Многие современные автомобилисты и близко не знакомы с технической частью собственного транспорта. Однако, даже базовых знаний было бы достаточно, чтобы использовать свое авто, не только, в качестве средства передвижения. В частности, автолюбителям будет полезно узнать, что такое передаточное отношение передачи, для чего эти познания необходимы, а кроме того, как их можно применять на практике в отношении своей машины, чтобы задействовать ресурсы в максимальной форме без соответствующего вреда для механизмов и конструкции автомобиля.

Общие положения

Современные автолюбители должны принимать во внимание, что точные показания передаточного отношения у всех кинетических схем могут рассчитываться только согласно стандартному математическому выражению. В данном случае, окончательный результат должен получиться при проведении конкретной операции деления показателя угловой скорости ведущей шестерни на такое же значение ведомой шестеренки. Примечательно, что вместо подобных параметров чаще всего используется отношение текущих частот вращения этих элементов.

    На сегодняшний день схемы передаточного отношения передачи реализуются с использованием определенных механических соединений, а именно:

    • за счет использования специальных ремней;
    • при помощи червячных соединений;
    • с использованием зубчатого зацепления;
    • при помощи цепей;
    • за счет фрикционных сцеплений.

    Здесь необходимо принимать во внимание тот факт, что передача вращения, основывается на двух естественных физических принципах (трение и зацепление).

    Учитывая вышесказанное, неудивительно, что практически все современные механизмы изготавливаются производителями с расчетом на замедление или напротив ускорение. В первом случае речь идет про редуктора. Что же касается второго момента, то это мультипликаторы. Каждый представленный вариант может быть выполнен в одноступенчатом, двухступенчатом, а также многоступенчатом исполнении. В частности, если говорить про пространственное расположение отдельных осей, то определяется несколько видов:

    • параллельные элементы (валы расположены параллельно);
    • пересекающиеся механизмы;
    • перекрещивающиеся компоненты.

    Во втором случае зацепление осуществляется за счет пересечения, тогда как в третьей ситуации валы должны вступать в перекрестное зацепление.

    На практике, практически все механизмы делятся на замедляющие и ускоряющие движения. В современном автомобилестроении чаще всего используются именно первые типы, по той простой причине, что эта разновидность больше всего подходит для взаимодействия с двигателями, вращающимися на большой скорости. Кроме того, такое совмещение обусловлено конечной необходимостью значительно повысить мощность выходного компонента в кинетической схеме. Примечательно, что в настоящее время существует специальная таблица передаточных отношений. Однако, здесь речь идет лишь про сводный документ, где приводятся лишь основные значения и характеристики всех вариантов кинетических соединений.

    Что такое зубчатая передача

    В данном случае речь идет про механическое соединение двух, либо большего числа валов, приводящихся в движение благодаря специальным колесам, на чьей поверхности расположены соответствующие зубья. Данный вариант совмещения можно подразделить по следующим параметрам:

    • расположению рабочих элементов в корпусе;
    • вычисляемой скорости вращения колесной оси;
    • уровню защиты механизма от воздействия из вне;
    • типу, а также форме зубьев.

    Здесь необходимо принимать во внимание тот факт, что наиболее значимая роль в работе всего механизма отведена передаточному отношению зубчатой передачи. Вычислить эти сведения можно благодаря стандартному выражению. Для поиска точных сведения подставляются различные параметры (к примеру, число зубьев). Здесь I12 – это передаточное отношение от первого звена ко второму (1 – ведущее звено, 2 – ведомое звено). Параметры d – диаметры звеньев. Переменные Z – число зубьев. Показатели M – крутящий момент для звеньев. W – угловые скорости звеньев, n – частота вращения звеньев.

    В данном случае необходимо принимать во внимание тот факт, что конечный показатель напрямую зависит от числа присутствующих звеньев. Преимущество подобного соединения в том, что здесь присутствует постоянство реального, а также расчетного передаточных отношений. Именно поэтому, здесь отсутствует так называемый эффект проскальзывания. В зависимости от числа шестеренок и количества колес зубчатыми звеньями, оказывается значительное влияние на окончательную величину данного показателя.

