Механическая трансмиссия

5.2.10 Устройство коробки передач

Изменение соотношения между количествами оборотов коленчатого вала двигателя и ведущих колес и изменение вследствие этого тягового усилия на колесах производится при помощи зубчатых колес (шестерен), из набора которых и состоит коробка передач. Пример зубчатой пары, которая состоит из ведущей и ведомой шестерни, приведен на рисунке 5.7.

Рисунок 5.7 Набор шестерен (зубчатая пара)

При вращении малой ведущей шестерни (рисунок 5.7) сцепленная с ней большая ведомая шестерня будет вращаться медленнее во столько раз, во сколько раз больше число ее зубьев. При этом крутящий момент на оси ведомой шестерни во столько же раз возрастет.

Отношение числа зубьев (или диаметров) ведомой шестерни к числу зубьев ведущей называется передаточным числом (или передаточным отношением). Чем больше передаточное число пары, тем значительнее изменяются число оборотов валов шестерен и крутящий момент на них. На изменении передаточных чисел путем введения в зацепление шестерен с различным числом зубьев и основано действие коробок передач.

Еще одна из немаловажных функций коробки передач — обеспечение возможности автомобиля ехать задним ходом. Эта функция основана на включении между ведущей и ведомой шестернями промежуточной шестерни — так называемой «паразитной шестерни».

Так, при передаче усилия в коробке без включения паразитной (промежуточной) шестерни ведущий вал (рисунок 5.8) и ведомый вал вращаются в одном направлении. При включении паразитной шестерни ведомый вал начинает вращаться в обратную сторону, автомобиль движется назад.

Интересно
Передаточные числа никогда не бывают целыми числами. Вернее, при расчете передаточных чисел стараются их так подобрать, чтобы они не были целыми. Для наглядности стоит привести пример: есть две шестерни, мы берем маркер и ставим две метки — одну напротив другой, на обеих шестернях. Так вот, если передаточное число между этими шестернями будет равно, к примеру, трем, то ровно через три оборота метки, нанесенные на шестерни, снова встретятся. Так каждые три оборота зубья будут устанавливаться в исходное положение. Это приведет к тому, что одна пара зубьев будет нагружена больше остальных в три раза и, как результат, быстрее износится или вообще поломается. Именно поэтому при подборе передаточных чисел их стараются сделать не целыми.

Рисунок 5.8 Упрощенная схема одноступенчатой коробки передач.