变速箱

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January 18, 2022

变速箱或变矩器是一种齿轮装置,可以根据资源和被驱动机器的能力和需求逐步或无级改变驱动轴上测量的扭矩和速度。传输用于各种目的。内燃机只能在相对低的速度范围内提供经济性能。然而,被驱动机器(在大多数情况下是汽车、摩托车、内燃机车或动车)的速度和扭矩要求差异很大。另一方面,机床往往需要在主运动和副运动(进给)之间保持一定的传动比(例如车床切削螺纹时),在这种情况下保持运动学关系很重要,扭矩调整是次要的。传动装置可以是齿轮(正齿轮或行星齿轮)、流体动力学或流体静力学。皮带驱动或链条驱动或摩擦驱动的传动装置使用频率较低。该任务可以通过多个电动驱动器来完成,但这些解决方案通常不称为变矩器。

内燃机

往复式蒸汽机的优点之一是易于操作。蒸汽机能够从满载位置启动蒸汽机车,可能有几十列火车与之相连。另一方面,内燃机(汽油机和柴油机)只能空载启动,静止时不能运行,必须以最低速度(怠速)运行才能加载。发动机提供的功率高度依赖于它们的速度。发动机功率、轴扭矩和比消耗高度依赖于速度。如果发动机功率在所有速度下都可以最大化,则有利于陆地轮式车辆的推进。因为性能可以描述为:PM ω {\ displaystyle PM \ omega \,},其中 M {\ displaystyle M \,} 是扭矩,ω {\ displaystyle \ omega \,} 是与 rpm 成正比的角速度,其中: MP ω {\ displaystyle M {\ frac {P} {\ omega}}}. 理想的驱动器会实现这种关系。在这种情况下,如果需要高扭矩(例如,将车辆驶上陡坡或加速车辆时),则可以以牺牲速度为代价。然而,施加在内燃机轴上的扭矩如图所示。因此,驱动车辆所需的扭矩只能在变速箱安装到位的情况下才能实现。这将允许在几乎恒定的发动机速度下以所需值提供车轮上的扭矩。严格来说,这项任务只能通过使用无级变速器来解决。然而,在实践中,通常使用多速变速器就足够了,这种变速器结构更简单,因此更便宜。变速器有 4 到 7 个齿轮,通常有一个倒档。严格来说,这项任务只能通过使用无级变速器来解决。然而,在实践中,通常使用多速变速器就足够了,这种变速器结构更简单,因此更便宜。变速器有 4 到 7 个齿轮,通常有一个倒档。严格来说,这项任务只能通过使用无级变速器来解决。然而,在实践中,通常使用多速变速器就足够了,这种变速器结构更简单,因此更便宜。变速器有 4 到 7 个齿轮,通常有一个倒档。

正齿轮箱

变速箱

最简单的是齿轮箱的构造。商品及其维护也是最便宜和最可靠的。它们的工作原理如下:发动机通过可释放的离合器(“离合器”)连接到变速箱。换档时需要离合器将电机与传动系统的其余部分断开,以便空载的齿轮可以相互滑动。在简化图中(传动只有两个齿轮),传动轴齿轮通过一个齿轮轴带动传动轴齿轮。两个齿轮的轴向可移动阵列安装在输出肋上。当挡块用换档杆向左移动时,右侧挡块的大直径齿轮连接到中间轴的小齿轮。这很慢,1。速度。如果惰轮滑块向右滑动,滑块的小直径齿轮和齿轮轴的大直径齿轮将接触,从而使输出轴转速增加。 (速度2。)为了在行驶过程中保持齿轮连接(“不掉速”),对每个齿轮应用了锁定。 PTO齿轮箱的缺点是需要练习,操作不当会导致结构损坏,尤其是齿部损坏。这是因为只有当要连接的两个齿轮的圆周速度几乎相同时,齿轮的齿才能在离合器脱开的情况下一起滑动。因此,现在很少使用移位器。块体的小直径齿轮与齿轮轴的大直径齿轮接触,因此输出轴的速度增加。 (速度2。)为了在行驶过程中保持齿轮连接(“不掉速”),对每个齿轮应用了锁定。 PTO齿轮箱的缺点是需要练习,操作不当会导致结构损坏,尤其是齿部损坏。这是因为如果要连接的两个齿轮的圆周速度几乎相同,则只有在踩下离合器时,齿轮的齿才能一起滑动。因此,现在很少使用移位器。块体的小直径齿轮与齿轮轴的大直径齿轮接触,因此输出轴的速度增加。 (速度2。)为了在行驶过程中保持齿轮连接(“不掉速”),对每个齿轮应用了锁定。 PTO齿轮箱的缺点是需要练习,操作不当会导致结构损坏,尤其是齿部损坏。这是因为只有当要连接的两个齿轮的圆周速度几乎相同时,齿轮的齿才能在离合器脱开的情况下一起滑动。因此,现在很少使用移位器。速度。)为了在行驶过程中保持齿轮连接(“不要失速”),对每个齿轮应用了锁定。 PTO齿轮箱的缺点是需要练习,操作不当会导致结构损坏,尤其是齿部损坏。这是因为只有当要连接的两个齿轮的圆周速度几乎相同时,齿轮的齿才能在离合器脱开的情况下一起滑动。因此,现在很少使用移位器。速度。)为了在行驶过程中保持齿轮连接(“不要失速”),对每个齿轮应用了锁定。 PTO齿轮箱的缺点是需要练习,操作不当会导致结构损坏,尤其是齿部损坏。这是因为只有当要连接的两个齿轮的圆周速度几乎相同时,齿轮的齿才能在离合器脱开的情况下一起滑动。因此,现在很少使用移位器。它们的不当处理会导致结构损坏,尤其是牙齿损坏。这是因为只有当要连接的两个齿轮的圆周速度几乎相同时,齿轮的齿才能在离合器脱开的情况下一起滑动。因此,现在很少使用移位器。它们的不当处理会导致结构损坏,尤其是牙齿损坏。这是因为只有当要连接的两个齿轮的圆周速度几乎相同时,齿轮的齿才能在离合器脱开的情况下一起滑动。因此,现在很少使用移位器。

