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Composants de boîte de vitesses. Principaux types de boîtes de vitesses. Comment résoudre le problème d'une boîte de vitesses de voiture cassée

La boîte de vitesses est mécanisme complexe. Il se compose d'entraînements à vis sans fin ou à engrenages grâce auxquels l'arbre du mécanisme de travail tourne.

Structurellement, il se compose d'un corps dans lequel sont placés des éléments qui transmettent le mouvement. Ce sont des engrenages, des arbres et autres. Parfois, le boîtier peut contenir des dispositifs supplémentaires assurant la lubrification ou le refroidissement de la chaîne. les détails nécessaires et les nœuds.

Les fabricants produisent un grand nombre d'unités qui diffèrent par leur conception et leur forme.

  • cylindrique à un étage. Dans celui-ci, les axes des arbres mené et menant sont parallèles ;
  • conique, dans lequel se produit l'intersection des axes de l'arbre ;
  • ver. En eux, les axes de l'espace se croisent ;
  • mécanismes combinés combinant engrenages et engrenages à vis sans fin.

Selon le nombre de vitesses, la boîte de vitesses peut être à un ou plusieurs étages. Cet appareil est largement utilisé par les personnes dans tous les domaines de leurs activités.

Il est inclus dans l'entraînement de divers mécanismes. Avec son aide, la vitesse angulaire de l'arbre de sortie est réduite. Dans certains cas, la vitesse angulaire doit être différente.

Pour que cela se produise, ils placent dans le logement mécanisme spécial commutation et plusieurs paires de couronnes dentées avec différents rapports de démultiplication. Ce mécanisme est connu de tous sous le nom de boîte de vitesses.

Réducteurs à vis sans fin, avantages et objectif

Les mécanismes individuels dans lesquels la rotation est transmise de manière particulière comprennent les produits à vis sans fin.

Ils transmettent le couple à l'aide d'un engrenage à vis sans fin. Vous pouvez également entendre le nom d’engrenage hélicoïdal.

Cela s'explique par le fait que les éléments principaux sont un engrenage à vis sans fin et une vis spéciale appelée vis sans fin.

Cette vis est vraiment spéciale car le profil du filetage est trapézoïdal. Pour sa fabrication, des matériaux à haute résistance sont utilisés.

Il existe de nombreuses variétés de cette vis, mais les plus populaires sont les produits à simple, double et quatre filets. L'entrée dépend du nombre de canaux de thread présents sur le produit.

Roue à vis sans fin apparence ressemble à un produit ordinaire. Mais les filetages sont ajustés à la forme de la vis sans fin.

Pour les réducteurs à vis sans fin puissants, la roue est le plus souvent constituée de divers matériaux. Les dents sont le plus souvent en métal antifriction et pour fabriquer le noyau, de la fonte ou de l'acier bon marché est utilisé.

Ces unités sont différentes haute efficacité et sont utilisés dans les dispositifs où il est nécessaire d'obtenir un couple élevé et une faible vitesse angulaire.

Ceci est obtenu grâce à la conception de l’appareil. Le maillon principal du mécanisme est le ver. Cela signifie que le couple est transmis à la vis depuis le moteur, après quoi l'arbre de sortie tourne.

Avantages des unités à vis sans fin

Avant d'acheter un engrenage à vis sans fin, vous devez connaître ses avantages. Ses principaux avantages comprennent :

  • conduite en douceur;
  • le niveau sonore est assez faible ;
  • a un effet d'auto-freinage ;
  • l'utilisation de seulement deux éléments donne un rapport de démultiplication important.

Ses inconvénients incluent un faible rendement, une usure accrue et une génération de chaleur élevée due aux forces de friction. Par conséquent, il est le plus souvent préférable d’utiliser de telles unités dans les cas où une faible transmission de puissance est nécessaire.

Pour éviter une usure rapide de l'appareil, vous devez suivre haute précision lors du montage et du réglage du mécanisme. Et pour éliminer l'excès de chaleur, vous devrez installer des appareils spéciaux.

Les types

Il existe différents types de réducteurs à vis sans fin, qui diffèrent selon certains critères. Ils sont répartis selon :

  • sur le nombre de démarrages de threads ;
  • en fonction de la façon dont le fil est coupé. Il peut être du côté gauche ou droit ;
  • sur la forme de la vis. Il peut être globoïde et cylindrique ;
  • en fonction de la forme du profil du filetage. Il peut être alambiqué, archimédien et involuté ;

Les roues dentées sont divers types. Le profil de leurs dents peut avoir une forme courbe, droite ou en rouleau. Ce dernier utilise un rouleau rotatif au lieu de dents.

Ces produits représentent un large groupe de mécanismes. Leur trait distinctif est que l'engagement s'effectue à l'aide d'un engrenage droit.

Selon la distance entre les axes des arbres de sortie et d'entrée, ils peuvent être coaxiaux ou avoir des arbres parallèles.

À son tour, le mécanisme coaxial peut être présenté comme cylindrique ou comporter deux étages ou plus.

Les produits diffèrent également par la méthode d'installation. À cette fin, des pattes, des brides et des attaches spéciales sont utilisées.

Avantages des modèles cylindriques

Les avantages d’une boîte de vitesses hélicoïdale sont indéniables.

  1. Ils ont un rendement élevé ;
  2. Ils ont une capacité de charge accrue. Ils sont capables de transmettre des puissances élevées sans pratiquement aucune perte ;
  3. Ils se caractérisent par une grande précision cinématique ;
  4. Ils fonctionnent bien sous des charges inégales et avec n'importe quel nombre de démarrages et d'arrêts ;
  5. Ces produits n'ont pas d'auto-freinage, chacun d'entre eux a donc la capacité de faire tourner l'arbre de sortie ;
  6. En raison de leur rendement élevé, ils chauffent très peu, de sorte que presque toute l'énergie est transférée au consommateur ;
  7. A une bonne fiabilité ;
  8. Un grand nombre d'options de transmission vous permet de sélectionner la boîte de vitesses la plus adaptée au mouvement de transmission requis.

Ils présentent également des inconvénients. Ce niveau augmenté bruit et ont un faible rapport de démultiplication. Les inconvénients incluent le manque de réversibilité, mais ce n'est que dans le cas où il est nécessaire que l'arbre de sortie de la charge externe ne puisse pas tourner.

Utilisation de réducteurs hélicoïdaux

Posséder bons avantages, les mécanismes cylindriques à un étage, ainsi qu'à deux et trois étages sont considérés comme le leader parmi ces dispositifs.

Les produits ont trouvé leur application dans machines à couper les métaux, ils sont installés dans les mélangeurs, broyeurs, rouleaux et autres équipements.

En pratique, il n'y a aucune restriction quant à leur utilisation, sauf dans les cas où il serait plus judicieux d'utiliser d'autres types d'unités.

Par exemple, s'il est nécessaire que le mécanisme fonctionne sans problème ou si une disposition angulaire est nécessaire dans l'entraînement. Les réducteurs hélicoïdaux peuvent être installés horizontalement ou verticalement.

Le plus demandé pose horizontale cylindres Mais en général, le choix dépend de la commodité de l'agencement du lecteur.

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4. Types d'équipement

Le mouvement de rotation dans les machines est transmis à l’aide d’engrenages à friction, à engrenages, à courroie, à chaîne et à vis sans fin. On appellera classiquement le couple effectuant un mouvement de rotation roues. La roue à partir de laquelle la rotation est transmise est généralement appelée roue motrice, et la roue recevant le mouvement est appelée roue motrice.

