Классификация коробок передач: Классификация коробок передач

Содержание

Классификация коробок передач

Классификация коробок передач по принципу работы трансмиссии коробки передач бывают механические и гидродинамические.

Классификация коробок передач по числу валов:

—         2х вальные;

—         3х вальные;

—         Многовальные (планитарные коробки передач или 2х, 3х поточные механические коробки).

Классификация коробок передач по числу передач и диапазонов бывают с 1м или 2мя диапазонами.

Классификация коробок передач по способу переключения передач с разрывом потока мощности и без разрыва потока мощности.

Коробки передач с разрывом потока мощности – способ переключения передач скользящими шестернями, зубчатыми или кулачковыми муфтами, синхронизаторами.

Коробки передач без разрыва потока мощности – переключение передач фрикционными муфтами, тракторы, audi TT 3,2 Quattro с двумя сцеплениями.

Классификация коробок передач по способу управления коробки передач бывают с ручным и автоматическим управлением.

Классификация коробок передач по способу смазки, с принудительной смазкой (МАЗ, КРАЗ), разбрызгивание.

Классификация коробок передач по способу перемещения осей – с неподвижными и с подвижными осями (планетарные).

Классификация коробок передач по числу степеней свободы – с 2мя и с 3мя степенями свободы.

Коробки передач должны иметь достаточное число передач с правильно выбранными передаточными числами, высокий КПД, небольшие размеры и вес (массу).

Коробки передач должны быть не сложными по конструкции, надежными и износостойкими в работе, простыми в управлении, удобными при обслуживании и ремонте.

Расчет коробки передач производится в следующем порядке:

1) Задаются числом передач и выбирают схему коробки передач;

2) Распределяют общее передаточное число трансмиссии;

3) Определяют передаточные числа коробки  передач на различных передачах;

4) Устанавливают число зубьев шестерен, вычисляют их модуль и основные размеры;

5) Вычерчивают в масштабе компоновочную схему коробки передач;

6) Определяют силы действия на валы и реакции их опор;

7) Рассчитывают валы на прочность и жесткость;

8) Подбирают подшипники.

При выбранной схеме коробки передач, ее основные параметры зависят от параметров шестерен, которые определяют расчетом на прочность и износ и уточняются при стендовых и дорожных испытаниях. Для коробки передач с неподвижными валами величина межцентрового расстояния ориентировочно определяется по величине максимального крутящего момента двигателя

Коробка передач.


Коробка передач




Назначение и основные функции коробок передач

Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса по величине и направлению. Это позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а также движение задним ходом.

Кроме того, коробка передач позволяет разобщать коленчатый вал двигателя от ведущих колес во время остановки или стоянки автомобиля или при движении накатом с работающим двигателем.
От коробки передач может производиться отбор мощности на привод дополнительного оборудования.

Преобразующие свойства коробки передач характеризуются величиной передаточных чисел.

Передаточным числом называют отношение числа зубьев ведомого зубчатого колеса к числу зубьев ведущего зубчатого колеса или отношение частоты вращения ведущего зубчатого колеса к частоте вращения ведомого колеса. Общее передаточное число какой-либо передачи определяется как произведение передаточных чисел всех пар зубчатых колес, участвующих в передаче крутящего момента на данной передаче, или как отношение частоты вращения входного вала (ω

вх) к частоте вращения выходного вала (ωвых):

Uкп i = ωвх/ ωвых i.

Изменение передаточного отношения позволяет:

  • при постоянной мощности двигателя увеличивать силу тяги на ведущих колесах пропорционально увеличению сил сопротивления движению и тем самым обеспечивать проходимость и улучшать топливную экономичность автомобиля;
  • двигаться с малыми скоростями, которые не могут быть обеспечены двигателем внутреннего сгорания, с максимальными или заданными скоростями движения;
  • обеспечивать интенсивный разгон автомобиля.

Высокие тяговые качества и экономичность автомобиля обеспечиваются заданным диапазоном и плотностью ряда передаточных чисел коробки передач.

Диапазоном передаточных чисел называется отношение общего передаточного числа низшей передачи к общему передаточному числу высшей передачи, который на современных автомобилях высокой проходимости может быть от

10 до 13.

Отношение передаточных чисел соседних передач называется плотностью ряда передаточных чисел. Чем больше число передач, тем выше плотность ряда.
Увеличение числа передач, с одной стороны, сопровождается лучшим использованием мощности двигателя, повышением топливной экономичности, с другой стороны, увеличением массы, усложнением конструкции и снижением надежности, а также затруднением выбора оптимальной для данного режима движения передачи.

***



Классификация коробок передач

По характеру изменения передаточных чисел коробки передач подразделяются на бесступенчатые, ступенчатые и комбинированные.
Бесступенчатые коробки передач применяются в бесступенчатых трансмиссиях. В качестве бесступенчатых коробок передач на автомобилях применяют гидравлические трансформаторы, вариаторы, гидрообъемные и электрические передачи. Они способны плавно изменять величину крутящего момента в автоматическом режиме.

Однако диапазон изменения передаточного числа у таких коробок передач невелик, поэтому чаще их применяют в сочетании с механическими ступенчатыми коробками передач для расширения диапазона передаточных чисел. Такие коробки передач называются комбинированными.

Механические ступенчатые коробки передач отличаются простотой, надежностью и удобством в техническом уходе, но с их помощью можно изменять крутящий момент лишь ступенчато (скачкообразно). Это сопряжено с определенными динамическими нагрузками на двигатель и трансмиссию, особенно, если управляет автомобилем водитель недостаточной квалификации.

В механических ступенчатых коробках передач выбор оптимального передаточного числа (оптимальной передачи) осуществляется водителем вручную. Каждая передача способна обеспечивать движение автомобиля в узком интервале тяговых усилий, передаваемых ведущим колесам, определяемых частотами вращения коленчатого вала, близкими к номинальной частоте.

Тем не менее, в настоящее время ступенчатые коробки передач широко применяются на многих автомобилях.

К отдельному типу механических КПП относятся роботизированные коробки передач, или коробки-роботы. От обычных ступенчатых механических коробок передач классического типа их отличает то, что управление сцеплением и переключением передач осуществляется автоматически при помощи специальных сервоустройств и приводов, которые, чаще всего, управляются электроникой.
Такие коробки сочетают в себе достоинства автоматических КПП, освобождая водителя от обязанностей по управлению, и механических КПП, отличающихся простотой конструкции, низкой стоимостью, надежностью и способствующих топливной экономичности и динамичности автомобиля.

***

Ступенчатые коробки передач


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Коробка передач: назначение, виды коробок передач, их преимущества и недостатки

Коробка передач или КПП —  это сложный механизм в конструкции автомобиля, предназначенный для перевода крутящего движения от двигателя на колеса, а также для обеспечения направления и изменения (увеличения/уменьшения) скорости движения автомобиля.

Виды коробок передач

В современных моделях автомобилей может быть установлено 4 типа КПП – механические, автоматические, роботизированные и вариативные (бесступенчатые).

Тип КПП в целом определяет тип трансмиссии любого автомобиля. Рассмотрим более детально каждый из 4-х перечисленных типов.

Механическая коробка (МКПП)

Механическая КПП представляет собой многоступенчатое устройство цилиндрической формы, которое направляет крутящий момент от маховика двигателя на колеса автомобиля. В механической коробке переключение происходит при помощи ручного механического рычага-переключателя.

Современные механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней – четыре, пять, шесть, семь. В настоящее время среди всех типов механических КПП, пятиступенчатая является наиболее распространенной.

Коробки передач механического типа могут разделяться и по количеству валов на двухвальные и трехвальные. Двухвальная механическая коробка устанавливается в легковых автомобилях, оснащенных  только передним приводом.

В подобной конструкции один вал соединяется с автомобильным двигателем, а другой с трансмиссией. Трехвальная коробка передач подходит для легковых и грузовых автомобилей, в которых предусмотрен как передний, так и задний привод.

Основными достоинствами механической КПП являются простота, доступность и надежность конструкции, легкость ручного управления при использовании любых режимов движения автомобиля.

Автомобили с механической КПП обеспечивают динамичную и экономичную езду. Подобный тип коробки передач продолжает пользоваться повышенным спросом у автолюбителей.

Автоматическая коробка (АКПП)

Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.

Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.

Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости — трансмиссионного масла для КПП.

Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.

Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.

Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.

Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

  • сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
  • низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
  • сложность в проведении ремонтных работ

Роботизированная коробка (РКПП)

Роботизированная КПП предназначена для выполнения тех же функций, что и предыдущие типы КПП. Данный тип коробки передач представляет собой механическую КПП, в которой все выполняемые функции по включению и выключению сцепления, переключению передач полностью автоматизированы.

Современные роботизированные КПП оснащены двойным сцеплением, которое обеспечивает легкую и плавную передачу крутящего момента на одном потоке мощности.

Коробки-роботы работают исключительно под управлением современных электронных систем. Подобные коробки передач имеют более высокий КПД, компактные размеры, они надежны, эффективны, долговечны и при этом имеют конкурентную цену.

Роботизированные коробки устанавливаются как в бюджетные модели автомобилей, так и в автомобили экстра-класса.

Вариативная коробка (Вариатор)

Это тип бесступенчатых КПП, в которых передача крутящего движения на колеса осуществляется при помощи механики или гидравлики. В подобных КПП передачи, собственного говоря, и не предусмотрены.

Вариативные коробки способны обеспечить самые лучшие динамические характеристики любого автомобиля. Зачастую вариаторы устанавливаются в большинстве малолитражных моделей японских автомобилей.

Главные преимущества вариативных коробок заключаются в надежности, простоте, плавной передаче крутящего момента и высоком КПД. Большинство бесступенчатых коробок передач дополнительно оснащаются ручным режимом, который позволяет выбрать передачу, которая подражает работе механической КПП.

По мнению специалистов, наиболее радужные перспективы развития все же остаются у роботизированных и бесступенчатых коробок передач, поэтому неслучайно то, что сейчас многие задаются вопросом, а чем, собственно, вариатор отличается от АКПП?

Виды коробок передач автомобиля и их отличия, преимущества, недостатки

Главным элементом в любом автомобиле является двигатель внутреннего сгорания.

В результате сгорания топлива энергия передается на поршни, которые через шатуны передают вращение на коленчатый вал. Коленвал через маховик связан с трансмиссией – системой распределения крутящего момента на ведущие колеса. Так вот коробка передач как раз и распределяет этот момент вращения, то есть при одинаковом уровне оборотов коленвала автомобиль может передвигаться с разными скоростями, или вообще ехать задним ходом.

Коробок передач есть несколько основных видов:

  • механика;
  • автомат;
  • вариатор;
  • роботизированная.

Механическая коробка передач использовалась еще на заре автомобилестроения. В наиболее простом виде, она представляет из себя два вала – первичный и вторичный, на которые надеты шестерни. Для каждой передачи есть своя пара взаимодействующих шестерен. На первичный вал усилие передается от коленвала, а вторичный вал распределяет этот момент движения на колеса.

Водитель самостоятельно выбирает нужную передачу вручную в зависимости от условий движения с помощью рычага КПП.

Рычаг КПП связан с шестеренками через вилки переключения передач. Выжимая сцепление, водитель отсоединяет КПП от двигателя, как раз в этот момент и происходит переключение передач. Надавливая на рычаг и передвигая его, водитель отключает одну передачу и включает другую – при этом вилка одной передачи отсоединяется от пары шестеренок, а другая вилка задействуется и входит в сцепление с другой парой шестеренок.

Автоматическая коробка передач по своему строению и принципу работы схожа с механической. Вся разница состоит в том, что за сцепление отвечает специальный блок – гидротрансформатор. Водителю не нужно выжимать сцепление, поскольку такой педали в автомобилях с АКПП попросту нет.

Чтобы увеличить скорость, водитель жмет на газ, чтобы уменьшить скорость – на тормоза, а переключение передач происходит в автоматическом режиме.

Переключать передачи нужно только в том случае, если вы желаете включить задний ход, припарковаться или поставить автомобиль на нейтраль. Автоматика пользуется большим спросом, поскольку значительно упрощает процесс вождения, однако для ее бесперебойной работы используется большое количество разнообразных датчиков, анализирующих режим езды и выбирающих оптимальные передачи.

Роботизированная коробка передач – это что-то среднее между механикой и автоматом. Переключение передач происходит с помощью электронного блока, который самостоятельно регулирует режимы поездки, автоматически смыкает и размыкает сцепление. Роль водителя сводится лишь к выбору желаемого режима езды, а автоматика уже сама выбирает нужные передаточные числа и шестерни.

