Коробка передач
Коро́бка передач
Механизм для ступенчатого изменения передаточного числа, т. е. скорости вращения или величины подачи. К. п. состоит из переключаемых зубчатых передач (См. Зубчатая передача), размещенных в отдельном корпусе (коробке) или в общем корпусе с др. механизмами.
К. п., применяемая для изменения скорости главного движения резания металлорежущих станков, называется также коробкой скоростей (См. Коробка скоростей). К. п., предназначенная для изменения подачи в металлорежущих станках и имеющая некоторые кинематические особенности, называется коробкой подач (См. Коробка подач). К. п. широко применяются в приводах ведущих колёс автомобилей и др. транспортных средств, работающих от двигателя внутреннего сгорания, который при небольшой частоте вращения не может развивать большого вращающего момента и большой мощности, а также не допускает изменения направления вращения вала (реверсирования). Использование К. п. позволяет получить достаточный момент на колёсах, рациональные режимы работы двигателя при различных скоростях движения, а также обеспечивает задний ход.
Передаточные числа u К. п. обычно соответствуют геометрическому ряду (u1; u2 = φu1; u3 = φ2u1,...), что обеспечивает одинаковое относительное увеличение u при переключении с любой скорости на следующую. Значения u в СССР стандартизованы: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 2,00. Иногда применяют ступенчатый геометрический ряд с разным φ на определенных участках регулирования или арифметический ряд (например, в коробке подач).
Конструкция К. п. зависит от её назначения, способа переключения передачи и технической характеристики машины или станка — передаваемой мощности, быстроходности, числа скоростей (до 48), диапазона регулирования. Для ускорительных передач К. п. обычно принимают u не менее 1/2, для замедляющих — не более 4, число передач между двумя валами не более 6—8.
По способу переключения передач различают: К. п. со скользящими зубчатыми блоками (с кулачковыми и зубчатыми муфтами); К. п., имеющие зубчатые муфты с синхронизаторами; К. п. с фрикционными муфтами и тормозами; К. п. с муфтами свободного хода. К. п. со скользящими блоками (рис. 1) допускают переключение только при остановках или на малой скорости холостого хода; имеют простую и компактную конструкцию, широко применяются в металлорежущих станках с большим числом скоростей. При малом φ конструкцию К. т можно упростить и сократить по длине, применив Корригирование зубчатых колёс, позволяющее одно и то же зубчатое колесо сцеплять с разными колёсами на др. валах. К. п., имеющие зубчатые муфты с синхронизаторами (рис. 2), позволяют сначала вводить в соприкосновение небольшие фрикционные поверхности, выравнивающие угловые скорости вала и включаемого зубчатого колеса, а затем вводить в зацепление зубчатую муфту. Эти К. п. обеспечивают безударное переключение на холостом ходу; применяются преимущественно в автомобилях. К. п. с фрикционными муфтами и тормозами допускают переключение на ходу под нагрузкой, а при использовании муфт и тормозов с электромагнитным, гидравлическим или пневматическим управлением обеспечивают дистанционное переключение и возможность автоматизации. Ввиду сложности конструкции и больших габаритов такие К. п. применяют при малом числе скоростей; переключение тормозами используют в планетарных К. п. (рис. 3). К. п. с муфтами свободного хода (рис. 4) осуществляют переключение передач при изменении направления вращения ведущего вала при неизменном направлении вращения ведомого; применяются редко.
Переключение скоростей в К. п. осуществляется: механизмами индивидуального управления, в которых каждый зубчатый блок или муфта переключается отдельной рукояткой; механизмами централизованного управления (последовательного и выборочного включения и с предварительным выбором, или преселективные), в которых все зубчатые блоки и муфты переключаются одной общей рукояткой; электрическими и др. устройствами дистанционного управления; устройствами автоматического управления, переключающим скорости в зависимости от изменяющихся условий работы.
Недостатки К. п. по сравнению с механическими Вариаторами: ступенчатое изменение передаточного числа и менее удобное управление; преимущества — жёсткая кинематическая связь, т. е. строгое постоянство передаточных чисел между ведущим и ведомым валами, высокая надёжность и долговечность, компактность и простота конструкции, что обеспечило их широкое применение в современных машинах.
Лит.: Машиностроение. Энциклопедический справочник, т. 11, М., 1948.
Н. Я. Ниберг.
Рис. 1. Схема коробки передач со скользящим зубчатым блоком: а — двухвенцовым; б — трехвенцовым; в — одновенцовым, входящим в зацепление с тремя разными шестернями (u=1,06).
Рис. 2. Схема автомобильной четырёхступенной (I—IV) коробки передач: 1 — первичный вал; 2, 3 — муфты с синхронизаторами; 4 — выходной вал; 5 — шестерни, входящие в зацепление с зубчатыми колёсами; 6 — вторичный вал.
Рис. 3. Схема трёхскоростной планетарной коробки передач.
Рис. 4. Схема двухскоростной коробки передач с муфтами свободного хода.
Большая советская энциклопедия