Figure - Dispositif de transmission

Tout mouvement de rotation peut être mesuré en tours par minute. Connaissant le nombre de tours par minute de la roue motrice, on peut déterminer le nombre de tours de la roue menée. La vitesse de la roue motrice dépend du rapport des diamètres des roues connectées. Si les diamètres des deux roues sont identiques, elles tourneront à la même vitesse. Si le diamètre de la roue menée est plus grand que celui de la roue motrice, alors la roue menée tournera plus lentement, et vice versa, si son diamètre est plus petit, elle fera plus de tours. Le nombre de tours de la roue motrice est plusieurs fois moins de nombre tours de l'entraînement, combien de fois son diamètre est supérieur au diamètre de la roue motrice.

Transmission par friction

Avec transmission par friction, la rotation d'une roue à l'autre est transmise grâce à la force de friction. Les deux roues sont pressées l'une contre l'autre avec une certaine force et, en raison du frottement qui se produit entre elles, tournent l'une contre l'autre.

Avantages transmission par friction :

· Facilité de fabrication des éléments roulants ;

· Rotation uniforme et fonctionnement silencieux ;

· Possibilité de régulation continue de la vitesse de rotation et de transmission marche/arrêt en déplacement ;

· En raison de la possibilité de glissement, la transmission possède des propriétés de sécurité.

Défauts transmission par friction :

· Glissement entraînant des rapports de transmission variables et une perte d'énergie ;

· La nécessité de faire pression.

Application:

En génie mécanique, les transmissions à friction à variation continue sont le plus souvent utilisées pour le contrôle de vitesse à variation continue.

Figure - Engrenage à friction : a - engrenage frontal, b - engrenage angulaire, c - engrenage cylindrique

Les engrenages cylindriques et frontaux sont particulièrement acceptables. Les roues des engrenages peuvent être en bois. Pour une meilleure adhérence, les surfaces de travail des roues doivent être « gainées » d'une couche de caoutchouc souple de 2 à 3 mm d'épaisseur. Le caoutchouc peut être soit cloué avec de petits clous, soit collé avec de la colle.

Engrenage

Dans les engrenages, la rotation d'une roue à l'autre est transmise par des dents. Les roues dentées tournent beaucoup plus facilement que les roues à friction. Cela s'explique par le fait qu'ici, il n'est pas du tout nécessaire d'appuyer sur la roue sur la roue. Pour un engagement correct et travail facile roues, le profil des dents est réalisé le long d'une certaine courbe appelée développante.

Figure - Dispositif à engrenages

La transmission par engrenages est utilisée non seulement avec des arbres parallèles, lorsque des engrenages dits droits sont utilisés, mais également lorsque les arbres forment n'importe quel angle. Cette transmission angulaire est appelée engrenage conique et les engrenages sont appelés engrenages coniques (g).

Les engrenages coniques, comme les engrenages cylindriques, sont dotés d'une dent oblique en spirale (h). De tels engrenages sont généralement utilisés dans les voitures (pour un fonctionnement fluide). Dans les entraînements par engrenages, des engrenages à crémaillère et pignon peuvent être utilisés. Pour la rotation périodique, une paire d'engrenages peut être utilisée dans laquelle l'engrenage d'entraînement a un nombre incomplet de dents.

Figure - Transmission à engrenages

Les engrenages d'entraînement ont également une dent. De tels engrenages étaient très souvent utilisés dans les mécanismes de comptage. Le pignon menant a une dent et le pignon mené en a dix, et ainsi, pour un tour du pignon menant, le pignon mené ne tournera qu'un dixième de tour. Pour faire tourner le pignon mené d’un tour, le pignon menant doit faire dix tours.

Figure - Types d'engrenages : a - engrenage à une dent, b - Croix de Malte

Avantages:

· Dimensions nettement plus petites que les autres engrenages ;

· Haute efficacité (pertes dans les engrenages précis et bien lubrifiés 1-2 %);

· Une plus grande durabilité et fiabilité.

Défauts:

· Bruit pendant le fonctionnement ;

· Le besoin d'une fabrication de précision.

Application : Le type de transmission mécanique le plus courant. Ils sont utilisés pour transmettre de la puissance, de négligeable à des dizaines de milliers de kW.

Le type d'engrenages démonté comprend également ce qu'on appelle l'engrenage maltais, ou croix de Malte (b). Le mécanisme de la croix de Malte est utilisé pour la rotation périodique.

Courroies

Les entraînements par courroie, comme les entraînements par engrenages, sont très courants. Une courroie tendue sur les poulies en recouvre une partie. Cette pièce d'ajustement (arc) est appelée l'angle de circonférence. Plus l'angle de préhension est grand, meilleure est la prise, meilleure et plus fiable la rotation des poulies sera. Avec un petit angle d'enroulement, il peut arriver que la courroie d'une petite poulie commence à glisser et que la rotation soit mal transmise, voire pas du tout. L'angle d'enroulement dépend du rapport entre les tailles des poulies et de leur distance les unes par rapport aux autres. Les figures (a, b) montrent comment les angles de circonférence changent. Lorsqu'il est nécessaire d'augmenter l'angle de circonférence, une poulie-galet de pression (c) est placée au niveau de la transmission.

Figure - Types d'entraînements par courroie

En fonction de l'emplacement des arbres et de la courroie, l'entraînement par courroie peut être différents types:

Boîte de vitesses ouverte (g). Avec cette transmission, les deux poulies tournent dans le même sens.

Transmission croisée (d). Cette transmission est utilisée lorsqu'il est nécessaire de modifier la rotation de la poulie menée. Les poulies tournent l'une vers l'autre.

L'engrenage semi-croix (e) est utilisé lorsque les arbres ne sont pas parallèles, mais inclinés.

La transmission angulaire (g) se forme lorsque les arbres forment un angle, mais se trouvent, pour ainsi dire, dans le même plan. Avec cette transmission, des rouleaux doivent être installés pour obtenir la bonne direction de la courroie.

Double vitesse (z). Avec cette transmission, les courroies peuvent passer d'une poulie motrice à plusieurs poulies entraînées.

Transmission(s) échelonnée(s). Il est utilisé lorsqu'il est nécessaire de modifier la vitesse de l'arbre mené. Les deux poulies de cette transmission sont étagées. En réorganisant la courroie sur l'une ou l'autre paire de marches, le nombre de tours de l'arbre mené est modifié. Dans le même temps, la longueur de la ceinture reste inchangée.

Selon leur profil, les courroies sont plates, rondes et trapézoïdales (k, l, m).

Le rapport de démultiplication des transmissions par courroie est compris entre 1:4, 1:5 et seulement dans des cas exceptionnels - jusqu'à 1:8.

Lors du calcul d'un entraînement par courroie, le glissement de la courroie le long des poulies est pris en compte. Ce glissement s'exprime dans une fourchette de 2 à 3 %. Pour obtenir la vitesse requise, le diamètre de la poulie menée est réduit dans les mêmes limites.

Les poulies peuvent être en contreplaqué ou en métaux légers.

Avantages:

· Simplicité de conception ;

· Possibilité de localiser les poulies motrices et menées sur de longues distances (plus de 15 mètres) ;

· Protection des mécanismes contre les surcharges grâce aux propriétés élastiques de la courroie et à sa capacité à glisser sur les poulies ;

· Capacité à travailler avec des vitesses angulaires élevées.

Défauts:

· L'étirement progressif des courroies, leur fragilité (à grande vitesse elle fonctionne de 1000 à 5000 heures) ;

· Inconstance du rapport de démultiplication (due au patinage inévitable de la courroie) ;

· Tailles relativement grandes.