Роботизированные коробки чаще всего выпускаются с двумя дисками сцепления, один из которых отвечает за четные передачи, другой – за нечетные. Такой тип трансмиссии называется преселективным, то есть водитель выставляет нужную передачу, а все остальное делает электроника.

Вариаторная коробка передач – это образец КПП, построенной совершенно по другому принципу. Здесь нет шестеренок, вместо них установлены два конусоподобных шкива, между которыми натянут клиновидный ремень или цепь. Ремень передвигается по шкивам и в результате этого меняется передаточное число. Ход такой коробки передач очень плавный, правда использовано большое количество электроники. Вариатор называют также бесступенчатой трансмиссией.

Водителю не нужно выжимать сцепление и переходить с передачи на передачу. Селектор используется только для включения заднего хода, включение нейтрали и режима парковки.

Любой тип трансмиссии имеет свои подвиды, которые различаются количествами передач, конструкцией, принципами работы. На данный момент все больше людей склоняется к вариаторам и роботизированным КПП, хотя настоящий водитель должен без труда ездить с любой коробкой передач.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

назначение, устройство, виды и перспективы развития

Создание двигателя внутреннего сгорания способствовало развитию всех типов транспорта и даже появлению новых видов. Первые автомобили именовались самобеглыми колясками и имели достаточно примитивную конструкцию. Передача крутящего момента от силового агрегата на ведущие колеса происходила при помощи очень ненадежного ременного, а позднее и цепного привода.

Двигатели внутреннего сгорания, используемые на транспортных средствах, имеют относительно небольшой рабочий диапазон. При малой частоте вращения коленчатого вала силовой агрегат не развивает достаточной мощности и под нагрузкой просто глохнет. При больших оборотах резко возрастают нагрузки на детали, и мотор может просто пойти вразнос. Коробка перемены передач призвана обеспечить оптимальный режим работы двигателя в разных условиях.

Этот агрегат представляет собой редуктор, позволяющий в широком диапазоне изменять частоту оборотов и крутящий момент на ведущих колесах автомобиля. Такие механизмы не нужны на транспортных средствах, оснащенных электрическими и паровыми двигателями.

Тяговые характеристики данных силовых агрегатов позволяют обходиться без дополнительных устройств. В идеале двигатель может быть встроен непосредственно в колесо, в настоящее время уже существуют промышленные образцы приводов такого рода.

Термин коробка перемены передач в настоящее время практически не используется, вместо него применяется более современное название: коробка переключения передач.

Помимо основного назначения этот механизм выполняет еще ряд функций:

  • обеспечение реверса, иными словами, движения задним ходом;
  • разобщение работающего силового агрегата и трансмиссии во время длительной остановки или стоянки;
  • обеспечение условий для запуска двигателя.

Применение коробки переключения передач позволяет водителю автомобиля выбирать наиболее оптимальный режим работы силового агрегата в зависимости от внешних условий.

Проектированием и серийным изготовлением такого рода механизмов занимаются в основном производители автомобилей. Кроме того, в мире существует ряд компаний, специализацией которых является производство элементов трансмиссий и, в частности, коробок переключения передач:

  • Allison Engine Company;
  • BorgWarner Inc;
  • Delphi Corporation;
  • Robert Bosch GmbH;
  • Wulf Gaertner Autoparts AG;
  • ZF Friedrichshafen AG.

Указанные компании обычно выполняют заказы автопроизводителей, осуществляя при этом серийное изготовление оригинальных и лицензионных механизмов. Нередко они осуществляют опытно-конструкторские работы и участвуют в совместных проектах корпораций, занимаясь доводкой техники. Продукция данных производителей отличается высочайшим качеством и надежностью.

Классификация коробок переключения передач

В процессе развития автомобилестроения инженерами были предложены несколько типов механизмов, реализующих разные принципы действия и способы управления. Общепринятая в инженерной среде классификация коробок использует названные выше признаки в качестве отличительных:

По принципу работы коробки переключения передач делятся на три вида:

  • ступенчатые;
  • бесступенчатые;
  • комбинированные.

По способу управления устройством различают:

  • механические;
  • автоматические;
  • роботизированные.

Данная классификация не включает в себя некоторые типы коробок переключения передач, которые в силу ряда обстоятельств не получили широкого распространения.

Так, некоторые автомобили, предназначенные для людей с ограниченными физическими возможностями, оснащались полуавтоматическими трансмиссиями. По сути это обычная коробка с ручным переключением передач, агрегатированная с автоматизированным сцеплением.

В настоящее время многие автопроизводители в рамках экологических программ выпускают автомобили с гибридными силовыми установками. Конструкций таких машин достаточно много, используются самые разные схемы компоновки. В некоторых из них присутствуют коробки переключения передач, в других же в качестве привода используются электрические двигатели, не нуждающиеся в дополнительных устройствах для передачи крутящего момента.

Видео — виды коробок переключения передач автомобиля, их плюсы и минусы:

Подавляющее большинство коробок переключения передач представляют собой редуктор, с несколькими парами шестеренок. Изменение передаточного числа в них происходит дискретно, а число пар соответствует количеству ступеней.

В свою очередь, существует две основных конструктивные схемы механизмов такого рода: соосные и планетарные. Первая компоновка в основном применяется в механических коробках, а вторая – в автоматических.

Бесступенчатые механизмы называются вариаторами, в них изменение частоты вращения ведомого вала по отношению к ведущему происходит плавно без рывков. В них реализуется принцип передачи крутящего момента через промежуточный элемент, используя силу трения. Соответственно вариаторы классифицируются по типу передающего звена: клиноременные, клиноцепные, роликовые и шариковые передачи.

Механические

Агрегаты такого типа получили наибольшее распространение в Старом Свете ими оснащено около 80% от общего количества транспортных средств. В технических описаниях автомобилей механические коробки часто обозначаются аббревиатурой МКПП. Они отличаются простотой и высокой надежностью конструкции. Подробное описание принципа действия и устройства механической коробки можно найти здесь.

Вкратце работу агрегата можно описать следующим образом: на маховике двигателя установлен механизм сцепления. Ведомый диск его имеет возможность перемещаться вдоль ведущего вала в шлицах разной формы. Сцепление обеспечивает прерывание потока мощности в момент переключения передачи. Через первичный вал крутящий момент приводит в действие через постоянную главную передачу ведущий вал коробки.

На нем установлены и жестко зафиксированы шестерни по количеству передач и еще одна для заднего хода. В постоянном зацеплении с ними находятся соответствующие детали ведомого вала. Они свободно вращаются на подшипниках, а между ними имеются стопорные кольца с синхронизаторами. Эти детали выравнивают скорости вращения ведущих и ведомых шестерней между собой и обеспечивают зацепление при включении определенной передачи.

Перемещение муфты производится специальными вилками, которые приводятся в действие специальным механизмом. Защитой от одновременного включения двух передач является замок, исключающий перемещение других устройств. Водитель осуществляет управление работой коробки при помощи специального рычага, который может устанавливаться в разных точках салона:

  • на полу;
  • на центральной консоли;
  • на рулевой колонке;
  • на панели приборов.

Передача управляющего воздействия на МКПП может передаваться непосредственно либо через специальные тросовые механизмы или кулисы.

Роботизированные

Развитие электроники и появление достаточно надежных процессоров и контролеров сделало возможным их применение в выборе режимов работы трансмиссии автомобилей. Роботизированные коробки переключения передач представляет собой проверенную временем и надежную механику, управление которой осуществляется при помощи электронного блока.

Подробное описание устройства таких коробок и принципа их действия можно найти здесь. Отработка методики осуществлялась на болидах, специально созданных для участия в соревнованиях Формулы -1. В данных автомобилях сервоприводы управляют работой сцепления и переключениями передач. Время перемены передачи в них составляет от 0,01 до 0,02 с.

Существуют два способа управления функционированием роботизированной коробки передач: гидравлический и электрический. Первый вариант обеспечивает минимальное время срабатывания, но более сложен в изготовлении. Используется преимущественно на дорогих автомобилях бизнес-класса. Электрические сервомоторы применяются на бюджетных моделях и не могут похвастаться значительным быстродействием.

Основное достоинство роботизированных коробок переключения передач: жесткая механическая связь между двигателем и ведущими колесами. В сравнении с автоматическими коробками данный тип трансмиссии обладает лучшими характеристиками и меньшими потерями. Основным недостатком ее является высокая сложность и соответственно стоимость механизма.

Автоматические

Общепринятые обозначения агрегатов такого рода АКП или АКПП, они представляют собой целый комплекс устройств. В его состав входит гидромеханическое сцепление и планетарный редуктор. Данная конструкция позволяет создавать разные передаточные соотношения в зависимости от выбранного режима работы. Развернутое описание устройства и принципа работы АКП можно найти здесь.

Планетарный механизм состоит из двух шестерней – центральной и внешней, а также расположенных между ними сателлитов. Они устанавливаются на специальном узле – водиле. Детали могут фиксироваться относительно корпуса коробки при помощи специальных механизмов, по устройству аналогичных фрикционам сцепления или ленточным тормозам.

Управление работой АКПП осуществляется при помощи гидроприводов, при этом выбор режима производится селектором. Педаль акселератора на таких автомобилях не имеет прямой механической связи с дроссельной заслонкой двигателя. При нажатии на нее происходит изменение положения клапана в гидросистеме, которая управляет работой коробки.

Видео — как устроена автоматическая коробка передач:

На современных АКП выбор режима выполняется процессором, который способен адаптироваться под манеру вождения. Это позволило несколько уменьшить негативные стороны данного типа коробок переключения передач.

Так, резкое нажатие на педаль газа вызывает включение режима кикдаун, при котором переход на повышенную передачу происходит при значительно больших оборотах коленчатого вала. Разгонная динамика при этом значительно возрастает.

Вариаторы

Бесступенчатая передача обеспечивает силовому агрегату возможность работы на постоянных оборотах. Таким образом, достигаются максимальные показатели по мощности, экономичности или крутящему моменту в зависимости от выбранного режима.

Передача усилия от двигателя на ведущие колеса осуществляется без разрывов потока. С полным и точным описанием конструкции вариатора и принципа действия можно ознакомиться здесь.

Название этого устройства происходит от английского слова variable – переменная, которое входит в наименование конструкции. CVT расшифровывается как непрерывная переменная трансмиссия, что наилучшим образом характеризует ее работы. Предусмотренное конструкцией сцепление используется исключительно для запуска и обеспечения работы двигателя во время остановки.

Существует несколько разновидностей конструкций вариаторов:

  • клиноременный;
  • клиноцепной;
  • тороидальный.

В первом устройстве передача усилия осуществляется при помощи ремня, который находится между двумя направленными своими вершинами друг к другу конусами. Расстояние между ними изменяется в простейшем устройстве под воздействием центробежной силы, а в более сложных конструкциях под управлением электронного контролера.

Клиновый ремень проваливается к центру и соответственно меняется радиус зоны его соприкосновения со шкивом. Обратная картина наблюдается на другой части конструкции. В результате передаточное соотношение плавно изменяется. Клиноременные передачи используются на относительно небольших транспортных средствах скутерах.

Полимерные материалы не способны выдержать больших нагрузок, и малопригодны для автомобильных трансмиссий. Прочность клиноременной передачи увеличивается за счет использования пакета стальных пластин особой формы с вырезами, через которые пропущены синтетические соединительные элементы. Такие элементы применяются даже на относительно небольших кроссоверах модели Honda H-RV.

Большие усилия могут передавать торовые вариаторы, разработанные инженерами компании Ниссан. Данное устройство состоит из двух конусов с вогнутой поверхностью, находящихся на одной оси. Один из них является ведущим, а другой соответственно ведомым. Передача крутящего момента осуществляется через два ролика, которые соединяются их и образуют хорду. Наклоном этих элементов изменяются радиусы в точках соприкосновения и передаточное отношение.

Перспективы развития КПП

Объемы производства автомобилей постоянно нарастают, а продукция постоянно совершенствуется. Общие тенденции развития коробок перемены передач наглядно демонстрируют следующее:

  • Используемые конструктивные схемы усложняются и автоматизируются, яркий пример — роботизированная КПП.
  • Автоматические коробки переключения передач модернизируются для максимального снижения механических потерь — применение блокиратора.
  • Все более широкое использование вариаторов, как устройств, обеспечивающих оптимальные условия работы двигателя.

На общие тенденции развития автотранспорта оказывают большое влияние новые экологические требования и ограниченность запасов природных ресурсов. В частности, речь идет о жидких и газообразных углеводородах, которые служат сырьем для производства топлива. На смену двигателям внутреннего сгорания по логике вещей должны прийти электромоторы.

