Польза дифференциала проявляется при движении по некачественной дорожной поверхности или во время гололёда, дождя или снега. В зависимости от колёсной формулы расположение этого механизма может отличаться. Основная характеристика дифференциала – коэффициент блокировки (КБ). Он показывает соотношение крутящего момента одного из колёс к этому же показателю другого колеса. От этого параметра зависит проходимость автомобиля, чем он больше – тем выше проходимость. У обычного симметричного дифференциала эта характеристика всегда равна 1, в случае же со специальными механизмами коэффициент может доходить до 5.

Так что если кто-то спросит, из чего состоит трансмиссия, то можно сразу ответить.

Классификация

Существует 5 основных разновидностей трансмиссии. Самой популярной трансмиссией для легковых автомобилей является механическая система, остальные используются крайне редко из-за их особенностей. Рассмотрим характеристики каждой конструкции.

Механическая

Механические трансмиссии состоят только из шестерёнчатых или фрикционных элементов, что обеспечивает высокий КПД, небольшой вес конструкции, надёжность при эксплуатации и простоту обслуживания. Также такие механизмы отличаются компактностью. Недостатком же механической трансмиссии является неплавное переключение передаточного числа, из-за чего мощность двигателя не всегда используется рационально. К тому же, необходимость переключения рычага усложняет вождение транспортным средством. В случае со спортивными автомобилями эта проблема решается с помощью установки электронного переключателя передач, но такой способ слишком дорогой и не годится для массового использования.

Гидромеханическая

Данная КПП состоит из механизма для передачи момента и специального преобразователя. Трансмиссии этого типа применяются в тракторах, железнодорожной технике, а также как вспомогательный регулятор поворота в танкостроении. Из-за применения такой системы значительно уменьшается КПД двигателя, но увеличивается эксплуатационный срок поршневого мотора. Необходимость дополнительного питания трансмиссии и установки специальной системы охлаждения сильно увеличивает вес и габариты конструкции. Также гидромеханическая трансмиссия позволяет облегчить управление транспортным средством.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Гидростатическая

Гидростатическая трансмиссия передаёт мощность двигателя с помощью ак­си­аль­но-плунжерных механизмов. Это позволяет разместить элементы трансмиссии далеко друг от друга и получить много степеней свободы. Часто применяется в катках для строительства дорог, металлорежущих станках, некоторых видах теплоходов. Требует серьёзного контроля за качеством используемой рабочей жидкости.

Гидравлическая

Сами гидравлические трансмиссии встречаются исключительно редко, поэтому таким термином часто обозначаются конструкции, в которых переключение передач осуществляется не механикой, а гидравлическими машинами. Эта система позволяет трансмиссии стабильно работать даже при очень больших крутящих моментах. Неудобство создаёт то обстоятельство, что перед работой необходимо установить гидромуфту для каждой передачи. Используется в железнодорожной технике.

Электромеханическая

Основной элемент электромеханической трансмиссии – тяговый электромотор. Также в неё входят генератор электрического тока, электрическая система контроля и провода, которые соединяют все части конструкции. Стоит отметить, что нередко в таких конструкциях используется несколько электромоторов для увеличения мощности.

Такая трансмиссия автомобиля не очень распространена из-за серьёзных недостатков. Это очень большой размер и масса, а также высокая стоимость. Кроме этого, обычная механическая трансмиссия имеет больший КПД, чем электромеханический вариант. Тем не менее, электротехническая промышленность быстро развивается, и возможности таких механизмов постоянно увеличиваются. Сейчас электромеханическая трансмиссия используется в основном для армейских машин или тяжёлой техники вроде тракторов, троллейбусов, морских судов и некоторых военных машин.

Остальные виды трансмиссий очень редко используются в автомобилях. Тем не менее, специалисты постоянно исследуют возможности разных видов механизмов этого типа. Даже если учёным и инженерам удастся придумать перспективную конструкцию, для разработки технологии производства и модернизации производственных линий потребуются годы.

Зависимость трансмиссии от привода

Для различных видов привода конструкция трансмиссии отличается. Так, в состав трансмиссии заднего привода входит:

• коробка передач;
• сцепление;
• главная передача;
• карданная передача;
• полуоси;
• дифференциал.

В случае же с передним приводом, в трансмиссии отсутствует карданная передача и полуоси, но есть валы привода ведущих колёс. Задний привод считается более надёжным, чем передний, хотя многие специалисты отмечают, что такая конструкция требует больше топлива (грубо говоря, толкать вперёд сложнее, чем тянуть). Полный привод позволяет перераспределять силу тяги на разные колёса. Такие системы условно делятся на два вида.

Подключаемая система

В этом случае привод активируется водителем. Основной элемент такой конструкции – раздаточная коробка. Этот механизм позволяет равномерно распределять мощность двигателя между осями, даже если в машине установлены только межколёсные дифференциаторы.

Постоянная система

Автомобили с такой системой обязательно имеют межосевой дифференциал. Полный привод применяется для обеспечения более динамичного разгона автомобиля и лучшей управляемости. Трансмиссия – один из важнейших элементов автомобиля. Этот механизм передаёт энергию от двигателя к ведущим колёсам и приводит их в движение. Чтобы можно было в любой момент остановить машину, не выключая двигатель, в системе предусмотрено сцепление. Тип трансмиссии определяет плавность разгона и расход топлива. В автомобилях с автоматической или роботизированной коробкой передач нет педали сцепления, при необходимости оно активируется в автоматическом режиме сложной электроникой.

Оцените статью: (2 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка.

http://9219603113.com/reshenie-zadach-po-detalyam-mashin/
http://inter-moto.ru/blog/elementy-transmissii-avtomobilya.html

Похожие записи:

1. Ремонт трансмисии автомобиля
2. Рекомендации по выбору трансмиссионного масла для автомобиля mazda cx-7
3. Назначение и схема трансмиссии трактора
4. Рено дастер устройство акпп