Application: Utilisé très souvent, de l'électronique grand public aux machines industrielles jusqu'à 50 kW.

Vis sans fin

Un engrenage à vis sans fin est utilisé pour obtenir une rotation entre des arbres se coupant dans le même plan. La transmission est constituée d'une vis (vis sans fin) et d'une roue hélicoïdale, qui sont en prise. Lorsque la vis sans fin tourne, les bobines entraînent les dents de la roue et la font tourner. Habituellement, la rotation de la vis sans fin est transférée à la roue. La marche arrière ne se produit presque jamais en raison du freinage automatique.

Figure - Types d'engrenages à vis sans fin

Il est le plus souvent utilisé avec des rapports de démultiplication élevés allant de 5 à 300. En raison du rapport de démultiplication élevé, l'engrenage à vis sans fin est largement utilisé comme mécanisme permettant de réduire le nombre de tours - une boîte de vitesses.

Les boîtes de vitesses peuvent être réalisées de différentes manières. Pour certains, la vis sans fin est réalisée à partir d'une vis de fixation ordinaire, pour d'autres elle est réalisée en enroulant un fil ou une étroite bande de cuivre (sur un bord) autour d'une tige en forme de ressort. Pour plus de solidité, les tours doivent être soudés à la tige. Les engrenages à vis sans fin proviennent d'un mécanisme d'horloge inutile. Mais vous pouvez les fabriquer vous-même : découpez-les avec une lime dans un disque de laiton ou de duralumin.

Lors de la fabrication de boîtes de vitesses, il faut veiller à ce que la vis et l'engrenage ne subissent pas de déplacement axial lors de la rotation. Dans les boîtes de vitesses à grande vitesse, ses arbres doivent être montés sur roulements.

Avantages:

· Fonctionnement fluide et silencieux ;

· Grand rapport de démultiplication.

Défauts:

· Augmentation de la production de chaleur ;

· Usure accrue ;

· Tendance à manger ;

· Efficacité relativement faible.

Application: Principalement utilisé lorsqu'un rapport de démultiplication important est requis.

Transmission par chaîne

Par rapport à un entraînement par courroie, un entraînement par chaîne est pratique dans la mesure où il ne permet pas de glisser et vous permet de maintenir le rapport de démultiplication correct. La transmission par chaîne s'effectue uniquement avec des arbres parallèles.

Figure - Types d'entraînements par chaîne : a - chaîne à rouleaux à plaques, b - chaîne silencieuse

La grandeur principale d’une transmission par chaîne est le pas. Le pas est la distance entre les axes des rouleaux de la chaîne ou la distance entre les dents du pignon.

Outre les chaînes à rouleaux, les chaînes à engrenages, appelées chaînes silencieuses, sont également largement utilisées dans les machines. Le pignon d'une telle transmission est semblable à un engrenage. Les chaînes dentées peuvent fonctionner à des vitesses élevées.

Le rapport de démultiplication autorisé des entraînements par chaîne peut aller jusqu'à 1:15. Le plus petit nombre de dents est utilisé pour les pignons : pour les chaînes à rouleaux - 9 et pour les chaînes à engrenages - 13-15. La distance entre les axes des pignons est considérée comme étant au moins une fois et demie le diamètre du grand pignon.

La chaîne n'est pas posée sur les pignons de manière serrée, comme les courroies, mais avec un certain affaissement. Un rouleau tendeur est utilisé pour réguler la tension. Le nombre de tours du pignon mené dépend du rapport des dents des deux pignons.

Avantages:

· Moins de sensibilité aux imprécisions dans la localisation des puits ;

· Possibilité de transmettre le mouvement d'une chaîne à plusieurs pignons ;

· Possibilité de transmettre un mouvement de rotation sur de longues distances.

Défauts:

· Augmentation du bruit et de l'usure de la chaîne en raison d'un mauvais choix de conception, d'une installation négligente et d'un mauvais entretien.

Cliquets

En plus du mouvement de rotation continu, des machines sont souvent utilisées mouvement de rotation intermittent. Ce mouvement est effectué à l'aide de ce qu'on appelle mécanisme à cliquet. Les principales parties d'un mécanisme à cliquet sont : le cliquet (un disque avec des dents), le levier et le cliquet. Les dents du cliquet ont une forme particulière. Un côté est plat et l'autre est raide ou quelque peu en contre-dépouille. Le cliquet est monté sur l'arbre de manière immobile. Le levier situé à côté du cliquet peut osciller librement. Il y a un cliquet sur le levier qui, à une extrémité, repose sur le cliquet. À l'aide d'une bielle ou d'une bielle provenant de l'un ou l'autre mécanisme d'entraînement, le levier entre dans un mouvement de balancement. Lorsque le levier est incliné vers la gauche, le cliquet glisse librement le long de la douce pente des dents sans faire tourner le cliquet. Lors du déplacement vers la droite, le cliquet repose sur le rebord de la dent et fait tourner le cliquet selon un certain angle. Ainsi, en oscillant continuellement dans un sens ou dans un autre, le levier avec le cliquet fait tourner périodiquement le cliquet avec l'arbre. Pour assurer un ajustement sûr du cliquet au cliquet, le cliquet est équipé d'un ressort de pression.

Figure - Types de mécanismes à cliquet

Mais le plus souvent, le mécanisme à cliquet a un autre objectif : protéger l'arbre avec le cliquet de la rotation. Ainsi, lors du levage d'une charge sur un treuil, le cliquet et le cliquet empêchent le tambour de reculer.

Tableau - Désignation des types d'engrenages sur les schémas :

5. Types et fonction des boîtes de vitesses

La boîte de vitesses tire son nom du mot latin réducteur, ce qui signifie « Je le rends ». C'est le principe de base de fonctionnement d'une boîte de vitesses, qui est un dispositif mécanique complexe constitué d'un ou plusieurs engrenages ou engrenages à vis sans fin. Le but de la boîte de vitesses est que lorsque à l'aide de ces engrenages, toute rotation se transforme et change vitesses angulaires .

Boîtes de vitesses inclus dans les systèmes de mécanisme d'entraînement. Le champ d'application des boîtes de vitesses est vaste : aucun mécanisme doté d'unités de rotation ne peut s'en passer. Tous les moteurs, qu'ils soient électriques ou moteurs combustion interne, doit avoir des boîtes de vitesses différents types. La boîte de vitesses comporte un ou plusieurs systèmes d'engrenages engrenés avec un rapport de démultiplication constant. Le type de boîte de vitesses dépend du type de ces engrenages.

Classification des boîtes de vitesses

Boîtes de vitesses par type d'engrenage il y a coniques, cylindriques, ondulés, planétaires - ce sont des types d'engrenages, ainsi que des engrenages à vis sans fin.

De plus, ils peuvent être systèmes à un étage, à deux étages et à trois étages. Dans le même temps, différents types d'engrenages peuvent être utilisés dans les boîtes de vitesses à deux et trois étages.

Types de boîtes de vitesses intentionnellement.

Ils sont répartis selon ce principe : moteurs mécaniques et réducteurs.

Les réducteurs mécaniques sont simplement des transmissions mécaniques, tandis que les motoréducteurs sont une boîte de vitesses et un moteur électrique combinés dans un seul boîtier.

Par type de localisation dans l'espace les boîtes de vitesses sont divisées en horizontal et vertical. Ils sont utilisés aussi bien avec un engrenage mono qu'avec une combinaison de plusieurs types d'engrenages.