В настоящее время уже налажено серийное производство переходных моделей, так называемых гибридных автомобилей. Так, Lexus RX400h имеет мощный бензиновый двигатель, агрегатированный с вариатором, и два электромотора. Существуют и другие модели, где у ДВС нет прямой механической связи с ведущими колесами. В движение они приводятся электрическими двигателями.

Нужна ли промывка двигателя при замене масла? Однозначного ответа нет.

Как ездить на автоматической коробке передач здесь рассказано простыми словами.

Рассчитать маршрут на автомобиле (https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/interesnoe-dlya-voditelej/raschet-rasstoyanij.html) используя кратчайший или оптимальный путь.

Видео о гибридных автомобилях:


Виды автоматических коробок передач: автоматичекая, роботизированная, механическая

Сердце автомобиля — двигатель внутреннего сгорания, который производит мощную энергию. Эта энергия передается на колеса, приводя в движение транспортное средство. Посредником в этом процессе является коробка передач, которая способна передавать крутящий момент мотора на колеса, определяя скорость машины.

В зависимости от конструкции и принципа работы все коробки передач можно разделить на следующие виды:

  • Ступенчатые;
  • Бесступенчатые;
  • Комбинированные.

К ступенчатым можно отнести механическую и роботизированную коробку. Конструктивно более старой является механика, которая популярна среди большинства автолюбителей. Она бывает четырех, пяти, шести и более ступенчатой в зависимости от количества скоростей, которые необходимо переключать вручную, регулируя скорость движения. Механика — вариант наиболее привычный, надежный, простой по своей конструкции, а также по принципу работы. При умелой работе с рычагом переключения скоростей автомобиль становится органичным продолжением водителя, который чувствует машину. Одним из недостатков такой трансмиссии является необходимость часто переключать рычаг скоростей рукой, что значительно снижает концентрацию на управлении. Это особенно проблематично при движении на горных дорогах, поскольку в таких условиях требуется постоянно крутить руль.

Более современным вариантом трансмиссии стала роботизированная (автоматизированная) коробка. По своей сути это также механический вариант, который характеризуется автоматизацией работы сцепления, а также переключения скоростей. При этом внимание водителя может в большей степени фокусироваться на вождении. Отличительная особенность таких механизмов — двойное сцепление.

Ярким представителем бесступенчатой трансмиссии является вариатор, который характеризуется более мягким, плавным изменением передаточного числа по сравнению с предыдущими вариантами. Такая коробка имеет оптимальную динамику, она более легкая, экономная, однако значительно уступает механике по надежности. Также она менее долговечна.

Автоматическая коробка передач за счет своей конструкции и функциональных возможностей снижает роль водителя в управлении транспортным средством. Все задачи сцепления трансмиссии, которые выполняли правая рука и левая нога управляющего, решает гидротрансформатор. При такой системе прямая связь между двигателем и колесами отсутствует. Здесь на первый план выходят гидравлические системы, которые управляются электроникой.

Разновидности автоматических коробок передач

Последовательные (секвентальные) коробки передач, работающие последовательно вперед или назад. Электроника обеспечивает четкое, мягкое переключение скоростей, а водитель просто двигает рычаг, резко нажимая при этом на газ.

  • «Direct Shift Gearbox» (DSG) – эксклюзивная разработка инженеров компании Audi. Такой механизм соединяет ручную коробку с автоматическим вариантом. При движении не нужно выжимать сцепление, а достаточно просто передвинуть рычаг. Сцепление автоматически передвигается в зависимости от варианта езды.
  • Роботизированная коробка с двумя сцеплениями. Смягчает переключение передач, используется на спортивных автомобилях. По виду, по сути такая коробка напоминает механическую, но выжимать сцепление необходимо один раз при начале движения. В дальнейшем все происходит быстро, без ног. Такое приспособление используется на спортивных авто, поскольку работает достаточно шумно.
  • Steptronic, Tiptronic – универсальные автоматические коробки АКПП, которые при необходимости позволяют переключать скорости в ручном режиме. При этом сам процесс переключения более удобный. Это позволяет увеличить динамику автомобиля при спортивном стиле вождения.

Выбор определенного варианта коробки зависит от разных факторов. Во-первых, пользуется ли человек машиной один или это семейный автомобиль? Во-вторых, какой стиль вождения предпочитает водитель. В-третьих, по каким дорогам в большинстве случаев планируется эксплуатировать автомобиль.

Какую бы коробку вы не выбрали, ремонтировать ее будет просто! Все, что нужно для ремонта и ТО ищите на http://fortunaavto.com.ua/!

Виды и типы механических коробок передач автомобилей

В наше время многие водители переходят на АКПП, появились даже курсы вождения на автомате. И все же многие водители остаются приверженцами МКПП. У нее есть ряд преимуществ – это приемлемая цена, экономичный расход топлива, дешевое обслуживание, хороший разгон, устойчивость в условиях бездорожья и удобство буксировки. МКПП доказала свою надежность годами успешной эксплуатации. Работает она по принципу ступенчатого механизма. Рассмотрим основную классификацию механических коробок передач.

Существует два типа схем выполнения МКПП – двухвальные и трехвальные.

Двухвальные КПП чаще всего используются в переднеприводных автомобилях, а также в заднемоторном транспорте. Прямой передачи у них нет, как и промежуточного вала, только ведущий и ведомый. На валах находятся шестереночные блоки, которые зацепляют валы между собой. За каждую передачу отвечает только одна пара шестерен, что способствует повышению КПД, но снижает передаточное число, поэтому используются такие КПП только в легковых машинах.

Трехвальные же коробки имеют помимо основных валов еще и промежуточный. За каждую передачу отвечают по две пары шестерен. Принцип работы такой же, как и у двухвальных коробок. Как правило, шестерни используются не с прямыми зубцами, а с косыми, что обеспечивает высокую прочность и минимизирует шум.

Также МКП делятся на синхронизированные и несинхронизированные.

В несинхронизированной коробке режим переключения ручной. Переход муфты переключения с одной скорости на другую требует определенного времени, но существуют определенные меры, позволяющие переключать их быстрее с помощью педалирования сцепления и акселератора и регулирования режимов работы коробки. В легковом транспорте несинхронизированные МКП не используют начиная с 1940 г. Эти КП более выносливы при повышенных нагрузках, поэтому до сих пор применяются в спортивном авто- и мототранспорте. Также их до сих пор используют на сельскохозяйственной технике и тяжелом грузовом транспорте, где использование синхронизаторов невозможно по техническим причинам.

В синхронизированных КП процесс переключения передач частично автоматизирован благодаря синхронизаторам – устройствам, позволяющим выравнивать скорость шестеренок, не позволяя муфте включения переходить с одной на другую до момента выравнивания. В современном легковом транспорте передние передачи имеют синхронизаторы. Примечательно, что в автомобилях отечественного производства задняя передача, в основном, синхронизатора не имеет.


Что такое коробка передач? Типы, детали, работа [Изображения и PDF]

Из этой статьи вы узнаете , что такое коробка передач? типы коробки передач и как работает каждая коробка передач? Объясняется диаграммами . А также вы можете скачать файл формата PDF этой статьи.

Коробка передач и типы

Что такое коробка передач или трансмиссия?

Слово «трансмиссия» используется для обозначения устройства, расположенного между сцеплением и карданным валом.Это может быть коробка передач, преобразователь крутящего момента, повышающая передача, гидропривод или гидравлический привод.

Читайте также: Типы зубчатых колес [Классификация зубчатых колес] и зубчатых передач

Типы коробок передач

Ниже приведены типов коробок передач , используемых в современных автомобилях: -сетчатая коробка передач

  • Синхронизированная коробка передач
  • Планетарная коробка передач
  • Назначение трансмиссии

    Для чего используется коробка передач?

    Задача трансмиссии — обеспечить высокий крутящий момент во время трогания с места, подъема в гору, ускорения и буксировки груза.Когда транспортное средство трогается с места, поднимается в гору, ускоряется и сталкивается с другими препятствиями, на ведущих колесах требуется высокий крутящий момент.

    Следовательно, должно быть предусмотрено устройство, позволяющее коленчатому валу двигателя вращаться с относительно высокой скоростью, в то время как колеса вращаются с меньшей скоростью. Он заключен в металлический ящик, называемый коробкой передач . Скорость автомобиля также изменяется с помощью трансмиссии, поддерживающей частоту вращения двигателя с определенным пределом.

    Читайте также: 6 наиболее распространенных проблем с коробкой передач [которые могут привести к ненужному ремонту]

    Коробка передач с скользящей сеткой

    Это самый простой тип коробки передач.Расположение шестерен находится в нейтральном положении. Корпус редуктора и подшипник не показаны. Шестерня сцепления закреплена на валу сцепления. Он всегда остается соединенным с ведущей шестерней промежуточного вала.

    Три другие шестерни, такие как первая скорость, вторая скорость и передача заднего хода, также жестко закреплены на промежуточном валу или также известны как промежуточный вал. Две шестерни, установленные на шлицевом главном валу, могут перемещаться с помощью вилки переключения передач при работе рычага переключения передач.

    Шестерни соединены с соответствующими шестернями промежуточного вала.Промежуточная шестерня заднего хода закреплена на другом валу и остается соединенной с шестерней заднего хода промежуточного вала.

    Как работает редуктор со скользящим зацеплением?

    Нейтральная передача

    В этом положении передачи мощность двигателя не передается на заднюю ось. Когда шестерня находится в нейтральном положении, шестерня сцепления передает мощность на шестерню на промежуточном валу, а промежуточный вал не передает линейную мощность на главный вал. Поэтому выход редуктора разъединен с входом редуктора.

    Помните, что в нейтральном положении только шестерня вала сцепления зацепляется с шестерней промежуточного вала. Остальные шестерни свободны, поэтому главный вал коробки передач не вращается.

    Первая или тихоходная передача

    Первая или тихоходная передача, при нажатии на рычаг переключения передач большая шестерня на главном валу перемещается вдоль вала, чтобы зацепиться с первой шестерней промежуточного вала.

    При этом главный вал и вал сцепления вращаются в одном направлении.Поскольку меньшая шестерня промежуточного вала входит в зацепление с большей шестерней главного вала, получается передаточное отношение примерно 3:1.

    То есть вал сцепления проворачивается три раза за каждый оборот главного вала. К тому же редуктор в дифференциале на задних колесах создает более высокое передаточное число, примерно 12:1 между колесами и коленчатым валом двигателя.

    Читайте также: Что такое передаточное отношение и как его рассчитать и затем меньшая шестерня главного вала входит в зацепление со второй шестерней промежуточного вала.

    В редукторе второй передачи главный вал и вал сцепления вращаются в одном направлении. Получается передаточное отношение примерно 2:1. Редуктор дифференциала увеличивает это передаточное число примерно до 8:1 .

    Третья высшая или повышенная передача

    Третья высшая или повышенная передача. При нажатии рычага коленчатого вала вторые шестерни главного вала и промежуточного вала выводятся из зацепления, а затем вторая и высшая шестерни главного вала прижимаются в осевом направлении к шестерне вала сцепления.

    Наружные зубья шестерни вала сцепления входят в зацепление с внутренними зубьями второй передачи и высшей передачи. Главный вал вращается вместе с валом сцепления и получается передаточное отношение 1:1. Дифференциальный редуктор обеспечивает передаточное отношение примерно 4:1 между коленчатым валом двигателя и колесами.

    Шестерня заднего хода

    Шестерня заднего хода. При нажатии рычага коленчатого вала большая шестерня главного вала входит в зацепление с промежуточной шестерней заднего хода. Промежуточная шестерня заднего хода всегда находится в зацеплении с шестерней заднего хода промежуточного вала.

    Помещая промежуточную шестерню между шестерней заднего хода промежуточного вала и большей шестерней главного вала, главный вал вращается в направлении, противоположном направлению вала сцепления. Это изменяет вращение колес с прямого на обратное, так что автомобиль движется назад.

    Читайте также: 9 различных типов муфт

    Коробка передач с постоянным зацеплением

    В этом типе коробки передач все шестерни главного вала находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала (промежуточного вала).Как показано на рисунке, на главном валу установлены две кулачковые муфты.

    Одна кулачковая муфта расположена между шестерней сцепления и второй шестерней, а другая — между первой шестерней и шестерней заднего хода. Все шестерни свободны на шлицевом главном валу.

    Кулачковая муфта скользит по главному валу и вращается вместе с ним. С ним фиксируются все шестерни на промежуточном валу. Когда левосторонняя кулачковая муфта скользит влево через рычаг переключения передач, она входит в зацепление с шестерней сцепления, и достигается передача максимальной скорости.

    Когда левая муфта бревна входит в зацепление со второй передачей, получается вторая передача. Аналогичным образом, сдвинув правую кулачковую муфту влево и вправо, можно получить первую передачу и передачу заднего хода.