    Если же говорить про цилиндрические передачи, то здесь конечный параметр, за исключением указанных выше моментов, зависит от расстояния между осями. На практике, цилиндрические зубчатые механизмы очень часто применяются в автомобилестроении при производстве легкового и грузового транспорта. Наиболее часто подобные соединения встречаются в трансмиссии. Стоит отметить, что зубчатая передача выделяется наибольшим коэффициентом отдачи мощности. На практике, этот механизм способен вырабатывать до 4 500 кВт при условии, что передаточное число достигает 6,3.

    Также некоторое распространение получили не только цилиндрические элементы, но и конструктивные компоненты с зубьями конического вида. Для них применяется ортогональное сочленение. Для того, чтобы рассчитать передаточное отношение конической передачи, требуется учитывать делительные диаметры, число зубьев, а кроме того, предусмотренные углы конусов. В конечном итоге, чтобы получить прочное поступательное движение на практике применяют соединение реечного типа. По конструкции этот механизм состоит из рейки со специальными зубьями, а также шестерни. При использовании реечной передачи обязательно нужно учитывать число зубьев на колесе, диаметр окружности, а также количество зубцов на самой рейке.

    Планетарная передача

    При производстве современных автомобилей и механизмов достаточно часто применяется планетарная схема. В данном случае речь идет про стандартный механизм, который используется для передачи и преобразования вращательных действий. Специально для этого применяются колеса с зубьями, которые помещены на перемещающиеся оси. Основными конструктивными компонентами выступают центральные колеса с зубьями, которые крепятся на осях неподвижного типа. Также здесь принимаются во внимание боковые зубчатые колеса, которые крепятся на перемещающиеся оси. Чтобы достичь максимального эффекта от такого соединения, механизмы производятся на параллельных осях. При такой схеме можно добиться максимального передаточного отношения передачи в 9 единиц.

    Также у подобных механизмов очень высокий КПД, который нередко приближается к отметке в 0,98. На практике, чаще всего можно встретить изделия, где используется сразу несколько сателлитов, которые расположены с равными по величине угловыми шагами. В конечном итоге производители создают подобные конструкции с конечным иле переменным передаточным отношением. Также встречаются механизмы, где этот параметр подвергается регулировке, из-за чего из выпускают обратимыми или необратимыми.

    Если говорить про обратимые конструкции, то здесь осуществляется движение только в прямом или обратном направлении. Что касается необратимых элементов, то здесь подобное движение невозможно. Что же касается передаточного отношения, то в таких вариантах изделий оно может иметь ступенчатый или бесступенчатый тип. В первом случае речь идет про механическую коробку переключения передач. Что касается второго типа, то он легко прослеживается в современных вариативных трансмиссиях. Нужно понимать, что упомянутые передаточные отношения передач в полной мере просчитываются производителями на этапе проектирования механизма, чтобы была возможность подобрать оптимальную кинетическую схему. Далее, производитель выбирает вариант соединения механизмов, а также определяет максимальную эффективность, чтобы оценить также и надежность конструкции.

    Цепная передача

    Многие автолюбители наслышаны про цепную передачу, которая по своей конструкции относится к гибким конструктивным элементам. В данном случае передаточное отношение можно рассчитать согласно упомянутому ранее расчеты зубчатых механизмов. Здесь ведущая и ведомая шестерни представляют собой ничто иное, как колесо с зубьями. Примечательно, что у этой конструкции максимальное значение доходит до 15. Также стоит отметить, что для этого механизма необходимо обязательное небольшое провисание самой цепи. Чтобы настроить показатели, необходимо воспользоваться соответствующим регулировочным винтом.