Conception et fonction de la boîte de vitesses

La boîte de vitesses est un boîtier dans lequel sont placés tous les éléments de transmission - arbres, engrenages, roulements et autres. Parfois, le carter de boîte de vitesses contient des dispositifs qui servent à lubrifier les engrenages et les roulements (par exemple, un engrenage peut être placé dans le carter de boîte de vitesses la pompe à huile) ou des dispositifs de refroidissement (par exemple, un serpentin à eau dans le boîtier d'un réducteur à vis sans fin à deux étages).

Tableau - Classification des boîtes de vitesses selon le type d'engrenages et le nombre d'étages

Boîte de vitesses Nombre d'étapes Types d'équipement La position relative des axes des arbres d'entrée et de sortie

Cylindrique

En une seule étape

Un ou plusieurs engrenages cylindriques

Parallèle
Parallèle ou coaxial
Quatre vitesses Parallèle
Conique En une seule étape Un engrenage conique Sécante
Conique-cylindrique Un engrenage conique et un ou plusieurs engrenages droits Intersection ou croisement

Ver

En une seule étape; en deux étapes

Un ou deux engrenages à vis sans fin

Croisement
Parallèle
Ver cylindrique ou ver cylindrique En deux étapes ; en trois étapes Un ou deux engrenages droits et un engrenage à vis sans fin Croisement
Planétaire En une seule étape; en deux étapes; en trois étapes Chaque étage est constitué de deux engrenages centraux et de satellites Coaxial
Cylindrique-planétaire En deux étapes ; en trois étapes; quatre vitesses Combinaison d'un ou plusieurs engrenages droits et planétaires Parallèle ou coaxial
Cône-planétaire En deux étapes ; en trois étapes; quatre vitesses Sécante
Ver-planétaire En deux étapes ; en trois étapes; quatre vitesses Combinaison d'un engrenage conique et planétaire Croisement
Vague En une seule étape Transmission à une onde Coaxial

Principe de fonctionnement des boîtes de vitesses

Puisque le fonctionnement de la boîte de vitesses repose sur la transmission et la transformation couple, la principale caractéristique des boîtes de vitesses mécaniques est le type de transmission mécanique qu'elles utilisent.

Types d'engrenages dans les boîtes de vitesses :

Engrenage droit– l’un des types d’engrenages les plus fiables et les plus durables, offrant une longue durée de vie. En règle générale, il est utilisé dans les boîtes de vitesses présentant des conditions de fonctionnement particulièrement complexes. Ce type de transmission est divisé en dents droites les transferts, hélicoïdal Et chevron

transferts;

· Engrenage conique– contrairement au précédent, il possède les axes des arbres d’entrée et de sortie qui se croisent. Les rotors dotés d'une telle transmission sont utilisés lorsqu'il est nécessaire de changer la direction de l'énergie cinétique transmise ;

· Vis sans fin- Il s'agit d'une transmission mécanique d'une vis (« vis sans fin ») à un engrenage. Ils ont un rapport de démultiplication assez élevé et un rendement relativement faible. Il y a un seul passage Et multi-passes ;

· Transmission hypoïde (spiroïde)– utilise des roues coniques à axes croisés pour la transmission (les roues peuvent avoir des dents obliques ou courbes). Ce type de transmission se caractérise par un faible bruit de fonctionnement, un fonctionnement silencieux et une capacité de charge élevée ;

· Transmission par chaîne– comme son nom l’indique, utilise une chaîne flexible pour transmettre l’énergie mécanique. Il se compose de deux pignons (entraînement et mené) et d'une chaîne, elle-même constituée de maillons mobiles. C’est l’un des types d’engrenages les plus polyvalents, simples et économiques ;

· Courroies – transmission d'énergie à l'aide d'une courroie flexible due aux forces de frottement ou d'engrènement (dans le cas des courroies dentées). Se compose de poulies motrices et menées, ainsi que d'une courroie d'entraînement. Les avantages incluent un fonctionnement peu coûteux, silencieux et fluide, ainsi que installation facile et compensation des surcharges dues au glissement ;

· Engrenage hélicoïdal– convertit le mouvement de translation en mouvement de rotation, et vice versa. En règle générale, il s'agit d'une structure composée d'une vis et d'un écrou. Il y a une transmission roulante et coulissante. Cette transmission est souvent utilisée non pas pour le mouvement, mais pour la sécurisation. Il est utilisé dans les vis de réglage, les entraînements des actionneurs de mécanismes, divers instruments;

· Transmission des ondes- relativement nouveau genre engrenages caractérisés par un rapport de démultiplication très élevé. Il fonctionne en générant des vagues sur une roue flexible, équipée de moins de dents qu'une roue rigide, et en déplaçant les roues les unes par rapport aux autres de la différence de dents par tour. Parmi les avantages figurent un faible poids, une précision cinématique élevée et la capacité de transmettre le couple à travers des parois scellées.

Nombre de rapports

En règle générale, les boîtes de vitesses composées d'un seul rapport sont extrêmement rares. Ce type de boîte de vitesses est dit à un étage. Les boîtes de vitesses à deux, trois et plusieurs étages sont devenues beaucoup plus répandues et dans de telles boîtes de vitesses, il peut y avoir à la fois des engrenages du même type et plusieurs engrenages différents combinés les uns aux autres. Le rapport de démultiplication global de la boîte de vitesses dépend directement du type de rapport utilisé et du nombre d'étages. Dans certains mécanismes, le nombre d'étapes peut atteindre des dizaines, voire des centaines de milliers.

Arbres de transmission

Tableau - Durée de vie des engrenages, arbres et roulements des boîtes de vitesses

Usage général et spécial.
Boîtes de vitesses usage général peut être utilisé dans de nombreux cas et répondre Exigences générales. Les boîtes de vitesses spéciales ont des caractéristiques non standard qui répondent à certaines exigences.

Classification, principaux paramètres des boîtes de vitesses

Selon le type d'engrenage les boîtes de vitesses sont cylindriques, coniques, ondulées, planétaires, globoïdes et à vis sans fin. Les boîtes de vitesses combinées sont largement utilisées, constituées de plusieurs types d'engrenages réunis dans un seul carter (hélicoïdal-conique, à vis sans fin, etc.).

Structurellement, les boîtes de vitesses peuvent transmettre la rotation entre des arbres qui se croisent, se croisent et sont parallèles.
Ainsi, par exemple, les réducteurs droits vous permettent de transmettre la rotation entre des arbres parallèles, les réducteurs coniques - entre ceux qui se croisent, et les réducteurs à vis sans fin - entre les arbres qui se croisent.

Le rapport de démultiplication total peut atteindre plusieurs dizaines de milliers et dépend du nombre d'étages de la boîte de vitesses. Les boîtes de vitesses constituées d'un, deux ou trois étages sont largement utilisées et peuvent, comme décrit ci-dessus, combiner différents types d'entraînement par engrenages.

Voici les plus populaires types de boîtes de vitesses, produit commercialement par l’industrie.

Réducteurs hélicoïdaux

Réducteurs à couple conique et hélicoïdal

Les réducteurs à couple conique et hélicoïdal transmettent le couple entre des arbres qui se croisent ou se croisent. Les boîtes de vitesses utilisent des engrenages en forme de cône avec des dents droites ou obliques. Les boîtes de vitesses coniques ont une plus grande douceur d'engagement, ce qui leur permet de supporter de lourdes charges. Les boîtes de vitesses peuvent être à un, deux et trois étages. Répandu réducteurs à couple conique, où le rapport de démultiplication total peut atteindre 315. Les arbres de boîte de vitesses à grande vitesse et à basse vitesse peuvent être positionnés horizontalement et verticalement. Selon le type de schéma cinématique, les réducteurs à couple conique et à couple conique peuvent être déployés ou coaxiaux.