    В этом типе редуктора все шестерни находятся в постоянном зацеплении, они защищены от повреждений и при их включении и выключении не возникает неприятного скрежета.

    Полное описание коробки передач с постоянным зацеплением

    Коробка передач с синхронизатором

    В коробках передач современных автомобилей используются косозубые шестерни и синхронизаторы, которые синхронизируют вращение шестерен, находящихся в зацеплении.Это устраняет столкновение шестерен и облегчает переключение передач.

    Этот тип редуктора похож на редуктор с постоянным зацеплением. коробка передач с синхронизатором снабжена синхронизирующим устройством, с помощью которого две шестерни, подлежащие включению, сначала входят в фрикционный контакт, который регулирует их скорость, после чего они легко включаются.

    В большинстве автомобилей синхронизаторы установлены не на всех передачах. Они устанавливаются только на верхние шестерни. Задняя передача, а в некоторых случаях и первая передача не имеют синхронизаторов.Потому что они предназначены для включения, когда автомобиль неподвижен.

    При перемещении рычага переключения передач конус синхронизатора встречается с таким же конусом на шестерне. За счет трения вращающаяся шестерня вынуждена вращаться с той же скоростью, что и блок синхронизатора. Чтобы обеспечить принудительный привод, дальнейшее движение рычага переключения передач позволяет муфте перекрыть несколько подпружиненных шариков, и муфта входит в зацепление с собачками при движении шестерни.

    Поскольку и шестерня, и синхронизатор движутся с одинаковой скоростью, это зацепление необходимо перед зацеплением собачьих зубьев, чтобы у конусов была возможность привести синхронизатор и шестерню к одинаковой скорости.

    Планетарная коробка передач

    В обычной передаче оси различных шестерен фиксированы, а движение шестерен просто вращается вокруг их собственных осей. В планетарной передаче по крайней мере одна шестерня вращается не только вокруг своей оси, но и вращается вокруг какой-либо другой оси.

    Эти типы коробок передач являются наиболее широко используемыми системами автоматических трансмиссий. В системе автоматической трансмиссии есть только акселератор и тормоз. Таким образом, на автомобиле не будет ни педали сцепления, ни рычага переключения передач.

    Конструкция эпициклического редуктора :

    Планетарная передача. На рисунке показан вид спереди и вид сбоку на редуктор. Этот тип редуктора имеет три шестерни, солнечную шестерню, планетарную шестерню и зубчатый венец. Солнечная шестерня установлена ​​на валу солнечной шестерни. Планетарная шестерня установлена ​​на водиле планетарной передачи, а зубчатый венец установлен на валу водила планетарной передачи.

    Зубчатый венец имеет внутренние шестерни, которые входят в зацепление с планетарной шестерней и вращаются вместе с ней.В эпициклическом редукторе это устройство блокировки шестерни. Если одна передача заблокирована, оставшиеся две передачи будут действовать как вход и выход. Например, если солнечная шестерня заблокирована, зубчатый венец и планетарная шестерня действуют как входной и выходной элементы.

    Это типичное расположение будет доступно для одновременной блокировки шестерни и получения выходной мощности от любой шестерни и подачи входной мощности на любую шестерню, поэтому такое расположение будет доступно.

    Таким образом, заблокировав чью-либо передачу, мы можем получить совсем другую скорость.Особенность этого конкретного планетарного редуктора заключается в том, что мы можем достичь более широкого диапазона вариаций скорости.


    Спасибо, что прочитали.

    Вот и все. Мы обсудили все четыре различных типа коробки передач , но если у вас остались какие-либо вопросы по этой статье, вы можете задать их в комментариях, я вам отвечу. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

    А также вы можете скачать бесплатный файл PDF этой статьи, нажав ниже.

    Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о наших новых инженерных статьях.

    Читать дальше: Что такое 6 наиболее распространенных проблем с коробкой передач [которые приводят к ненужному ремонту]

    Типы шестерен [Классификация шестерен]

    В этой статье вы узнаете что такое шестерня и как она работает , типы зубчатых колес и различные типы зубчатых передач .

    Зубчатые колеса и типы зубчатых колес

    Когда возникает проблема с зубчатым колесом, все может остановиться из-за этого, важно, чтобы вы понимали, как работают зубчатые колеса , чтобы поддерживать их работу в связанном с ними оборудовании.

    Зубчатое колесо может быть определено как зубчатое колесо, которое может быть зацеплено с другим зубчатым колесом для передачи энергии, что приводит к изменению скорости и направления движения. Он широко используется в механических устройствах. Зубья шестерни обычно вырезаются на колесах, цилиндрах или конусах.

    Многие устройства, которые мы используем в повседневной жизни, имеют собственный принцип работы. Зуб и колесо зубчатого колеса являются рабочими частями всех видов зубчатых колес . различных типа передач используются для передачи энергии различными способами и в разных направлениях.

    Зубчатое колесо — это компонент передаточного устройства, передающий вращательное усилие на другое зубчатое колесо или устройство. Шестерня отличается от шкива тем, что шестерня представляет собой круглое колесо, зубья которого входят в зацепление с другими зубьями шестерни. Позволяет полностью передать силу без проскальзывания.

    В зависимости от конструкции и расположения редукторы могут передавать силы с различной скоростью, крутящим моментом или в другом направлении от источника энергии.

    Чаще всего одна шестерня входит в зацепление с другой шестерней.Чтобы преодолеть проблему проскальзывания, как и в ременных передачах, используются шестерни, которые обеспечивают принудительную передачу с постоянной угловой скоростью.

    Читайте. Елочные шестерни.

  • Перпендикулярная ось зубчатых передач
    1. Разведка перпендикулярная ось
    2. Пересечение Перпендикулярная ось шестерня
  • Пересекающиеся шестерни
    1. Спиральные зубчатые шестерни
    2. Конические зубчатые шестерни
  • Непересекающиеся и непараллельные шестерни.
    1. Червячные передачи
  • Реечные передачи
  • Зубчатые передачи или зубчатые колеса могут быть классифицированы в соответствии с осями двух валов, между которыми передается движение. Типы зубчатых колес определяются в зависимости от применения, в котором они будут использоваться.

    1. Шестерни с параллельными осями

    В этой передаче типа оси обеих шестерен стремятся быть параллельными друг другу. Типы зубчатых колес, которые входят в эту систему, являются зубчатыми колесами:

    1. Цилиндрические зубчатые колеса
    2. Косозубые зубчатые колеса
    3. Двойные косозубые или шевронные зубчатые колеса.
    Применение цилиндрических зубчатых колес

    Типичными областями применения прямозубых и косозубых передач являются автомобильные коробки передач, промышленные коробки передач и т. д. Некоторые из областей применения шевронных зубчатых колес относятся к редукторам, используемым для сталепрокатных заводов и т. д.

    2. Шестерни с перпендикулярной осью

    В этой передаче типа оси шестерен стремятся быть перпендикулярными друг другу. В этом типе передач их тоже два.это:

    1. Непересекающаяся перпендикулярная ось
    2. Пересекающаяся перпендикулярная ось шестерни
    1. Непересекающаяся перпендикулярная ось

    В этом типе две перпендикулярные оси передачи не пересекаются друг с другом. К этой категории относятся два типа зубчатых передач: червячная передача и гипоидная передача .

    Некоторые типичные области применения червячных передач — пассажирские лифты, используемые в зданиях. Другое типичное применение гипоидного редуктора — задняя ось автобусов, грузовиков и большегрузных автомобилей.

    2. Шестерня с перпендикулярной осью пересечения

    В этом типе перпендикулярная ось шестерни имеет тенденцию пересекаться в определенной точке. Типы зубчатых колес, которые подпадают под это, — это прямое коническое зубчатое колесо, спирально-коническое зубчатое колесо и зубчатое колесо. типичным применением прямой конической передачи является дифференциальный механизм в автомобиле.

    Читайте также: что такое соотношение передач и как рассчитать передаточное число

    Классификация передач

    Различные типы передач классифицируются следующим образом:

    1. SPUR Gear : для параллельных осей шахты
    2. Косозубые шестерни : Для параллельных и непараллельных и непересекающихся осей валов.
    3. Спиральные шестерни : Для непараллельных и пересекающихся осей вала.
    4. конические зубчаты : для пересекающихся осей вал
    5. червячная шестерня : для непараллельных и непланарных осей вал
    6. стойка и шестерня : для преобразования ротационного движения в линейное движение

    1. Spur Зубчатое колесо

    Цилиндрическое зубчатое колесо является наиболее распространенным и простым типом зубчатого колеса. Обычно используется для передачи вращательного движения между параллельными валами.Цилиндрическое зубчатое колесо является лучшим вариантом для зубчатых колес, за исключением случаев, когда скорость, нагрузки и передаточные числа указывают на другие варианты.

    Имеют прямые зубья и устанавливаются на параллельные валы. Их общая форма — цилиндр или диск. Зубья выступают радиально, и с этими «прямолинейными шестернями». Когда две прямозубых шестерни разных размеров входят в зацепление друг с другом, большая шестерня называется колесом, а меньшая шестерня называется шестерней.

    В простой зубчатой ​​передаче из двух прямозубых цилиндров входное движение и усилие приложены к ведущей шестерне.Ведущая шестерня вращает ведомую шестерню без проскальзывания.

    Читайте также: Цепные передачи и типы цепей

    2. Косозубые шестерни

    Косозубые шестерни предлагают усовершенствование по сравнению с цилиндрическими шестернями. Зубья косозубой шестерни не параллельны оси вращения, а расположены под углом винтовой линии. Косозубые шестерни могут быть зацеплены в параллельном или скрещенном направлении.

    Наряду с параллельным косозубым зубчатым колесом каждая пара зубьев сначала контактирует с одной точкой на одной стороне зубчатого колеса.Движущаяся кривая контакта постепенно увеличивается относительно поверхности зубов до максимума, а затем возвращается обратно, пока зубы не достигнут контакта в одной точке на противоположной стороне.

    Из-за угловых зубьев косозубой шестерни они снижают шум и напряжение в шестернях, большинство шестерен в вашем автомобиле являются косозубыми. Использование косозубых передач показано, когда применение связано с высокими скоростями, большой передачей мощности или когда не важен шум.

    3. Конические шестерни

    Зубья конических шестерен нарезаны на конус вместо заготовки цилиндра.они используются парами для передачи вращательного движения и крутящего момента, когда валы конической шестерни находятся под прямым углом (90 градусов) друг к другу. Когда две конические шестерни имеют оси под прямым углом и одинаковые размеры, они называются угловыми шестернями.

    Коническая передача передает мощность между двумя пересекающимися валами под любым углом или непересекающимся валом. они классифицируются как прямозубые и спирально-зубчатые, конические и гипоидные. Это шестерни, вырезанные из конических заготовок и соединяющие пересекающиеся оси валов.

    Соединительный вал обычно расположен под углом 90°, и иногда один вал приводит в движение коническую шестерню, которая установлена ​​на сквозном валу, что приводит к образованию двух выходных валов.Точка пересечения вала называется вершиной и зубьями, если две шестерни сходятся в вершине.

    Читайте также: Передача мощности с помощью канатной передачи и [типов канатов]

    4. Реечная передача

    Реечная передача представляет собой пару шестерен, которые преобразуют вращательное движение в поступательное и наоборот наоборот Круглая шестерня, называемая «шестерней», входит в зацепление с зубьями линейной «шестерни», называемой «рейкой».

    Вращательное движение, приложенное к шестерне, приведет к смещению рейки в сторону до предела ее хода.Диаметр шестерни определяет скорость, с которой рейка движется при вращении шестерни.

    Реечная передача обычно используется в рулевом механизме автомобилей или других колесных управляемых транспортных средств. В зубчатой ​​железной дороге вращение шестерни, установленной на локомотиве или дрезине, зацепляет рейку между рельсами и тянет поезд по крутому склону, такие станки, как токарный станок, сверлильный станок, планировочный станок.

    5. Гипоидная шестерня

    Гипоидная шестерня в некоторых отношениях похожа на спирально-коническую шестерню.Например, гипоидные шестерни имеют форму спиральных конических шестерен, а высокие точки используются на валах с поперечной осью, как наборы конических шестерен.

    Но в отличие от конических передач валы гипоидных передач не совпадают друг с другом, а смещены. Это смещение позволяет гипоидным шестерням иметь всего пять зубьев в наборе шестерен с высоким передаточным числом, в то время как различные конические шестерни типа обычно имеют не менее 10 зубьев, по мнению

    Меньшее количество зубьев на гипоидной шестерне означает что с гипоидным зубчатым колесом можно получить более высокие передаточные числа, чем с коническим зубчатым колесом тех же размеров.