    У такого варианта соединения есть сразу несколько характерных преимуществ, а именно предусматривается большая длина вращения. Для передачи мощности задействованы сразу несколько звеньев, а кроме того, при монтировании редко допускаются ошибки из-за простоты устройства. Если говорить про недостатки, то он здесь один, а именно довольно быстрый износ рабочих компонентов. Также для полноценной работы требуется определенное количество смазки. Еще один минус, который подмечают лишь некоторые автомобилисты, это повышенный уровень шума.

    Если в полной мере рассматривать цепную передачу, то здесь также нельзя оставить без внимание такой показатель, как статистическая разрушающая сила. Этот показатель напрямую зависит от необходимого коэффициента безопасности. Как правило, производители в этой ситуации задают значение от 6 до 10 единиц. При таких обстоятельствах, конструкция отличается долговечностью, надежностью всех соединений, а также качеством выполняемой работы.

    Червячная передача

    Так как при определенных обстоятельствах вращательные движения выполняются под углом, то здесь требуется соответствующая система. В данном случае речь идет про червячную передачу. Как правило, главным элементом такой схемы выступает компонент цилиндрической формы. Кроме того, могут использоваться глобоидные механизмы, архимедов винт или эвольвентные изделия. В частности, это напрямую зависит от текущей поверхности, где расположилась резьба, а также от типа применяемой резьбы. В данном случае для вычисления передаточного отношения здесь используется число заходов всего червячного механизма. Как правило, этот показатель варьируется от единицы до четырех. Для того, чтобы высчитать необходимое число компонентов зацепления, здесь нужно использовать таблицу передаточных отношений для схемы червячного типа. В этой таблице собраны оптимальные данные, которые позволяют правильно подобрать правильное соединение для определенного изделия.

    Необходимо принимать во внимание тот факт, что для червячной передачи присущи некоторые характерные недостатки. В частности, в процессе работы конструктивные элементы сильно нагреваются. В процессе работы может проявляться эффект проскальзывания. Существенный минус такой передачи в низком коэффициенте полезного действия. Червячные передачи не отличаются высокой надежностью. При работе могут появляться заедания, а также затормаживание. Из-за большого числа недостатков подобные механизмы в современном автомобилестроении применяются достаточно редко.

    Ременная передача

    В данном случае речь идет про достаточно распространенную схему, которая очень часто встречается на современных автомобилях. Ее разновидность можно определить по направлению вращения ремня, а также расположению самого вала. Ременные передачи распределяют на несколько типов:

    • открытый вид;
    • передача ступенчатой системы;
    • угловой тип механизма;
    • элемент перекрестной формы.

    Здесь, чтобы существенным образом увеличить надежность конструкции, применяется спаренный тип соединения. Для того, чтобы реализовать это изделие, производители применяют разные варианты ремней в зависимости от вида сечения. Чаще всего можно встретить три типа сечения, а именно: прямоугольное, круглое, а также трапециевидное.

    Для того чтобы вычислить передаточное отношение передачи, в этом случае в упомянутую ранее формулу подставляются значения скоростей движения ведомого и ведущего валов. В некоторых отдельных ситуациях за переменные берут число оборотов каждого механизма. При необходимости, также можно выполнить расчеты, используя значения диаметров или радиусов шкивов.

    Вывод

    Современные автомобили — это достаточно сложные механизмы, где преобладает большое количество элементов, про работу и устройство которых должен знать каждый автомобилист (хотя бы базовые знания). Если владеть этой информацией, то можно исключить вероятность попадания в сложную ситуацию, когда обратиться за помощью будет попросту не к кому, и некуда. Разумеется, освоить все моменты относительно передаточного отношения передачи автолюбитель не сможет. Однако, ключевые аспекты выделять для себя следует, чтобы впоследствии была возможность максимально использовать ресурс своего авто, не доводя при этом конструктивные элементы до перегрузок и последующего выхода из строя.

    Автор: Олег Мокров

    Комментировать

    Нет больше статей