La figure ci-dessous montre diagrammes cinématiques boîtes de vitesses coniques :

A) Réducteur à couple conique réversible. Le changement du sens de rotation est obtenu en installant un engrenage du côté opposé de l'engrenage conique.

B) Réducteur à couple conique réversible. Les engrenages coniques tournent dans des directions différentes. L'arbre lent est relié à l'un des engrenages coniques à l'aide d'un accouplement à griffes.

B) Réducteur à hélice conique à deux étages. Les arbres à grande vitesse et à basse vitesse sont à angle droit dans le même plan.

D) Réducteur à hélice conique à deux étages. Les arbres d'entrée et de sortie se croisent et se trouvent dans des plans différents.

D) Réducteur à hélice conique à trois étages. Les arbres à grande vitesse et à basse vitesse sont à angle droit dans le même plan.

E) Réducteur à hélice conique à trois étages. Les engrenages cylindriques intermédiaires et lents sont assemblés de manière coaxiale.

Les réducteurs coniques sont largement utilisés dans les produits où des couples élevés doivent être transmis à angle droit. Contrairement aux réducteurs à vis sans fin, les réducteurs à couple conique n'ont pas de roue en bronze qui s'use rapidement, ce qui leur permet de travailler dans des conditions difficiles longue durée. Une autre différence importante est la réversibilité, la capacité de transmettre la rotation d’un arbre à basse vitesse à un arbre à grande vitesse. La réversibilité permet de soulager le mécanisme d'engrenage, contrairement à un engrenage à vis sans fin, qui permet l'utilisation d'un engrenage conique dans les installations à forte inertie.

Classification des boîtes de vitesses selon le type d'engrenages et le nombre d'étages :

Type de boîte de vitesses

Nombre d'étapes

Type de transmission mécanique

Emplacement des arbres à basse et à grande vitesse

Cylindrique

Une étape

Un ou plusieurs engrenages cylindriques

Parallèle

Deux étapes ; trois étapes

Parallèle ou coaxial

Quatre étapes

Parallèle

Conique

Une étape

Un engrenage conique

Sécante

Conique-cylindrique

Un engrenage conique et un ou plusieurs engrenages droits

Intersection ou croisement

Ver

Une étape; deux étapes

Un ou deux engrenages à vis sans fin

Croisement

Parallèle

Ver cylindrique ou ver cylindrique

Deux étapes ; trois étapes

Un ou deux engrenages droits et un engrenage à vis sans fin

Croisement

Planétaire

Une étape; deux étapes ; trois étapes

Chaque étage est constitué de deux engrenages centraux et de satellites

Cylindrique-planétaire

Deux étapes ; trois étapes ; quatre étapes

Assemblage d'un ou plusieurs engrenages droits et planétaires

Parallèle ou coaxial

Cône-planétaire

Deux étapes ; trois étapes ; quatre étapes

Sécante

Ver-planétaire

Deux étapes ; trois étapes ; quatre étapes

Assemblage d'un engrenage conique et planétaire

Croisement

Vague

Une étape

Transmission à une onde

Conception et fonction de la boîte de vitesses

Un mécanisme qui sert à réduire la vitesse angulaire tout en augmentant le couple est généralement appelé boîte de vitesses. L'énergie de rotation est fournie à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, puis, en fonction du rapport de démultiplication sur l'arbre de sortie, on obtient une fréquence réduite et un couple accru.

Selon le type de transmission mécanique, la boîte de vitesses comprend généralement des paires d'engrenages ou de vis sans fin, des roulements de centrage, des arbres, des joints divers, des joints spi, etc. Les éléments de la boîte de vitesses sont placés dans un boîtier composé de deux parties : une base et un couvercle. Pendant le fonctionnement, les mécanismes de travail de la boîte de vitesses sont continuellement lubrifiés avec de l'huile par éclaboussures et, dans certains cas, une pompe forcée placée à l'intérieur de la boîte de vitesses est utilisée.

Il existe un grand nombre de types différents de réducteurs, mais les plus populaires sont les réducteurs cylindriques, planétaires, coniques et à vis sans fin. Chaque type de boîte de vitesses présente des avantages et des inconvénients spécifiques qui doivent être pris en compte lors de la conception des équipements. Les principaux critères de sélection d'une boîte de vitesses sont la détermination de la puissance ou du couple de charge requis, le coefficient de réduction (rapport de démultiplication), ainsi que l'emplacement de montage de la source de rotation et du mécanisme de commande.

Caractéristiques des boîtes de vitesses par type de transmission mécanique

L'industrie mondiale produit un grand nombre de boîtes de vitesses et de boîtes de vitesses qui diffèrent par le type de transmission, les options d'assemblage, etc. Considérons les principaux types de transmissions mécaniques, leurs caractéristiques et avantages.

– est le plus fiable et le plus durable de tous les types d’engrenages. Cette transmission est utilisée dans les boîtes de vitesses où une grande fiabilité et haute efficacité. Les engrenages droits sont généralement constitués d'engrenages droits, hélicoïdaux ou à chevrons.

a) Engrenage droit

b) Engrenage cylindrique hélicoïdal

c) Engrenage cylindrique à chevrons

d) Engrenage droit avec denture interne

Engrenages coniques– présentent tous les avantages des engrenages droits et sont utilisés dans les cas où les arbres d'entrée et de sortie se croisent.

a) Engrenage conique à dent droite

b) Engrenage conique à dent hélicoïdale

c) Engrenage conique à dent courbée

d) Engrenage hypoïde conique

– permet le transfert d’énergie cinétique entre des arbres se croisant dans un même plan. Les principaux avantages de cette transmission sont un rapport de démultiplication élevé, un freinage automatique et des dimensions compactes. Les inconvénients sont un faible rendement, une usure rapide de la roue en bronze et une capacité limitée à transmettre une puissance élevée.

Transmission hypoïde– il est également spiroïde et est constitué d’un ver conique et d’un disque à dents en spirale. L'axe de la vis sans fin est considérablement décalé par rapport à l'axe de l'engrenage conique, grâce à quoi le nombre de dents engagées simultanément est plusieurs fois supérieur à celui des engrenages à vis sans fin. Contrairement à une paire de vis sans fin, dans un engrenage hypoïde, la ligne de contact est perpendiculaire à la direction de la vitesse de glissement, ce qui fournit un coin d'huile et réduit la friction. Grâce à cela, le rendement de l'engrenage hypoïde est 25 % supérieur à celui de l'engrenage à vis sans fin.

a) Engrenage à vis sans fin avec vis sans fin cylindrique

b) Engrenage à vis sans fin avec vis sans fin globoïde

c) Transmission spiroïde

d) Transmission à disque toroïdal

e) Transmission à engrenages internes toroïdaux

– le prototype est un engrenage planétaire avec une petite différence dans le nombre de dents du satellite et de la roue fixe. La transmission par vagues se caractérise par un rapport de démultiplication élevé (jusqu'à 350). Les principaux éléments de transmission des ondes sont une roue flexible, une roue rigide et un générateur d'ondes. Sous l'action du générateur, la roue flexible se déforme et les dents s'engagent avec la roue rigide. Les transmissions par ondes sont largement utilisées dans l'ingénierie de précision en raison de leur grande douceur et de l'absence de vibrations pendant le fonctionnement.

