6. Рабочий процесс механической ступенчатой кп.

ВКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧ С ПОМОЩЬЮ ЗУБЧАТЫХ (МУФТ).

В настоящее время применения зубчатых колес (кареток) при переключении передач применяется для первой и задней передачи при условии, а/м обездвижен.

Ограниченное применение подвижных ЗК.

1. При включении ударная нагрузка от сил инерции ведомого вала сцепления и вращающихся с ним деталей КП приходится на один или два зуба включаемых колес, что приводит к быстрому износу торцов зубьев, сколу зубьев, иногда к поломке.

2. Для включения передач требуется переместить каретку на всю длину зуба, что приводит,

к увеличению длины и массы КП.

При применении кулачковых или зубчатых муфт постоянного зацепления ударные нагрузки при переключении распределяются между всеми зубьями или кулачками, что не приводит к уменьшению шума и не облегчает процесс включения передач.

Д ля облегчения включения передач применяются муфты легкого включения, у которых укорочены через один так же как и кулачки или зубья включаемого зубчатого колеса.

Увеличивается вероятность попадания удлиненных зубьев или кулачков в промежутки между удлиненными кулачками или зубьями включаемого колеса.

Применяется до сих пор.

Простейшим мероприятием является выполнение зубчатых муфт с перекрытием (заштрих. зона). После некоторого периода эксплуатации площадка контакта деформируется, образуя уступ, препятствующий самовыключению.

Широкое применение замковое устройство в котором зубья муфты выполнены конусными, при передаче крутящего момента самовыключению муфты препятствует не только трения между зубьями, но и осевая составляющая силы действующие в зацеплении.

Ш лицевая часть вала, по которой перемещается муфта, расчленена двумя канавками; ширина шлицев средней части больше на 0,4 – 0,6 мм боковых шлицев. Канавки внутренние муфты выполнены по ширине средних шлицев вала. При включенной передачи зубчатая муфта находится на шлицах крайнего ряда и ее шлицы прижимаются к шлицам вала за счет крутящего момента. Шлицы среднего ряда служат замковым устройством не позволяющий самовыключению передач. При выключении передачи сцепление выключается и через передачу не передается крутящий момент.

7. Рабочий процесс мех. Ступ. Кп. Включение передач с помощью синхронизаторов.

Синхронизаторы полностью исключает ударную нагрузку, выравнивают угловые скорости соединяемых элементов перед включением передачи.. В настоящее время используют инерционные синхронизаторы блокирующие включающую ЗМ до тех пор, пока кинетическая энергия детали, вращающихся вместе с ведомы диском сцепления (при выключенном состоянии или нейтральном положении КП), не будет поглощена работой трения в синхронизаторе. Этот момент времени соответствует полному равенству угловых скоростей синхронизируемых элементов.

Элементы инерционного синхронизатора.

1. Выравнивающий – фрикционный элемент, поглощающий энергию касательных сил энергии вращающихся масс.

2. Блокирующий – устройство препятствующие перемещению включающий ЗМ до полного выравнивания угловых скоростей (конус синхронизатора).

3. Включающий – зубчатая муфта.

Рабочий процесс.

Для выравнивания угловых скоростей соединяемых элементов необходимо на поверхности конусов создать момент трения Мтр, создаваемый на конусных поверхностях ,может быть выражен через нормальную силу Рn

Мтр = Рn µ r _ср

Рn – нормальная сила на поверхности трения.

µ – коэффициент трения

r _ср – средний радиус конуса

Рn выражено через Q усилие создаваемым водителем при переключении передачи

Рn = Q / sinδ

Усилие Q связано со временем синхронизации обратной зависимостью. Чем больше усилие Q тем меньше время синхронизации; усилие Q тем меньше, чем больше плотность ряда КП.

Работа затрачиваемая на выравнивание угловых скоростей, т.е. работа трения затрачиваемая на поглощение кинетической энергии вращающих деталей.

Работа трения (буксование)синхронизатора пропорциональна квадрату разностей угловых скоростей соседних передач и не зависит от времени.

Для уменьшения буксования синхронизатора → увеличить число передач в КП, что бы сблизить передаточные числа соседних передач, при этом улучшаются тягово-экономические св-ва а/м.

При увеличении числа передач возрастает момент инерции вращающихся деталей, работа буксования синх-ра и усложняется управление КП.

Время выравнивания угловых скоростей: легковых – 0,3…1; грузовых – 0,5…2 – большее время низшим передачам за одно выключение синх-р нагревается до 15-30ºС.

Блокировка осуществляется блокирующим устройством синхронизаторов, препятствующими выключению передачи до полного выравнивания угловых скоростей соединяемых элементов.

Схемы блокирующих устройств.

Рδ – окружная сила, прижимающие блокирующие элементы.

Рδ = Мтр / rδ .

Рх – сила вызывающая реакцию на блокирующихся пов-тях

Рх = Мтр / (rδ tg β)

Рп' – нормальная сила давления на блокирующих поверхностях.

Для того что бы передача не могла выключится до полного выравнивания угловых скоростей, сила Q приложенная к муфте синхронизатора, должна быть меньше Рх;

Q < Рх

С увеличением силы Q растет Мтр, → увеличивается сила Рх (сила реакции); (силы трения на блокирующих пов-тях не учитываются);

Резкое включение Q не может привести к преждевременному выключению передачи до полной синх-ции и приводит к поломке блок. деталей.

Ч тобы не было преждевременного выключения передачи достаточно обеспечить неравенство:

Q < Рх - Р

Параметры синхр-ров в пределах:

µ ' = 0,06…1 (момент трения на блокирующ. поверхностях)

δ = 6…12º β = 25-40º

Включение передачи.

Происходит после выравнивания угловых скоростей синхр-емых деталей. При этом действие окружной силы (Рδ), прижимающей блокирующие элементы, прекращается – происходит разблокировка синх-ра. Блокирующая деталь, в следствие относительного скольжения блокирующих пов-тей, под действием силы Q поворачивается в направлении нейтрального положения. ЗМ свободно перемещается, входя в зацепление с зубчатым колесом включаемой передачи.