Регистрация Войти
Вопрос

Синхрошестерня, косозубая передача

В чём конкретно заключается принцип конструкции, лежащий в основе спиральной формы зубьев в синхронизированной коробке передач?



Предназначены ли косозубые шестерни в любом известном транспортном средстве для разъединения? Для этого они и косозубые? Чтобы сделать процесс включения/выключения более плавным?



Насколько мне известно, косозубые шестерни в любом синхронизаторе никогда не разъединяются. Их соединение с собачкой сцепления/блокирующим кольцом/коническим синхронизатором — по сути, собачки сцепления — это единственная часть, которая разъединяется. Как только собачки сцепления разъединяются, вся косозубая шестерня начинает свободно вращаться на главном валу. Но косозубые шестерни НИКОГДА не разъединяются.


Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/17925/synchromesh-helical-gear-design
1
+ Читать

24 Комментария

  1. Косозубые шестерни не только работают плавнее и тише, чем прямозубые (как сказано в ответе Ника Си), но и имеют большую площадь поверхности в точке зацепления, чем прямозубые. Большая площадь поверхности означает меньшую вероятность поломки шестерни из-за повышенных нагрузок. В прямозубой шестерне нагрузка передаётся напрямую от зуба к зубу. В косозубых шестернях нагрузка распределяется между разными зубьями, что также повышает прочность зацепления. Ни один зуб не принимает на себя всю нагрузку.



    Вы можете увидеть, о чём я говорю, в этом параллельном сравнении:



    введите описание изображения здесь



    Несмотря на то, что шестерни имеют одинаковую ширину, длина зубьев косозубых шестерён больше. Это обеспечивает большую прочность и лучшее распределение нагрузки.

  1. Как правило, это связано с тем, что косозубые шестерни работают более плавно и тихо, чем прямозубые.



    Цитируем Википедию (https://en.wikipedia.org/?title=Gear#Helical):




    В параллельных косозубых передачах каждая пара зубьев сначала соприкасается в одной точке на одной стороне зубчатого колеса. Затем кривая контакта постепенно расширяется по всей поверхности зуба, достигая максимума, после чего возвращается в исходное положение, пока зубья не разойдутся в одной точке на противоположной стороне. В конических передачах зубья внезапно соприкасаются по всей ширине, что приводит к возникновению напряжения и шума.