1) Engrenage à dents internes

2) Roue flexible à dents externes reliée à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses

3) Générateur de vagues

Nombre de rapports

Le nombre de rapports de transmission affecte directement le rapport de transmission. Dans les réducteurs à vis sans fin, les paires à un étage sont les plus courantes. Les réducteurs hélicoïdaux, constitués d'un étage, sont moins fréquemment utilisés que les réducteurs à deux ou trois étages. Dans la production de boîtes de vitesses, on utilise de plus en plus de transmissions combinées composées de différents types d'engrenages, par exemple des boîtes de vitesses à couple conique.

Arbres d'entrée et de sortie des boîtes de vitesses

Les boîtes de vitesses utilisent généralement des arbres droits conventionnels en forme de corps rotatifs. Les arbres de la boîte de vitesses sont soumis à des charges externes, des charges en porte-à-faux et des forces pour surmonter les engrenages. Le couple sur l'arbre est déterminé par le couple de fonctionnement du réducteur ou le couple réactif de l'entraînement. La charge en porte-à-faux est déterminée par la manière dont la boîte de vitesses est reliée au moteur et dépend de la force radiale ou axiale exercée sur l'arbre. Dans un certain nombre de machines qui ont des exigences particulières en termes de dimensions ou de poids, des réducteurs à arbre creux sont utilisés. Arbre creux La boîte de vitesses permet à l'arbre de l'actionneur d'être situé à l'intérieur de la boîte de vitesses, éliminant ainsi le besoin d'utiliser des moitiés d'accouplement d'adaptateur, etc.

Durée de vie de la boîte de vitesses

La durée de vie de la boîte de vitesses dépend calculs corrects paramètres de la charge actuelle. En outre, l'entretien préventif en temps opportun de la boîte de vitesses, le changement d'huile et les joints affectent également la durée de fonctionnement. Un contrôle préventif régulier vous permettra d'éviter des réparations ou un remplacement imprévus de la boîte de vitesses. Le niveau d'huile est surveillé par une fenêtre d'inspection dans la boîte de vitesses et, si nécessaire, complété jusqu'au niveau requis.

Vous trouverez ci-dessous un tableau de la dépendance de la durée de vie de la boîte de vitesses en fonction du type de transmission :

Dispositif de boîte de vitesses

Les principaux éléments de la boîte de vitesses sont :

1. Engrenages usinés avec dents de haute dureté. Le matériau est généralement une qualité d'acier (40Х, 40ХН GOST 4543-71). Dans les réducteurs planétaires, les engrenages et les satellites sont en acier de qualité 25ХГМ GOST 4543-71. Engrenages en acier 40X. Les arbres à vis sans fin sont en acier de qualité GOST 4543-71 - 18ХГТ, 20Х avec carburation ultérieure des surfaces de travail. Les couronnes des réducteurs à vis sans fin sont en bronze Br010F1 GOST 613-79. La roue dentée ondulée flexible est en acier forgé 30KhGSA GOST 4543-71.
2. Arbres (essieux) à grande vitesse, intermédiaire et basse vitesse. Le matériau est une qualité d'acier (40Х, 40ХН GOST 4543-71). Selon l'option de montage, les arbres de sortie peuvent être à simple ou double extrémité, ou creux avec une rainure de clavette. Les arbres de sortie des réducteurs planétaires sont fabriqués d'une seule pièce avec le support du dernier étage. Le matériau est en fonte ou en acier.
3. Unités de roulement. Les roulements sont utilisés pour absorber des charges axiales et en porte-à-faux importantes. Des roulements à rouleaux coniques sont généralement utilisés.
4. Connexions cannelées à clé. Les connexions cannelées sont plus souvent utilisées dans les réducteurs à vis sans fin (arbre creux de sortie). Les clés sont utilisées pour relier les arbres aux engrenages, aux accouplements et à d'autres pièces.
5. Carters d'engrenages. Les carters et couvercles de boîtes de vitesses sont fabriqués par moulage. Les matériaux utilisés sont la fonte de qualité SCh 15 GOST 1412-79 ou l'alliage d'aluminium AL11. Pour améliorer la dissipation thermique, les carters de boîtes de vitesses sont équipés d'ailettes.

Méthodologie de sélection d'une boîte de vitesses en fonction de la charge

La méthode de sélection d'une boîte de vitesses implique un calcul correct des principaux paramètres de charge et des conditions de fonctionnement.

Caractéristiques sont décrits dans les catalogues, et le choix de la boîte de vitesses se fait en plusieurs étapes :

  • sélection de boîte de vitesses par type de transmission mécanique
  • détermination des dimensions (taille standard) de la boîte de vitesses
  • détermination des charges en porte-à-faux et axiales sur les arbres d'entrée et de sortie
  • déterminer le régime de température de la boîte de vitesses

Dans un premier temps, le concepteur détermine le type de boîte de vitesses en fonction des tâches spécifiées et caractéristiques de conception futur produit. Au même stade, des paramètres tels que le rapport de démultiplication, le nombre de pas, l'emplacement des arbres d'entrée et de sortie dans l'espace sont définis.

Dans un deuxième temps, il faut déterminer Distance du centre. Les données initiales pour chaque type de boîte de vitesses peuvent être trouvées dans le catalogue. Il ne faut pas oublier que l'entraxe affecte la capacité à transmettre le couple du moteur à la charge.

Les charges en porte-à-faux et axiales sont déterminées par des équations puis comparées aux valeurs du catalogue. Si les charges calculées sur un arbre sont dépassées, la boîte de vitesses est sélectionnée à une taille standard supérieure.

Température déterminé pendant le fonctionnement de la boîte de vitesses. La température ne doit pas dépasser + 80°C. lors d'un fonctionnement prolongé de la boîte de vitesses avec une charge active.

Comment choisir une boîte de vitesses ?

Le choix de la boîte de vitesses doit être fait par un employé qualifié car Des calculs incorrects peuvent entraîner des dommages à la boîte de vitesses ou à l'équipement associé. Un choix judicieux de boîte de vitesses permettra d'éviter des coûts supplémentaires pour les réparations et l'achat d'un nouveau variateur. Les principaux paramètres de sélection d'une boîte de vitesses, comme mentionné ci-dessus, sont : le type de boîte de vitesses, sa taille ou sa taille, le rapport de démultiplication et le schéma cinématique.

Vous pouvez déterminer la taille de la boîte de vitesses à l'aide du catalogue, qui indique les valeurs de couple maximales pour chaque taille standard. Le moment de la charge effective sur la boîte de vitesses est déterminé par l'expression suivante :

Où:
M2- couple de sortie sur l'arbre de la boîte de vitesses (N/M)
P1- puissance absorbée sur l'arbre de la boîte de vitesses rapide (kW)
Chemin- efficacité dynamique de la boîte de vitesses (%)
n2

Vitesse de rotation de l'arbre à faible vitesse n2 peut être déterminé en connaissant les valeurs du rapport de transmission je, ainsi que la vitesse de l'arbre à grande vitesse n1.

Où:
n1- vitesse de rotation de l'arbre rapide (tr/min)
n2- vitesse de rotation de l'arbre à faible vitesse (tr/min)
je- rapport de démultiplication

Un de plus facteur important, qui doit être pris en compte lors du choix d'une boîte de vitesses, est le facteur valeur - service (s/f). Facteur de service SF est le rapport du moment maximum admissible M2 maximum spécifié dans le catalogue au couple nominal M2 en fonction de la puissance du moteur.

Où:
M2 maximum- couple maximal admissible (valeur du certificat)
M2- couple nominal sur l'arbre de boîte de vitesses (en fonction de la puissance du moteur)

Valeur du facteur de service (s/f) est directement lié à la durée de vie de la boîte de vitesses et dépend des conditions de fonctionnement du variateur.