    6. Червяк и червячное колесо

    Расположение шестерен, показанное на рисунке, называется червяком и червячным колесом. Эти два элемента называются червячным винтом и червячным колесом.

    Шестерня с одним зубом называется червячным колесом. Зуб в виде винтовой нарезки называют червяком. Червячное колесо представляет собой косозубую шестерню с наклонными зубьями, так что они могут входить в зацепление с нитевидным червяком.

    Это колесо передает крутящий момент и вращательное движение под прямым углом.Червяк может легко провернуть шестерню, но шестерня не может провернуть червяк. Это связано с тем, что угол червяка настолько мал, что шестерня пытается его раскрутить. Червячные механизмы работают очень тихо.

    Используется для передачи мощности между ведущими валами, оси которых расположены под прямым углом и не компланарны, как показано на рис. Червячные передачи используются в станках, когда необходимы большие передаточные числа.

    Обычно червячные передачи имеют передаточное число 20:1 и даже до 300:1 и выше.Эта функция полезна для таких машин, как конвейерные системы, в которых функция блокировки может действовать как тормоз конвейера, когда двигатель не вращается.

    Типы зубчатых передач

    Зубчатая передача — это механическая система, образованная установкой шестерен на раме. Как упоминалось выше, когда две или более шестерни входят в зацепление для передачи мощности от одного вала к другому, такое устройство называется набором шестерен или зубчатой ​​передачей.

    Иногда две или более шестерни зацепляются друг с другом для передачи мощности от одного вала к другому, такая комбинация называется «зубчатая передача колеса».

    Кроме того, каждая шестерня, как правило, прикреплена к валу, часто шестерни, которые находятся в зацеплении друг с другом, будут разных размеров, в этом случае меньшая шестерня называется шестерней, а большая — просто шестерней.

    Ниже приведены различные типы передач поездов:

    1. Simple Gear Train
    2. Составные шестереные поезда
    3. Reverted Gear Tears
    4. EpicyClic Gear Tears

    1. Простые шестерины

    в этих типах зубчатых передач , расстояние между двумя колесами велико, движение от одного колеса к другому передается за счет наличия одного или нескольких промежуточных колес, как показано на фигуре.

    Когда количество промежуточных колес нечетное, движение ведущего и ведомого будет таким, как показано на рисунке. Если количество промежуточных колес четное, движение ведомого будет в направлении, противоположном водителю, как показано на рисунке.

    2. Составная зубчатая передача

    В составной зубчатой ​​передаче к каждому промежуточному валу прикреплены два колеса. Эти колеса имеют одинаковую скорость. Одно колесо с осушителем, а другое колесо с толкателем, прикрепленным к следующему валу.

    3. Реверсивно-зубчатые передачи

    Когда оси первого и последнего колес соосны, цепь известна как «реверсивно-зубчатая передача», как показано на рис. Поскольку движение первого и последнего колеса одинаково, предусмотрено составное колесо. Так как расстояние между центрами валов 1 и 2 так же как и 3 и 4 одинаковое.

    Планетарная зубчатая передача, оси вала, на котором установлены шестерни, перемещаются относительно неподвижной оси. На рисунке показана простая планетарная или планетарная передача.

    Здесь колесо A и рычаг C имеют общую ось в точке O1, вокруг которой они могут вращаться. Колесо B входит в зацепление с колесом A и имеет свою ось на плече в точке O2, вокруг которой колесо B может вращаться. Если колесо А зафиксировано, а рычаг вращается, поезд становится «эпициклической зубчатой ​​передачей».

    Загрузить PDF-файл этой статьи


    Заключение

    Итак, теперь мы надеемся, что развеяли все ваши сомнения относительно типов зубчатых передач. Если у вас все еще есть сомнения по поводу « типов шестерен », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.

    У нас также есть сообщество Facebook для вас, ребята. Если вы хотите, вы можете присоединиться к нашему сообществу, вот ссылка на нашу группу в Facebook.

    Вот и все, спасибо за прочтение. Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями. Если у вас есть какие-либо вопросы по какой-либо теме, вы можете задать их в разделе комментариев.

    Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о новых публикациях.

    Читать далее:

    Типы шестерен | Рекснорд

      Промышленность Приложения Продукция Rexnord
    Цилиндрическое зубчатое колесо
    • Еда
    • Напиток
    • Автомобилестроение
    • Лес
    • Энергия
    • Обращение с агрегатом
    • Небольшие конвейеры
    • Оборудование для обработки пакетов
    • Сельскохозяйственная техника
    • Планетарные передачи
    • Автомобилестроение
    Винтовая шестерня
    • Цемент
    • Еда
    • Напиток
    • Горнодобывающая промышленность
    • морской
    • Энергия
    • Лес
    • Транспортировка сыпучих материалов
    • Конвейеры от средних до больших
    • Мешалки
    • Большие насосы
    • Очистка воды
    • Дробилки
    Двойная косозубая шестерня
    • Горнодобывающая промышленность
    • морской
    • Тяжелая промышленность
    • Фрезерование
    • Паровые турбины
    • Силовая установка корабля
     
    Шестерня «елочка»
    • Горнодобывающая промышленность
    • морской
    • Тяжелая промышленность
    • Фрезерование
    • Паровые турбины
    • Силовая установка корабля
     
    Коническая шестерня
    • Цемент
    • Еда
    • Напиток
    • Горнодобывающая промышленность
    • Энергия
    • Транспортировка сыпучих материалов
    • Конвейеры от средних до больших
    • Мешалки
    • Дробилки
    • Очистка воды
    Червячная передача
    • Еда
    • Напиток
    • Автомобилестроение
    • Лес
    • Энергия
    • Обращение с агрегатом
    • Небольшие конвейеры
    • Оборудование для обработки пакетов
    • Сельскохозяйственная техника
    Гипоидный редуктор
    • Цемент
    • Еда
    • Напиток
    • Горнодобывающая промышленность
    • Энергия
    • Транспортировка сыпучих материалов
    • Малые и средние конвейеры
    • Маленькие мешалки
    • Дробилки
    • Очистка воды
     

    Узнайте о полной линейке продуктов Gear от Rexnord.По техническим вопросам и поддержке звоните по телефону 1-866-REXNORD, чтобы поговорить с одним из наших технических экспертов.

    Робин Олсон

    Робин является директором по разработке приложений в Rexnord Industries, Gear Group. В 1995 году Робин присоединилась к компании Falk, которая была приобретена Rexnord в 2005 году, и ранее в течение своей карьеры работала в группах инженерно-технических услуг, гарантии, разработки продуктов и морских продуктов.Она активно работает в Американской ассоциации производителей зубчатых колес (AGMA), действуя в качестве члена Комитета по рейтингу косозубых зубчатых колес, председателя подкомитета AGMA 925 (повреждение поверхности зубчатых колес) и имеет честь выступать в качестве представителя США в рабочих группах ISO 6. (расчет передач) и 15 (микропиттинг). Робин имеет степень бакалавра физических наук Университета Висконсина в Лакроссе и степень магистра физических наук Университета Висконсина в Мэдисоне.

    типов коробок передач | Rexnord

    Что такое расположение вала коробки передач?

    Расположение вала на зубчатой ​​передаче — это расположение концов высокоскоростного и низкоскоростного вала относительно друг друга.Это продиктовано положением двигателя и приводного оборудования и иногда ограничено физическим пространством приложения.

    Ориентация высокоскоростных и низкоскоростных валов, поскольку они относятся к наименованию различных типов зубчатых передач, может показаться очень простой, но есть причины, по которым вы должны выбрать один из других при выборе лучшей коробки передач для вашего приложения. Основным фактором, определяющим выбор типа редуктора, является ограниченное пространство в системе. Поскольку валы ориентированы по-разному, ваше приводное оборудование или двигатель будут находиться в другом месте в зависимости от того, какой тип зубчатой ​​передачи выбран.

    Изучите различные типы зубчатых передач

    В общем, существует три разных типа редукторов: концентрические, параллельные и прямоугольные. Четвертый тип, называемый креплением на валу, также используется в ситуациях, когда приложения находятся в конфигурации, в которой они не могут быть установлены на лапах. Мы обсудим монтажные позиции более подробно позже в этом посте.

    Просмотрите приведенную ниже таблицу для обзора каждого диска, а затем читайте дальше, чтобы узнать больше о каждом диске, а также об отраслях и приложениях, в которых они используются.

    Тип коробки передач Устройство вала Крепление
    Концентрический Высокоскоростные и тихоходные валы находятся в одной горизонтальной и вертикальной плоскости На лапах
    Параллельный Высокоскоростные и тихоходные валы находятся в одной горизонтальной плоскости и параллельны друг другу На лапах
    Прямоугольный Высокоскоростные и низкоскоростные валы расположены под углом 90 градусов На лапах
    Крепление вала Редуктор устанавливается непосредственно на ведомый вал и поддерживается им На валу

    Концентрический редуктор

    Концентрическая коробка передач, также называемая линейной зубчатой ​​передачей, представляет собой коробку передач, в которой высокоскоростные и низкоскоростные валы находятся в одной и той же горизонтальной и вертикальной плоскостях.Эти агрегаты позволяют размещать несколько агрегатов в ряд благодаря прямолинейному выравниванию их валов. Планетарная коробка передач представляет собой тип концентрической линейной зубчатой ​​передачи, которая обычно используется в приложениях, требующих более высокого крутящего момента из-за ее прочной конструкции.

    Посмотреть линейку концентрических зубчатых передач Rexnord.

    Параллельный редуктор

    Параллельная зубчатая передача — это передача, в которой валы высокой и низкой скорости находятся в одной горизонтальной плоскости и параллельны друг другу.Коробки передач с параллельными валами обычно выбирают для приложений с высоким крутящим моментом и высокой мощностью.

    Посмотреть изделия Rexnord с параллельными редукторами.

    Прямоугольный редуктор

    Прямоугольная зубчатая передача — это такая, в которой высокоскоростной и низкоскоростной валы расположены под углом 90 градусов или под прямым углом. Эти приводы часто используются на конвейерах или в других приложениях, требующих, чтобы приводное оборудование располагалось рядом с приводным оборудованием.Ориентация под углом 90 градусов также делает прямоугольные зубчатые передачи идеальными при использовании большого привода, который устанавливается непосредственно на вал, чтобы минимизировать нагрузки на изгиб вала.

    Прямоугольная вертикальная передача представляет собой прямоугольную зубчатую передачу с низкоскоростным валом, ориентированным в вертикальном направлении. Обычно он используется для смешивания или дробления с зубчатой ​​передачей, установленной над или под оборудованием.

    Посмотреть линейку прямоугольных редукторов Rexnord.

    Крепление коробки передач

    Существует два способа установки редуктора в систему: на лапах или на валу.Как и расположение вала, монтаж определяется пространством и ограничениями конструкции в системе. Зубчатые передачи на лапах крепятся к фундаменту или опорной плите через отверстия под болты в лапах. Это может показаться простым, но для этого требуется, чтобы фундамент был достаточно жестким, чтобы поддерживать привод и крутящий момент, проходящий через него. Эти приводы чувствительны к мягкой опоре, состоянию, которое возникает, когда опоры не выровнены друг с другом, что вызывает несоосность между валами. Приводы на лапах также должны быть на фундаменте, который хорошо соединен с фундаментом двигателя и приводимого оборудования.Это предотвращает перемещение оборудования независимо друг от друга, что также вызывает перекос и вибрацию.

    Если нет возможности установить фундамент для двигателя, редуктора и ведомого оборудования в приложении, редуктор может быть установлен на валу в приложении. При этом тихоходный вал шестеренчатой ​​передачи жестко связан с валом ведомого оборудования. Это можно сделать, сделав низкоскоростной вал зубчатой ​​передачи полым и закрепив его вокруг сплошного вала приводного оборудования с помощью втулки и стопорной пластины.Также это можно сделать с помощью жесткой фланцевой муфты, соединяющей между собой проданные валы шестеренчатого привода и ведомого оборудования.

    Когда зубчатая передача установлена ​​на валу, она зависает в пространстве за счет низкоскоростного соединения вала. Двигатель может быть напрямую соединен с зубчатой ​​передачей через адаптер, ковш или поворотное основание. Он также может быть установлен сверху или рядом с редуктором с помощью ремней или цепей. Система зубчатого привода и двигателя будет стремиться вращаться вокруг низкоскоростного вала зубчатого привода, поэтому для крепления болтами к какой-либо конструкции и предотвращения вращения требуется динамометрический рычаг.

    Со временем термин «крепление на валу» стал почти синонимом относительно небольших зубчатых передач, разработанных без опор для легких транспортных приложений.