离合器变速箱

这些齿轮箱也是直齿轮,齿轮之间不断接触,不用的齿轮在轴上自由旋转,换档时,相应的齿轮通过可拆卸的离合器固定在轴上,同时松开前一档的离合器。最初,使用简单的爪形开关来固定齿轮。虽然这种解决方案为牙齿提供了保护,但它并没有使操作者的切换过程更容易。同步环开关现在几乎无一例外地用于汽车变速器。轴的带肋部分与位于要啮合的齿轮旁边的同步环一起旋转。同步环由两部分组成。图中中间的内圈随带肋轴旋转,外圈通过内圈的挡边一起旋转,其相对于彼此的轴向运动由处于脱离位置的球锁阻止。 (1) 图中所示的两个蓝色齿轮与它们的反向齿轮在关闭时相对于轴以不同的速度旋转。如果操作员想要将左齿轮与轴啮合,请将环向左移动。 (2) 然后,第一次,由于锁紧,两个环一起向左滑动,内环的锥壳紧靠齿轮的锥面,将两部分一起制动。在这种情况下,不需要高扭矩,因为连接到电机输出轴端的离合器(“离合器”)被压下。然后操作员进一步移动外环,闩锁释放并且外环钉与左齿轮钉接合。然后可以松开离合器并接合新的齿轮。 (3) 一些齿轮箱装有板式(薄片)离合器而不是同步环,有时这种离合器非常坚固,安装在电机轴端的主离合器可以完全省略。

行星齿轮箱

这些变速器的操作基于这样一个事实,即行星齿轮装置可能具有多个输出速度,具体取决于引导太阳轮、外轮或行星轮的桥式结构(“星形”)是固定的。多速齿轮箱可以由多个串联的行星组开发。在图中所示结构的横截面视图的右侧是三个相连的行星工程。行星齿轮箱最早也是最成功的例子之一是福特 T 型车中使用的结构。在这种情况下,每个车桥的制动都是通过手动操作的带式制动器解决的,如今通常使用带液压或电动操作的盘式和带式制动器以及盘式离合器。

连续传输

静液压驱动

静液压驱动器由容积泵和电机以及连接两者的管道和控制元件组成。有每分钟可变容积输送的往复泵。当连接到恒流电机时,可以创建变速驱动器。该解决方案广泛用于土方机械、筑路机械(如抓斗、压路机、沥青摊铺机、自行式起重机),其中机械各种设备的运动和车辆的推进可以用柴油来解决引擎。图中的专利图显示了可以安装在传统汽车传动系统中的静液压传动装置的纵向截面。变速轴向柱塞泵和马达安装在变速器中。

水动力芽

液力离合器由一个涡流泵和一个内置在一个公共外壳中的涡轮机组成。泵楔在电机轴上,涡轮楔在从动轴上。由泵循环的流体(液压油)使泵旋转并加速,直到它以几乎恒定的速度旋转。与传统的摩擦离合器相比,换档是平稳和自动的,但在持续运行时有损耗,离合器需要持续冷却。此类开关包含在齿轮传动装置中,但在连续操作中,通过机械离合器进行接触。如果在泵和涡轮之间还内置了可变角度的方向盘冠,则可以无级调节涡轮驱动轴的速度(和扭矩)。这就是流体动力传动。在实际驱动、自动变速器的情况下,液力变速器与传统齿轮传动装置相结合,通常是行星齿轮传动装置。

摩擦齿轮

通过摩擦驱动,可以构建简单且廉价的无级变速器。此类变速箱仅用于传输较少的动力,例如 1950 年代为车载版本制造的 Autosandal 微型车。它们的缺点是它们的效率低于齿状芽,并且它们对污垢(水、油、灰尘)敏感。

皮带传动

很少使用的解决方案。荷兰的 DAF 工厂在 1967 年至 1974 年间制造的低成本乘用车中安装了 Variomatic 虚拟 V 型带无级变速器。宽 V 形皮带在两个可轴向移动的皮带轮上运行。调整半皮带轮的位置:如果增加一对半皮带轮的距离,另一对半皮带轮的距离也减少相同的量,这样尽管改变了,三角带的张力仍然存在,但传动改变了。

笔记

来源

Zoltán Lévai 博士:机动车辆的结构工程教科书出版商 1978 ISBN 9631725189 Zoltán Lévai 博士:机动车辆的结构工程 Zoltán Lévai 博士:机动车辆的结构工程(扫描版) Pattantyús 机械和电气工程师手册4卷 Műszaki Könyvkiadó,布达佩斯,1961 年。 György Zinner:机动车辆的传动设备 Tankönyvmester Kiadó 2008 ISBN 9639668222 Ganz 出版物 1934 年 6 月 14 日 Tibor Bercsey,László Tuskót Kiadó:汽车技术