Lorsque la boîte de vitesses fonctionne sous charge normale, où le nombre de démarrages ne dépasse pas 60 démarrages par heure, le facteur de service peut être sélectionné : SF = 1.

A charge moyenne, où le nombre de démarrages ne dépasse pas 150 démarrages par heure, le facteur de service est sélectionné : SF = 1,5.

En cas de forte charge de choc avec possibilité de blocage de l'arbre de la boîte de vitesses, le facteur de service est sélectionné : SF = 2 et plus.

Rapport de démultiplication et comment le déterminer ?

L'objectif principal de toute boîte de vitesses est de réduire la vitesse angulaire fournie à son arbre d'entrée. Les valeurs de vitesse de sortie sont déterminées par le rapport de démultiplication. Rapport de démultiplication La boîte de vitesses est le rapport entre la vitesse de l'arbre d'entrée et la vitesse de l'arbre de sortie.

Dans tout mécanisme, chaque détail a sa propre signification, c’est pourquoi il fonctionne. Boîte de vitesses - élément principal, qui convertit le couple, permettant ainsi de transférer la puissance de transmission mécanique au moteur. Ce qu'est une boîte de vitesses sera décrit plus en détail dans l'article ci-dessous.

La boîte de vitesses est un ensemble d'engrenages situés dans le carter moteur, qui permet de protéger toutes les pièces de tout dommage, y compris la contamination, et assure également la lubrification nécessaire. Ce mécanisme est conçu pour réguler la vitesse de rotation des arbres qui produisent du couple.

Dans la plupart des cas, la défaillance de la boîte de vitesses est causée par un manque de lubrifiant, de sorte que tous ses éléments principaux sont sujets à l'usure ou à la corrosion. Le champ d'application des boîtes de vitesses est assez étendu et elles sont très souvent utilisées dans les engins de construction et de terrassement où de lourdes charges sont placées sur l'équipement.

Son utilisation est également envisagée dans l’industrie alimentaire et bien entendu dans l’industrie automobile. Mais il est également utilisé dans l'industrie du gaz pour réguler la pression du gaz et même dans la création de jouets pour enfants.

Types

Vis sans fin

Le type de boîtes de vitesses dépend directement de la destination de la transmission, elles se distinguent donc comme suit :

  • Cylindrique. Il s'agit du type de boîte de vitesses le plus courant en raison de la simplicité du couple transmis et en même temps de son efficacité maximale. Cette boîte de vitesses est constituée d'engrenages et peut comporter plusieurs étages. Le nombre de ces étages dépend du rapport de démultiplication requis et, par conséquent, plus il est élevé, plus ces étages sont nécessaires.
  • Ver. Ce type de réducteur est une vis filetée sur laquelle se trouve un engrenage constitué d'un profil de dent spécial. Lors de la rotation de cette vis (vis sans fin), ses tours au moment du mouvement produisent une rotation de la roue à vis sans fin dans le même sens. Par conséquent, la boîte de vitesses à vis sans fin a une taille limitée et en même temps a un bruit assez faible et un fonctionnement fluide.
  • Conique - cylindrique. Comme toutes les boîtes de vitesses, elle est conçue pour réguler le mouvement de la transmission entre les arbres. Ce type de boîte de vitesses est principalement utilisé pour le fonctionnement des lignes de convoyeurs, mais pour son fonctionnement il est nécessaire que tous les éléments du mécanisme principal soient en fonctionnement.
  • Vague. Le principe de base de fonctionnement de la boîte de vitesses ondulée est qu'elle permet un engrenage de dents multi-paires, contrairement à d'autres, mais son inconvénient est la limitation de la vitesse de rotation de l'arbre mené en présence d'engrenages de grand diamètre.

Appareil

La boîte de vitesses se compose d'un corps principal qui contient tous les composants de la transmission - ce sont les engrenages, les arbres et les roulements, et certains ont également un boîtier spécial qui contient du lubrifiant pour lubrifier les engrenages et les roulements.

Il est important de savoir : Il est préférable d'utiliser de l'huile de transmission synthétique. Et aussi pour un fonctionnement normal de la boîte de vitesses, changez l'huile une fois par mois.

Chaque carter a un trou spécial pour que l'huile puisse être ajoutée ou vidangée.

Comment ça marche

Le principe de base de fonctionnement de la boîte de vitesses est que, grâce à la liaison entre les deux roues, la rotation s'effectue de l'une à l'autre. Chacune de ces roues fait différentes quantités rotations.

Une roue plus petite produit autant de couple qu’elle est plus petite qu’une grande roue. S'il est prévu que la roue la plus petite soit entraînée, alors dans de tels cas, le couple augmente considérablement, mais cela entraîne une diminution de la vitesse. Pour garantir la fiabilité, les liaisons entre ces roues sont dotées de dents qui entraînent ce mécanisme.

Note: Avant de choisir une boîte de vitesses, il faut faire attention au pays du fabricant, au pays du fabricant de ses composants, de l'acier, ainsi qu'à l'entreprise qui a réalisé l'assemblage.

Un mauvais choix ou l'usure de la boîte de vitesses peut entraîner une diminution de la compétitivité et causer des dommages importants au constructeur, ce qui entraînera par conséquent des pertes économiques liées aux travaux de réparation et aux temps d'arrêt.

Regardez la vidéo suivante pour voir comment fonctionne et fonctionne la boîte de vitesses :

La boîte de vitesses de l'essieu arrière est l'un des composants importants de la voiture, qui participe à son mouvement. La boîte de vitesses se compose d'un engrenage principal et d'un différentiel.

Conception et principe de fonctionnement

équipement principale

L'engrenage principal peut être simple ou double. Le rapport simple transmet le couple aux roues de la voiture à l’aide d’une paire de vitesses, et le rapport double – en utilisant deux. Un seul engrenage, à son tour, peut être :

  • cylindrique;
  • conique;
  • hypoïde;
  • ver

Pour un engrenage principal cylindrique, les engrenages sont situés dans le même plan, tandis que pour un engrenage conique, ils sont perpendiculaires les uns aux autres. Les avantages et les inconvénients des principales modifications apportées aux transmissions finales simples sont répertoriés dans le tableau suivant.

Modifications des transmissions finales simples :

Le double train principal peut être central ou espacé. Le central a une conception plus simple, un rapport de démultiplication important et une charge plus importante sur tous les éléments du système. L'espacement diffère davantage conception complexe, il est plus efficace en fonctionnement et compact.

Différentiel

Le différentiel à essieux transversaux répartit le couple entre les différents arbres de roue. Si la voiture glisse ou glisse, le différentiel l'aide à faire face à ce problème en permettant aux roues de tourner à des vitesses différentes.

La coupelle (3) contient les engrenages satellites (4) et les demi-engrenages (5). La coupelle est reliée au pignon mené (2). L'engrenage, à son tour, reçoit un couple du pignon d'entraînement de l'engrenage principal (1). La coupelle, à l'aide de satellites, transmet la rotation aux arbres de roue qui entraînent les roues motrices de la voiture. Le fonctionnement des satellites fournit différentes vitesses angulaires. La quantité de couple est inchangée.

Un dispositif similaire est mis en œuvre dans la plupart des voitures à propulsion arrière, telles que VAZ-2106, VAZ-2107, Gazelle. Il a prouvé sa fiabilité lors de son fonctionnement dans les conditions les plus difficiles.