    Узнайте о редукторе Rexnord Quaddrive с валом.

    Отрасли, области применения и продукты по типу коробки передач

      Промышленность Приложения Продукт Rexnord
    Концентрический
    • Сельское хозяйство
    • Автомобилестроение
    • Цемент
    • Энергия
    • Лес
    • Горнодобывающая промышленность
    • Транспортировка сыпучих материалов для тяжелых условий эксплуатации
    • Специально для тяжелонагруженных процессов
    • Очистка воды
    • Заполнители и строительное оборудование
    • Транспортировка зерна
    Параллельный
    • Сельское хозяйство
    • Автомобилестроение
    • Цемент и заполнитель
    • Энергия
    • Горнодобывающая промышленность
    • Целлюлозно-бумажная промышленность
    • Транспортировка
    • Реклаймеры/штабелеры
    • Дробилки
    • Мельницы
    • Питатели
    • Насосы
    • Сушилки
    • Миксеры/блендеры
    • Мешалки
    • Погрузчики/разгрузчики
    • Лифты
    Прямоугольный
    • Автомобилестроение
    • Еда и напитки
    • Цемент
    • Лес
    • Горнодобывающая промышленность
    • Транспортировка
    • Реклаймеры/штабелеры
    • Дробилки
    • Мельницы
    • Питатели
    • Насосы
    • Сушилки
    • Миксеры/блендеры
    • Мешалки
    • Погрузчики/разгрузчики
    • Лифты
    Крепление вала
    • Цемент и заполнитель
    • Песок-гравий
    • Горнодобывающая промышленность
    • Зерно
    • Обработка багажа/посылки
    • Поиск Pic-Pac
    • Энергия
    • Металлообработка
    • Транспортировка от легких до средних
    • Ленточные конвейеры
    • Классификаторы
    • Сепараторы

    При выборе и определении размера зубчатой ​​передачи имейте в виду, что ориентация валов и тип монтажа должны использоваться для полной спецификации зубчатой ​​передачи.Узнайте больше о нашей полной линейке зубчатых передач.

    Робин Олсон

    Робин является директором по разработке приложений в Rexnord Industries, Gear Group. В 1995 году Робин присоединилась к компании Falk, которая была приобретена Rexnord в 2005 году, и ранее в течение своей карьеры работала в группах инженерно-технических услуг, гарантии, разработки продуктов и морских продуктов.Она активно работает в Американской ассоциации производителей зубчатых колес (AGMA), действуя в качестве члена Комитета по рейтингу косозубых зубчатых колес, председателя подкомитета AGMA 925 (повреждение поверхности зубчатых колес) и имеет честь выступать в качестве представителя США в рабочих группах ISO 6. (расчет передач) и 15 (микропиттинг). Робин имеет степень бакалавра физических наук Университета Висконсина в Лакроссе и степень магистра физических наук Университета Висконсина в Мэдисоне.

    6 типов промышленных редукторов и их наиболее типичные области применения

    6 типов промышленных редукторов и их наиболее типичные области применения

    Дата: 30 октября 2017 г.

    Промышленный редуктор представляет собой замкнутую систему, передающую механическую энергию на выходное устройство.Коробки передач могут изменять свою скорость, крутящий момент и другие параметры для преобразования энергии в пригодный для использования формат. Редукторы используются в различных устройствах для самых разных целей. Эти машины могут замедлять скорость вращения для увеличения крутящего момента и скорости. Далее будут объяснены некоторые из различных типов промышленных редукторов и то, как они обычно используются.

    Цилиндрический редуктор

    Цилиндрический редуктор является маломощным потребителем и имеет компактные размеры. Это оборудование используется для широкого спектра промышленных применений, но, как правило, в тяжелых условиях эксплуатации.Винтовой редуктор популярен в производстве пластмасс, цемента, резины и других тяжелых промышленных установок. Это полезно в дробилках, экструдерах, охладителях и конвейерах, которые являются приложениями с низким энергопотреблением.

    Винтовой редуктор уникален тем, что он фиксируется под углом, который при движении позволяет большему количеству зубьев взаимодействовать в одном направлении. Это обеспечивает постоянный контакт в течение заданного периода времени. Винтовой редуктор экструдера используется, когда необходимо максимизировать жесткость на кручение и обеспечить низкий уровень шума.Экструзионные редукторы используются в производстве пластмасс и в машинах, требующих большой механической мощности.

    Коаксиальный винтовой ряд

    Коаксиальный цилиндрический редуктор идеально подходит для тяжелых условий эксплуатации. Коаксиальные спиральные ряды известны своим качеством и эффективностью. Они изготавливаются с высокой степенью спецификации, что позволяет максимально увеличить нагрузку и передаточное число.

    Коническо-цилиндрический редуктор

    Важнейшей особенностью этого типа редуктора является изогнутый набор зубьев, расположенных на конусообразной поверхности рядом с ободом узла.Коническо-винтовой редуктор используется для обеспечения вращательных движений между непараллельными валами. Они обычно используются в карьерах, в горнодобывающей промышленности и на конвейерах.

    Косозубая косозубая коробка передач

    Косозубый цилиндрический редуктор отличается жесткой и монолитной конструкцией, что позволяет использовать его при больших нагрузках и других применениях. Эти промышленные редукторы обладают механическими преимуществами, если они установлены на правильном выходном валу двигателя. Они легко настраиваются в зависимости от количества зубов и шестерен.Поэтому обычно можно найти подходящий для ваших нужд.

    Червячные редукторы

    Червячные редукторы

    используются для тяжелых условий эксплуатации. Червячные редукторы применяют, когда требуется повышенное снижение скорости между непересекающимися валами со скрещенными осями. В этом типе промышленного редуктора используется червячное колесо большого диаметра. Червяк или винт входит в зацепление с зубьями на периферийной части редуктора. Вращательное движение червяка заставляет колесо двигаться аналогично из-за винтового движения.Большинство этих промышленных редукторов используются в тяжелой промышленности, такой как производство удобрений, химикатов и полезных ископаемых.

    Планетарный редуктор

    Планетарный редуктор идеален благодаря своей долговечности, точности и отличной функциональности и отличается высокой точностью применения. Этот тип редуктора увеличивает срок службы вашего оборудования и оптимизирует производительность. Планетарные редукторы бывают сплошного полого формата или с различными вариантами монтажа, включая фланец, вал или опору.

    Для получения дополнительной информации о промышленных редукторах

    В Amarillo Gear Service мы работаем с нашими клиентами, чтобы их промышленные редукторы оставались в рабочем состоянии в течение всего срока их службы. Мы гарантируем, что каждая единица, которую мы отремонтируем и отремонтируем, покинет наши объекты практически в новом состоянии. Если мы замечаем потенциальные причины сбоя на этапе ремонта, мы немедленно уведомляем клиентов. В результате многие из наших промышленных редукторов работают лучше после их возврата и менее подвержены повреждениям или дальнейшим проблемам.

    Amarillo Gear Service — подразделение компании Amarillo Gear Company, непрерывно работающей с 1917 года. Если вам нужен недорогой и качественный ремонт или замена коробки передач, обращайтесь к специалистам Amarillo Gear Service в Амарилло, штат Техас. Вы можете позвонить нам по телефону (806) 622-1273 или связаться с нами по электронной почте, чтобы получить дополнительную информацию о наших услугах по ремонту редукторов Amarillo Gear™ и Marley™. Мы будем рады рассказать вам больше о регионах, которые мы обслуживаем, и о качестве работ, которые мы можем обеспечить при ремонте или обновлении вашего привода.

    Идентификация и классификация неисправностей редуктора с помощью сверточных нейронных сетей

    Сигналы вибрации редуктора чувствительны к наличию неисправности. На основе сигналов вибрации в этой статье представлена ​​реализация алгоритма глубокого обучения сверточной нейронной сети (CNN), используемого для идентификации и классификации неисправностей в коробках передач. Рассмотрены различные комбинации шаблонов условий, основанные на некоторых основных условиях неисправности.Используются 20 тестовых наборов с различными комбинациями шаблонов условий, где каждый тестовый набор включает 12 комбинаций различных базовых шаблонов условий. Сигналы вибрации предварительно обрабатываются с использованием статистических показателей сигнала во временной области, таких как стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс. В частотной области спектр, полученный с помощью БПФ, делится на несколько полос, и для каждой из них рассчитывается среднеквадратичное значение (RMS), поэтому энергия сохраняет свою форму на пиках спектра.Достигнутая точность свидетельствует о высокой надежности предложенного подхода и его применимости при диагностике неисправностей промышленных поршневых машин. По сравнению с аналогичными алгоритмами данный метод демонстрирует наилучшие характеристики при диагностике неисправностей коробки передач.

    1. Введение

    Редукторы играют решающую роль в системах механической трансмиссии, используются для передачи мощности между валами и должны работать 24 часа в сутки в производственной системе. Любые неисправности редукторов могут привести к нежелательным простоям, дорогостоящему ремонту и даже человеческим жертвам.Поэтому важно выявлять и диагностировать неисправности на начальном этапе [1–4]. В качестве эффективного компонента технического обслуживания по состоянию диагностика неисправностей привлекла большое внимание к безопасной эксплуатации редукторов [5, 6].

    Идентификация неисправности машины может выполняться с использованием различных методологий, таких как анализ характеристик вибрации, анализ характеристик смазочных материалов, анализ характеристик шума и мониторинг температуры. Состояние редуктора можно отразить такими измерениями, как вибрационные, акустические, тепловые, электрические и масляные сигналы [7–12].Из вышеперечисленного диагностика по вибрациям является наиболее используемой по той причине, что считается, что каждая машина имеет нормальный спектр до тех пор, пока не произойдет неисправность, при которой спектр изменяется [13, 14]. Доказано, что сигналы вибрации эффективно отражают исправное состояние вращающегося оборудования. В диагностике неисправностей коробки передач на основе вибрации Wang et al. В работе [15] предложено применение локального среднего разложения вибрационного сигнала для диагностики низкоскоростного косозубого редуктора. Хонг и др.[16] исследовали измерения вибрации для обнаружения неисправности планетарного редуктора. Характеристики вибрации как во временной, так и в частотной областях были проанализированы Lei et al. [17] для диагностики планетарных редукторов.

    Существуют различные исследования алгоритмов обнаружения и диагностики неисправностей коробок передач; среди них машины опорных векторов и искусственная нейронная сеть. Спектр огибающей на основе машин опорных векторов был предложен Guo et al. [18] классифицировать три состояния работоспособности планетарных редукторов.Для диагностики неисправностей коробки передач была предложена интеллектуальная модель диагностики, основанная на вейвлет-машине опорных векторов (SVM) и иммуногенетическом алгоритме (IGA) [19]. IGA был разработан для определения оптимальных параметров вейвлета SVM с высочайшей точностью и способностью к обобщению. Тайарани-Батайе и др. [20] предложил динамическую нейронную сеть для диагностики неисправности газовой турбины. Искусственная нейронная сеть в сочетании с декомпозицией эмпирических мод применялась для автоматической диагностики неисправностей подшипников на основе сигналов вибрации [21].Среди всех типичных классификаторов семейство классификации опорных векторов (SVC) (то есть стандартный SVC и его варианты) привлекло большое внимание из-за их исключительной эффективности классификации. Согласно исследованиям, семейство SVM показало хорошие результаты по сравнению с аналогичными классификаторами.

    В последнее время глубокое обучение получило большой успех в области классификации. Глубокое обучение улучшило производительность классификации благодаря «более глубокому» представлению ошибочных признаков.До сих пор были представлены различные сети глубокого обучения, такие как глубокая сеть убеждений [22], глубокие машины Больцмана (DBM) [23], глубокий автоэнкодер [24] и сверточные нейронные сети [25], но лишь немногие из них использовались для случаи диагностики неисправности. Тран и др. [26] представили применение сетей глубокого доверия для диагностики клапанов поршневого компрессора. Тамилсельван и Ван [27] использовали классификацию состояния здоровья, основанную на глубоком обучении, для набора данных по ирисам, набору данных о вине, набору данных по диагностике рака молочной железы в Висконсине и набору данных по Escherichia coli.В ограниченных отчетах использовалась структура глубокого обучения для диагностики неисправностей, обычно с одной функцией модальности.

    В данной статье представлено исследование применения сверточной нейронной сети для идентификации и классификации неисправностей коробок передач. Сверточная нейронная сеть (CNN) — это тип искусственной нейронной сети с прямой связью. Его отдельные нейроны расположены таким образом, что реагируют на перекрывающиеся области в поле зрения [28]. CNN и ее разновидности являются широко используемыми моделями для распознавания изображений и видео [29, 30].В данной работе он используется в качестве классификатора для диагностики неисправностей коробки передач.