    Вы заметите это, если когда-нибудь услышите звук автомобиля с прямым «коробчатым» кузовом (например, многих гоночных Mini) — он издает очень характерный вой...
  1. @Allman Я не знал (про логотип)
  1. В автомобилях Citroën, насколько я помню, использовались косозубые шестерни (в форме шеврона), которые обеспечивали преимущества косозубых шестерён, не создавая осевых усилий. По крайней мере, на этом основан их логотип.
  1. Хотя влияние на эффективность, вероятно, незначительно, осевая тяга, скорее всего, является единственной причиной, ограничивающей их использование в системах с высоким крутящим моментом. Вероятно, именно поэтому в гоночных автомобилях используются прямозубые шестерни, а не потому, что они прочнее. Возможно, я ошибаюсь и упускаю другие моменты
  1. Раз уж вы упомянули пятно контакта, можно добавить, что пятно контакта (определяемое углом спирали) является общим для нескольких зубьев и скользит (относительно зуба). Это, в свою очередь, создаёт осевую нагрузку на валы редуктора и влияет на КПД (мощность на выходном валу / мощность на входном валу) * 100
  1. @AndyzSmith В противном случае вы услышите «скрежет», так как шестерня не входит в зацепление. Если вы оставите машину на нейтральной передаче (без сцепления), увеличите обороты и сразу же попытаетесь включить нейтральную передачу, вы услышите скрежет, так как вал, как вы и сказали, не вращается на 0 об/мин
  1. @chilljeet Реверс также отличается тем, что вы можете быть уверены, что выходной вал вращается со скоростью 0 об/мин.
  1. @chilljeet Да. Понял. Обратный порядок отличается даже в постоянной сетке, потому что нужно поменять направление вращения. А когда-то давно существовала скользящая сетка, но её больше нет. Она полностью устарела.
  1. @AndyzSmith да. Это называется коробкой передач с постоянным зацеплением
  1. @AndyzSmith это справедливо только для reverse. Прочитайте ответ paulsters!
  1. @chilljeet То есть в прямозубой передаче не всегда используется обгонное сцепление, позволяющее прямозубой шестерне свободно вращаться на валу? Можно ли напрямую соединить зубья прямозубой шестерни? Тогда, похоже, вам понадобится обгонное сцепление
  1. Хорошо, я понял. Кто-нибудь, подведите итог, и я запишу это как ответ. Если вкратце, то косозубые шестерни используются сегодня, потому что их конструкция с постоянным зацеплением позволяет это делать. Их выбирают, потому что они работают тише и выдерживают большую нагрузку. В некоторых случаях прямозубые шестерни используются с постоянным зацеплением, вероятно, для снижения осевой нагрузки, связанной с косозубыми шестернями. Прямозубые шестерни можно использовать в конфигурации со скользящим зацеплением, но не косозубые. Использование скользящего зацепления в целом практически устарело. Цилиндрические шестерни со скользящей сеткой сегодня используются только в качестве реверсивных.
  1. @chilljeet Таким образом, в гоночных автомобилях с прямозубыми шестернями изменение передаточного числа и выбор ведущей шестерни по-прежнему осуществляются путем блокировки и разблокировки собачки, которая зафиксирована на валу, на прямозубой шестерне. Таким образом, преимущество прямозубой шестерни, как правило, заключается в том, что она не требует регулировки и выдерживает осевые нагрузки в рамках заданной конструкции корпуса.
  1. @AndyzSmith Я ничего не знаю об автоматических коробках передач (или мотоциклах, если уж на то пошло), я всегда рассматривал только механические коробки передач...
  1. @JoshCaswell да, поскольку в нём используется промежуточная шестерня, прямозубые шестерни позволяют им входить в зацепление.
  1. Задняя передача в механических коробках передач с косозубыми шестернями обычно прямая, не так ли? Возможно, это более распространённая причина характерного гула.
  1. Погодите, то есть, насколько вам известно, во всех автоматических коробках передач используется подшипник свободного хода на валу? Чтобы получить что-то, где вал или шестерня действительно ПЕРЕМЕЩАЮТСЯ, нужно взять что-то вроде велосипедной муфты свободного хода? Верно?
  1. Но когда у вас настоящее фрикционное сцепление, оно может работать правильно только при определённом количестве ударов и хрустов. Вот почему в гоночных автомобилях или самосвалах рекомендуется переключать передачи резко и быстро. Фрикционные диски будут ударяться, но если валы вращаются с одинаковой скоростью и вы задействуете всю ширину нижней части диска, то он быстро включится. Без повреждений или только с длительным износом.
  1. @AndyzSmith верно. Я подозреваю, что другая причина, по которой шестерни выходят из зацепления, заключается в том, что для этого нужно либо отодвинуть валы друг от друга, что сложно сделать, либо сдвинуть сами шестерни вдоль валов и столкнуть их друг с другом. В неподвижном состоянии это нормально, но при нескольких тысячах оборотов в минуту они быстро выйдут из строя!
  1. @AndyzSmith — ваш следующий вопрос может звучать так: зачем использовать цилиндрические шестерни в гоночных автомобилях?
  1. Верно, поэтому при работе с крупногабаритным оборудованием, где синхронизаторы не подходят, необходимо двойное выключение сцепления, а включение/выключение осуществляется с помощью собачки сцепления. Но вы никогда не увидите, чтобы не собачка зубья шестерни (прямые или косозубые) выходили из зацепления.
  1. Я никогда не видел ни одного автомобильного механизма, в котором шестерни того или иного типа отсоединялись бы друг от друга. Насколько мне известно, во всех коробках передач для соединения шестерни с валом используются собачки, но, возможно, есть какой-то малоизвестный механизм, с которым я не сталкивался!
  1. Да, это хорошо. Можете ли вы с большой долей уверенности сказать, что это ОСНОВНАЯ причина? Известно ли, что спирали расходятся?
Вы уже ответили на этот вопрос