    Наиболее успешные методы диагностики неисправностей на основе вибрации состоят из двух основных этапов: выделение чувствительных признаков и классификация моделей состояния. В диагностике неисправностей на основе вибрации наиболее часто используемые признаки были получены из временного [31], спектрального [32], вейвлетного [33] и других представлений сигналов. Разные представления можно рассматривать как разные наблюдения над вибрационными сигналами [34].В этой работе статистические измерения, такие как стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс, вычисляются на основе полученных данных во временной области. В частотной области спектр, полученный с помощью БПФ, делится на несколько полос. Для каждой полосы рассчитывается среднеквадратичное значение, поэтому энергия сохраняет свою форму на пиках спектра. Формируются векторы признаков предобработанного сигнала, которые используются в качестве входных параметров для СНС. Важно отметить, что испытания проводятся при пяти различных частотах вращения, и для каждой из них применяются четыре различных режима нагрузки, что моделирует наиболее вероятный сценарий промышленного применения.

    Остальная часть этого документа структурирована следующим образом. Модель CNN и метод извлечения статистических признаков представлены в разделе 2; В разделе 3 объясняются механические условия эксперимента; Раздел 4 представляет реализацию классификатора на основе модели CNN; в разделе 5 приведены полученные результаты и их оценка. Наконец, сделаны некоторые выводы.

    2. Методологии

    В этом разделе мы сначала представляем представления сверточной нейронной сети.А затем вводится подход извлечения чувствительных признаков, при котором некоторые классические статистические параметры рассчитываются по времени и частоте.

    2.1. Глубокое обучение со сверточной нейронной сетью

    Сверточная нейронная сеть была вдохновлена ​​структурой зрительной системы [35] и, в частности, ее моделями, предложенными [36]. Первые вычислительные модели основаны на локальной связности между нейронами и на иерархически организованных преобразованиях изображения в неокогнитроне Фукусимы [37].ЛеКун и его сотрудники, развивая эту идею, разработали и обучили сверточные сети с использованием градиента ошибок, где была получена современная производительность [38, 39] в нескольких задачах распознавания образов. Современное понимание физиологии зрительной системы согласуется со стилем обработки, найденным в сверточных сетях в литературе [40]. На сегодняшний день системы распознавания образов, основанные на сверточных нейронных сетях, являются одними из самых эффективных систем [41]. Это было ясно показано для распознавания рукописных символов [38], которое много лет служило эталоном машинного обучения.

    Типичная сверточная нейронная сеть [38] организована в слои двух типов: сверточные слои и слои субдискретизации. Каждый слой имеет топографическую структуру.

    В каждом месте каждого слоя есть несколько разных нейронов. У каждого есть свой набор входных весов, который связан с нейронами в прямоугольной области предыдущего слоя. Тот же набор весов, но другой входной прямоугольный фрагмент связан с нейронами в разных местах.

    На рисунке 1 представлена ​​архитектура типичных сверточных нейронных сетей, в которой ранний анализ состоит из чередующихся операций свертки и подвыборки, а последний этап архитектуры состоит из общей многослойной сети: последние несколько слоев (ближайшие к выходным данным) будут полностью связаны 1-мерные слои.CNN работают с двумерными данными, так называемыми картами, напрямую, в отличие от обычных нейронных сетей, которые объединяют их в векторы. Обычно сверточные слои чередуются со слоями субдискретизации, чтобы сократить время вычислений и постепенно наращивать дальнейшую пространственную и конфигурационную инвариантность. Небольшой фактор подвыборки желателен, чтобы в то же время сохранить специфичность.


    Сверточные слои продвигаются вперед с получением обновлений обратного распространения в сети, которые составляют карты объектов путем свертки ядер по картам объектов в слоях ниже них.На сверточном слое карты объектов предыдущего слоя свертываются с обучаемыми ядрами и проходят через функцию активации для формирования выходной карты объектов. Каждая выходная карта может сочетать свертки с несколькими входными картами. В общем случае он рассчитывается следующим образом [41]: где представляет собой набор входных карт признаков; – й слой в сети, – матрица ; здесь – размер сверточных ядер; — активная функция нелинейности, обычно гиперболический тангенс или сигмовидная функция.Каждой выходной карте присваивается аддитивное смещение; для конкретной выходной карты входные карты будут свернуты с отдельными ядрами. То есть, если выходная карта и карта суммируются с входной картой, то ядра, применяемые к карте, различны для выходных карт и .

    Слой субдискретизации создает версии входных карт с субдискретизацией. Если есть входные карты, то будут ровно выходные карты, хотя выходные карты будут меньше. Более формально [41],где представляет собой функцию подвыборки.Обычно эта функция будет суммировать по каждому отдельному блоку на входной карте объектов, так что выходная карта объектов будет в раз меньше по обоим пространственным измерениям. Каждой выходной карте присваивается собственное мультипликативное смещение и аддитивное смещение.

    Для различения классов добавлен полносвязный выходной слой с нейронами. Выходной слой принимает в качестве входных данных объединенные карты объектов нижележащего слоя, обозначая вектор признаков, где — вектор смещения, а — весовая матрица.

    , , , и модели являются обучаемыми параметрами. Обучение осуществляется с помощью градиентного спуска, который можно эффективно реализовать с помощью сверточной реализации алгоритма обратного распространения ошибки, как показано в [41]. Должно быть ясно, что, поскольку ядра применяются ко всем входным картам, в модели гораздо больше связей, чем весов; то есть веса являются общими. Это упрощает изучение глубоких моделей по сравнению с обычными нейронными сетями с прямой связью и обратным распространением, поскольку в них меньше параметров, а градиенты ошибок обнуляются медленнее, поскольку каждый вес оказывает большее влияние на конечный результат.

    2.2. Статистические характеристики сигналов вибрации редуктора

    Состояние редуктора может отражаться информацией, включенной в различные функции в частотной и временной областях. Из набора сигналов, полученных при измерениях колебаний при различных скоростях и нагрузках, получают характеристики в частотной и временной областях. Из группы графиков выбираются значения, которые можно использовать в качестве входных параметров для CNN. Шестьдесят процентов набора образцов используются для обучения CNN, а сорок процентов используются для тестирования.

    2.2.1. Статистические функции данных о времени

    Обычно статистические параметры являются хорошими показателями для извлечения информации об условиях. В этом исследовании используются статистические измерения, такие как стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс для каждого узла. Стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс вычисляются на основе полученных данных во временной области; используемые для этого формулы приведены в табл. 1, где – ожидаемое значение . Смещение коррекции используется для оценки асимметрии и эксцесса.Стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс, оцениваемые по каждому из сигналов вибрации, используются для обучения и тестирования CNN. Их оценка выполняется с использованием стандартных функций MATLAB.


    Характеристики Определение
    Среднее
    Стандартное отклонение
    9056

    6 9056
    2.2.2. Быстрое преобразование Фурье Диапазонное среднеквадратичное значение

    На рис. 2 показан спектр сигнала вибрации, полученный во время испытания при следующих условиях: зубчатое колесо с износом торца 0,4 [мм], зубчатое колесо с износом торца 0,5 [мм], подшипник с 2 ямками на внутреннем кольце. , и подшипник с 2 ямками на внешнем кольце для 5 различных скоростей вращения и нагрузки при 375 Вт. На рисунке 3 показан частотный спектр при пяти комбинациях различных условий. Сигнал во временной области был умножен на окно Ханнинга для получения спектра БПФ, в котором во время теста заметны сдвиг частоты и приращение амплитуды в зависимости от приращения скорости.Графики различных спектров показали, что амплитуда каждого компонента увеличивается пропорционально изменению нагрузки. Также в спектрах наблюдались некоторые акцентуации и затухания на отдельных спектральных компонентах, что свидетельствует о зависимости признаков разлома от величины приложенной нагрузки.



    С целью уменьшения количества входных данных для CNN спектр был разделен на несколько полос, поскольку при таком количестве полос среднеквадратичные значения (RMS) отслеживают энергию пиков спектра. [42], где среднеквадратичное значение оценивается с помощью (4), и представляет собой количество выборок каждой полосы частот.Рассмотрим

    Векторы признаков предварительно обработанного сигнала формируются в качестве входных параметров для CNN следующим образом: среднеквадратичное значение, стандартное отклонение, асимметрия, эксцесс, частота вращения и измерения приложенной нагрузки. В этой работе диапазон частот составляет от 0 до 22050 Гц, а размер вектора данных по частоте составляет 18000 отсчетов. Спектр разделен на полосы частот, .

    3. Экспериментальная установка

    Для подтверждения эффективности предлагаемого метода были проведены эксперименты на экспериментальной платформе по неисправности редуктора.На рис. 4 показана внутренняя конфигурация редуктора и расположение акселерометров. Двухступенчатая передача редуктора состоит из 3 валов и 4 шестерен. На первичный вал была установлена ​​входная шестерня (модуль = 2, Φ давления = 20). Две промежуточные шестерни (==53) были установлены на промежуточном валу для передачи между входной шестерней и выходной шестерней (=80, установлена ​​на вторичном валу). Неисправные компоненты, использованные в экспериментах, включали шестерни , , , и подшипники , , , и как обозначено на рисунке 4(a).Условия испытаний описаны в таблице 2. Сигнал вибрации получен из измерений вертикально расположенного акселерометра в корпусе коробки передач. Таблицы 3 и 4 представляют описание каждого состояния отказа каждого компонента редуктора, использованного в эксперименте. Мы называем их базовыми шаблонами условий. В нашем эксперименте тестовый пример включает в себя несколько основных шаблонов условий, которые представляют собой комбинацию ошибок нескольких компонентов. Например, тестовый пример А, показанный в Таблице 5, включает следующую информацию о неисправностях: Шестерня: шестерня с точечной коррозией на зубьях.Шестерня: шестерня с торцевым износом 0,5 [мм]. Подшипник: подшипник с 4 канавками на наружном кольце. Подшипник: подшипник с 2 ямками на наружном кольце. Шестерни и и медведи и: нормально.



    Характеристики Значение
    9056
    частота образца 44100 [HZ] (16 бит)
    Проблемное время 10 [S
    Power 1000 [W]
    Минимальная скорость 700 [RPM]
    максимальная скорость 1600 [RPM]
    Минимальная нагрузка 250 [W] 250 [W]
    Максимальная нагрузка 750 [W]
    скорость 1760, 2120, 2480, 2840, 3200, 2120, 2480, 2840, 3200 [мм / с]
    нагрузки 375, 500, 625, 750 [W]
    Количество нагрузок на тест 10
    тип акселерометра Uniaxial
    TradeMark ACS
    модель ACS 3411LN
    Чувствительность 330 [мВ / г]


    номенклатурный Описание

    1 Обычный
    2 Шестерня с лицевым износом 0.4 [мм]
    3 Gear с износом лица 0,5 [мм]
    4 Gear с Chafing на зуб 50%
    5 Gear с Thafing на зуб 100%
    6 Шестерня с питтингом на зубьях глубиной 0,05 [мм], шириной 0,5 [мм] и большим 0,05 [мм]
    7 Шестерня с питтингом на зубьях
    8 11165 8 На 4 мм зубы до 25% большой глубоки и угла 45 °
    9 зубчатые зубы налоки 20%
    10 зубчатых зубов на 50%
    11 зубчатых зубцов


    девяносто одна тысяча сто шестьдесят-пять # 10 2 — 902 S
    9 1165 нормальный

    Designator Описание
    9056
    1
    2 Подшипник с 2 ямами на внешнем ринге
    3 Подшипник с 4 ямами на внешнем ринге
    4 Подшипник с 2 ямами на внутреннем кольце
    5 подшипник с 4 ямами на внутреннем ринге
    6 подшипника с гонками на внутреннем ринге
    7 Подшипник с 2 ямами на шаре
    8 Подшипник с 2 ямами на шаре

    9 9 9 9 9 9

    Количество моделей Основные ошибки
    разломы Зубчатые разломы Медведь

    А 7 905 06 3 1 1 1 1 2 3 1 71166 7 3 6 8 1 9 1 1
    C 5 5 1 1 6 7 2 1 D 7 1 1 1 1 1 6 7 7 2 1
    E 1 2 1 1 1 9 3 1 F 1 3 1 1 1 1 5 3 1
    G 2 9 1 1 6 7 3 1 9050 6
    h 5 5 1 1 6 3 2 4 4 I 2 6 1 1 6 5 2 1 1
    J 1 11 6 1 1 3 4 1 K 1 1 1 1 1 1 6 1 1
    L 1 1 1 1 1 1 3 1



    Чтобы оценить эффективность предложенного метода диагностики неисправностей коробки передач, сначала мы построили 12 шаблонов состояний, перечисленных в таблице 5.В ходе экспериментов применялся каждый шаблон с 4 различными условиями нагрузки и 5 различными входными скоростями. Для каждого шаблона, нагрузки и скорости мы повторили тесты 5 раз. В каждый момент теста вибрационные сигналы собирались с 24 длительностями, каждая из которых покрывала 0,4096 с.

    4. Реализованный классификатор на основе CNN и статистических характеристик

    В этом разделе будет представлена ​​реализация классификатора на основе CNN. На рис. 5 показана блок-схема процесса обработки сигнала.Классификатор на основе CNN включает следующие параметры: (1) Размер карты входных признаков зависит от представления признаков предварительно обработанного сигнала. (2) Количество чередующихся слоев свертки и субдискретизации, которые определяют архитектуру CNN, равно следует. Исследуются две схемы: одна — два сверточных слоя и два слоя субдискретизации; другой — это один сверточный слой и один слой субдискретизации. (3) Количество выходных карт объектов свертки, , выражает сверточный слой.равно количеству выходных карт объектов .(4) Масштаб слоя подвыборки, что означает размер выходной карты объектов слоя подвыборки, составляет 1/ от размера входной карты объектов. выражает слой субдискретизации; и является масштабом слоя. (5) Для каждой входной карты свертывается с соответствующим ядром и добавляется к выходной карте; ядро свертки обычно представляет собой матрицу , где называется размером ядра свертки.


    Для подтверждения оптимальной архитектуры классификатора на основе CNN для диагностики неисправностей коробки передач выполняются некоторые настройки параметров.В таблице 6 представлены 11 схем с различными параметрами классификатора на основе CNN. Они применяются к тестовому случаю с 12 шаблонами, указанными в таблице 5, с использованием данных с 12000 образцов сигналов, где шестьдесят процентов набора образцов используются для обучения CNN, а сорок процентов используются для тестирования. Скорость классификации и время вычислений (ЦП Intel Core i7-4710MQ @2,50 ГГц 2,50ГГц, память 8,00ГБ) обучения каждой эпохи записаны в Таблице 6. Из Таблицы 6 мы можем предположить, что случаи входной карты признаков 16 × 16 лучше, чем у 28×28.Случаи с одним сверточным слоем и одним слоем субдискретизации превосходят случаи с двумя сверточными слоями и двумя слоями субдискретизации. Случаи #7~#11 имеют очень хорошую точность классификации. Случаи #9~#11 имеют меньшее время вычислений. Поэтому мы выбираем конфигурацию для предлагаемого классификатора на основе CNN следующим образом: один сверточный слой и один слой субдискретизации, , , и . Предложенная архитектура классификатора на основе CNN для диагностики неисправности коробки передач.


    # 1 6 2 12 2 5 86.73% 11.6 S 11.6 S
    # 2 8 2 8 2 5 88 48% 12.8 S
    # 3 12 2 12 12 2 5 92.50% 92.50%
    # 4 8 4 5 86,71% 8,00 S
    #5 6 2 12 2 5 90.23% 3.90 S 390 S
    # 6 8 2 8 2 5 89.50% 3,80 S
    # 7 6 2 6 6 1 5 95,71% 240 S
    # 8 1 6 1 5 98,77% 4,50 с
    # 9 # 9 # 9 6 2 5 96.71% 1,04 с
    8 2 5 98.35% 1.30 S
    # 11
    # 11 12 2 5 98.20% 202 S


    5. Оценка эксперимента

    Обучение осуществляется в первую очередь с 12 моделями, указанными в Таблице 5. Используемые данные имеют 12000 образцы сигналов, где шестьдесят процентов набора образцов используются для обучения CNN, а сорок процентов используются для тестирования. Для дальнейшей настройки параметров мы рассматриваем случаи #9~#11 в таблице 6 с разным количеством эпох итераций: 50, 100, 150, 200, 250 и 300 соответственно.В таблице 7 указана скорость классификации для первого экземпляра. Как показано в таблице 7, каждая пара параметров имеет отличные характеристики для классификации неисправностей редуктора. Наименьшая скорость классификации составляет 89,46% пары и эпох = 50; лучший — 98,35% пары и эпох = 200. В следующем эксперименте и эпохи установлены на 8, 200, соответственно.

    Эпохи +

    300 250 200 150 100 50

    12 97.98% 98,0% 98.02% 96.71% 95.35% 89.46%
    8 97.92% 98.19% 98.35% 97.98% 96.31 % 91.19%
    6 97.98% 97.27% 96.71% 96.71% 96.25% 93,1%

    Путаница матрицы является эффективным инструментом и инструментом визуализации производительности алгоритма классификации.Каждый столбец матрицы путаницы представляет экземпляры в прогнозируемом классе (выходном классе), а каждая строка представляет экземпляры в фактическом классе (целевом классе). На рисунке 7 представлена ​​матрица путаницы с использованием модели CNN для 12 шаблонов, указанных в таблице 5. Как показано на рисунке 7, общий процент истинной положительной классификации 12 шаблонов состояний неисправностей составляет 98,4%, а общая ошибка составляет 1,6%. Наименьший процент истинно положительных классификаций получается для типа 3; это потому, что этот вид условий моделирует 6 основных ошибок.Это становится очевидным при наблюдении за матрицей путаницы, в которой 30 случаев типа 4 классифицируются как тип 3, заметив, что в основном существует путаница между типом 4 и типом 3, в которых они имеют 4 одинаковых основных ошибки. Процент истинно положительной классификации Типа 1, Типа 6 и Типа 12 составляет 100%. Матрица путаницы на рисунке 7 показывает, что представленная модель CNN имеет очень высокий процент истинно положительной классификации.


    Для дальнейшей проверки надежности настоящей модели CNN была создана библиотека шаблонов условий отказа, которая имеет 58 видов комбинаций на основе базовых шаблонов, описанных в таблицах 3 и 4.20 тестов используются для проверки надежности настоящего метода CNN; каждый тестовый пример имеет 12 видов комбинаций, которые выбираются случайным образом из библиотеки шаблонов. Результаты эксперимента по 20 тестовым примерам с использованием CNN показаны в таблице 8. Что касается метода CNN, его наименьшая скорость классификации составляет 91,4% для 1-го набора тестов, а самая большая достигает 98,9% для 10-го теста. Среднее значение, стандартное отклонение и медиана скорости классификации с использованием CNN составляют 96,8%, 2,57% и 97,7% соответственно.

    9 девяносто одна тысяча сто шестьдесят пять CNN +


    номер 1 2 3 4 5 9 9 7 8 9 10

    CNN CNN 914% 98,5% 97,1% 98,0% 984% 98,6% 97.2% 98,8% 97,4% 98,9%
    СВМ 73,8% 77,4% 65,9% 67,5% 65,5% 79,2% 69,1% 81,5% 66,8% 72,0% 72,0%
    11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

    CNN 98.5% 98,7% 94,2% 97,7% 93,5% 98,7% 97,7% 94,7% 92,7% 974%
    SVM 72,3% 72,3% 66,4% 55,9% 64,7% 63,5% 63,5% 67,0% 62,1% 61,3% 64.0% 60,9%

    Среднее Станд. Наименее Наиболее Медиана

    96,8% 2,57% 91,4% 98,9% 97.7%
    СВМ 67,8% 6,49% 55,9% 81,5% 66,8%

    Кроме того, метод CNN сравнивался с «поверхностными» алгоритмами обучения SVM. Что касается SVM, одного из наиболее важных представителей «поверхностного» обучающего сообщества, хорошие результаты классификации можно найти для диагностики неисправностей коробки передач, что аналогично некоторым существующим исследованиям (например,г., [43]). Алгоритм SVM применяется с помощью LibSVM [44]. Параметры для SVM выбираются как и ядро ​​(ядро), заданное радиальной базисной функцией, где . Эти параметры были найдены путем поиска с целью поиска лучшей модели SVM. На рисунке 8 показана матрица путаницы с использованием метода SVM для 12 шаблонов, указанных в таблице 5. Результаты экспериментов по 20 тестовым случаям с использованием метода SVM показаны в таблице 8. Его общий процент истинной положительной классификации 12 шаблонов состояний неисправностей составляет всего 69.0%, а общая ошибка 31,0%. Наименьший процент истинно положительных классификаций составляет 30% для типа 3. Среднее значение, стандартное отклонение и медиана скорости классификации с использованием SVM для 20 тестовых случаев составляют 67,8%, 6,49% и 66,8% соответственно. По сравнению с методом CNN с глубоким обучением метод SVM демонстрирует более низкую производительность при диагностике неисправностей коробки передач.


    6. Выводы

    В этой статье метод глубокого обучения, основанный на CNN для измерения вибрации, был предложен для диагностики характера неисправности коробки передач.Настоящий метод CNN идентифицирует и классифицирует неисправности в коробке передач с помощью сигналов вибрации, измеренных с помощью акселерометра. Представления признаков выбираются в качестве входных параметров CNN с вектором, образованным среднеквадратичными значениями, стандартным отклонением, асимметрией, эксцессом, частотой вращения и приложенной нагрузкой. Для оценки предлагаемого метода CNN были проведены эксперименты по диагностике неисправностей коробки передач с использованием различных методов. Результаты показывают, что настоящий метод обладает выдающимися характеристиками диагностики неисправностей коробки передач по сравнению с аналогичными методами.Этот тип классификаторов может внести свой вклад в процедуры технического обслуживания промышленных систем, снизить затраты и гарантировать непрерывную производственную систему, а при наличии соответствующего оборудования может выполняться онлайн-диагностика.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

    Благодарности

    Эта работа поддерживается проектом Фонда естественных наук CQ CSTC (ном.cstc2012jjA40041 и cstc2012jjA40059), Научно-исследовательский фонд Чунцинского университета технологий и бизнеса (№ 2011-56-05), Национальный фонд естественных наук Китая (51375517) и Проект группы инноваций Чунцинского университета (KJTD201313).

    Типы шестерен. Классификация зубчатых колес

    Шестерни – типы и классификация

    Позвольте мне начать эту статью с очень простого вопроса. Что такое Шестерня? Мой ответ таков:

    • Элементы, которые могут передавать положительную мощность за счет вращения с относительно меньшими потерями при передаче.Под положительной передачей мощности подразумевается, что за один оборот ведущей шестерни ведомая шестерня должна провернуться на определенное количество оборотов.

    • Шестерни всегда работают парой; они никогда не служат цели по отдельности.

    • Передачи используются для уменьшения или увеличения скорости, просто подумайте о том, как мы переключаем передачи в автомобилях, на которых ездим.

    После этого базового введения давайте перейдем к рассмотрению различных доступных типов шестерен. Типы зубчатых передач, которые будут использоваться, определяются в зависимости от области применения, в которой они будут использоваться.Типы зубчатых колес:

    1. Шестерни с параллельными осями: В этом типе зубчатых колес оси обеих шестерен стремятся быть параллельными друг другу. Типы зубчатых колес, которые входят в эту систему зубчатых колес:

    * Цилиндрические зубчатые колеса

    * Косозубые зубчатые колеса

    * Двойные косозубые или зубчатые колеса

    Области применения зубчатых колес с параллельными осями Некоторые типичные области применения: 5 прямозубые и винтовые — автомобильные коробки передач, промышленные коробки передач и т. д.Некоторые из областей применения зубчатых колес типа «елочка» включают редукторы, используемые для сталепрокатных станов и т. д.

    2**. Зубчатые колеса с перпендикулярной осью**: В этом типе зубчатых колес оси зубчатых колес имеют тенденцию быть перпендикулярными друг другу. В этом типе передач тоже есть два типа. Это

    а) Непересекающиеся перпендикулярные оси : В этом типе две перпендикулярные оси зубчатого зацепления не пересекаются друг с другом. К этой категории относятся два типа зубчатых передач: червячная передача и гипоидная передача.Некоторые типичные применения червячных передач — в пассажирских лифтах, используемых в зданиях. Другое типичное применение гипоидного редуктора — задняя ось автобусов, грузовиков и большегрузных автомобилей.

    b) Шестерни с пересекающимися перпендикулярными осями: В этом типе перпендикулярные оси шестерен имеют тенденцию пересекаться в определенной точке. Типы зубчатых колес, которые подпадают под это, — это прямые конические зубчатые колеса, спиральные конические зубчатые колеса и торцевые зубчатые колеса. Некоторым типичным применением прямой конической передачи является дифференциальный механизм в автомобиле.

    4. Планетарные редукторы : Это одна из самых интересных и сложных систем редукторов.

    Comments |0|

    Legend *) Required fields are marked
    **) You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>
    Category: Разное