Dysfonctionnements

Causes des dysfonctionnements

La boîte de vitesses du pont arrière est un mécanisme complexe composé d'un grand nombre d'éléments. La défaillance de l’un d’entre eux peut entraîner la défaillance de l’ensemble du système.

  1. Surcharge du système. L'une des raisons les plus courantes de défaillance de la boîte de vitesses de l'essieu arrière est le dépassement fréquent de la charge requise sur le véhicule. Par exemple, lors du remorquage de charges lourdes Véhicule ou autre cargaison. Lors du remorquage, la charge sur tous les éléments du système augmente considérablement.
  2. Jouez en traverses. De nombreux automobilistes constatent qu'après 5 à 6 ans d'utilisation de la voiture, du jeu apparaît dans les traverses. Cela se produit en raison d'une détonation accrue du moteur, d'un allumage non régulé et des chocs et chocs qui en résultent. Ainsi, lors des réparations, ils effectuent des diagnostics de tous les éléments du châssis et ne se limitent pas au remplacement du mécanisme de transmission.
  3. Manque de lubrification. S'il n'y a pas d'huile dans la boîte de vitesses de l'essieu arrière, celle-ci peut se bloquer en raison d'une surchauffe. Les pièces en acier peuvent éclater ou les dents des engrenages peuvent se briser. Pour éviter de tels problèmes, il est nécessaire de contrôler le niveau de lubrifiant.
  4. Production de roulements situé dans les « bas ». Cette erreur apparaît après pendant de longues années fonctionnement du véhicule. Cela peut provoquer une flexion des arbres et la destruction des engrenages. En conséquence, la boîte de vitesses de l’essieu arrière ne pourra pas être réparée.

Signes de problèmes

Vous reconnaîtrez les problèmes liés au fonctionnement de la boîte de vitesses du pont arrière par le bruit caractéristique :

  1. Augmentation du bruit du pont. La poutre peut être déformée, les engrenages et les arbres d'essieu peuvent être usés, le niveau d'huile peut être bas ou il peut y avoir une fuite. Le bruit qui apparaît immédiatement après la réparation est la conséquence d'un mauvais réglage.
  2. Bruit lors de l'accélération. Si du bruit apparaît lorsque la voiture accélère, cela signifie que les roulements du différentiel ou de l'essieu sont usés ou endommagés. Une autre raison possible est un manque de lubrification dans la boîte de vitesses.
  3. Bruit lors de l'accélération et du freinage. Si du bruit apparaît non seulement lors de l'accélération, mais également lors du freinage de la voiture, cela signifie que les roulements du pignon d'entraînement sont usés ou endommagés. Il est possible que les jeux dans les pignons de transmission finale soient incorrects.
  4. Bruit dans les virages. Si vous remarquez du bruit dans les virages, cela signifie que les roulements d'essieu de la voiture sont défectueux. Raisons possibles– des rayures à la surface des satellites ou leur rotation est trop serrée.
  5. Cogne en commençant à bouger. Très probablement, l'écart entre la connexion cannelée de l'arbre du pignon d'entraînement et la bride a augmenté. Il est également probable que le trou de l'axe du pignon situé dans le différentiel soit usé.

Essais de véhicules

Essai 1. Commencez à rouler sur l’autoroute à 20 km/h, puis augmentez progressivement la vitesse jusqu’à 90 km/h. En même temps, écoutez les sons émis par la voiture à différentes vitesses. Relâchez la pédale d'accélérateur et, sans freiner, réduisez le régime moteur. Surveillez les changements de bruit.

Essai 2. En roulant à 100 km/h, placez le levier au point mort, coupez le contact et roulez librement jusqu'à l'arrêt complet. Regardez le bruit changer différentes vitesses ralentir

Essai 3. La voiture est à l'arrêt, avec le frein à main serré. Démarrez le moteur de la voiture et, en augmentant progressivement la vitesse, écoutez le bruit qui se produit. Si vous entendez le même bruit que lors du test n°1, alors la source n'est pas la boîte de vitesses, mais d'autres composants de la voiture.

Essai 4. Si le bruit détecté lors de l'essai n°1 n'a pas été répété lors des essais n°2 et n°3, alors il provient de la boîte de vitesses. Pour enfin le vérifier, soulevez les roues arrière de la voiture, démarrez le moteur et passez en quatrième vitesse. Cela vous permettra de vous assurer que la source du bruit est la boîte de vitesses, et non la suspension ou la carrosserie.

Comment éviter une panne prématurée de la boîte de vitesses d'essieu ? Vous devez surveiller le niveau d'huile, écouter les bruits et les coups dans la voiture, inspecter visuellement le pont pour détecter les fuites et les dommages externes à la poutre.

Dépose et repose de la boîte de vitesses

Dépose de la boîte de vitesses

Pour retirer la boîte de vitesses, procédez comme suit :

  • vidanger l'huile de la poutre du pont ;
  • soulever l'arrière de la voiture et la placer sur des béquilles ;
  • retirer les roues ;
  • dévissez les écrous fixant le bouclier de frein à la poutre ;
  • faire glisser les arbres de roue hors de la boîte de différentiel ;
  • débrancher l'arbre à cardan de la boîte de vitesses ;
  • placer un support sous le carter de la boîte de vitesses ;
  • Retirez les boulons fixant la boîte de vitesses à la poutre de l'essieu arrière ;
  • retirer la boîte de vitesses de la poutre.

Fixez la boîte de vitesses au support. Retirez les plaques de verrouillage, les boulons du boîtier de différentiel et les chapeaux de roulement, ainsi que les écrous de réglage des roulements à rouleaux et les bagues extérieures. Avant de retirer les caches, marquez-les afin de pouvoir les réinstaller ultérieurement. Retirez la boîte de différentiel avec les bagues intérieures des roulements et le pignon mené du carter de la boîte de vitesses.

Pour démonter le pignon d'entraînement et ses pièces, vous devez effectuer les étapes suivantes :

  • retourner le carter de la boîte de vitesses ;
  • Dévisser l'écrou de fixation de la bride avec une clé (2), tout en maintenant la bride du pignon d'entraînement (3) avec la butée (1) ;
  • retirer la bride ;
  • retirer le pignon d'entraînement ;
  • Retirez le joint d'huile, le déflecteur d'huile et la bague intérieure du roulement avant du carter ;
  • extraire les bagues extérieures des roulements arrière et avant à l'aide d'un mandrin ;
  • retirer l'entretoise du pignon d'entraînement ;
  • à l'aide d'un extracteur (1) et d'un mandrin (4), retirer la bague intérieure du roulement à rouleaux arrière ;
  • Retirez la bague de réglage de l'engrenage intérieur.

Démontons le différentiel :

  • retirer les bagues intérieures (2) de la boîte (3) à l'aide d'un extracteur universel (1) et d'une butée (4) ;
  • dévissez les écrous fixant le pignon mené et retirez l'axe du satellite du boîtier ;
  • on fait tourner les engrenages d'essieu et les satellites, tandis que ces derniers doivent rouler dans les fenêtres du différentiel pour pouvoir les retirer ;
  • retirer les arbres de roue avec les rondelles de support de l'engrenage.

Installation de la boîte de vitesses

Pour démonter la boîte de vitesses, il est nécessaire de nettoyer l'huile de la poutre de pont. Ensuite, vous devez placer le joint d'étanchéité sur la surface de contact, insérer la boîte de vitesses dans la poutre et la fixer avec des boulons. Tout d’abord, dégraissez les trous de la poutre et des boulons et appliquez du mastic sur les boulons. Fixez l'arbre de transmission à la boîte de vitesses et installez les arbres de roue et les tambours de frein. Installez la roue, vissez (sans serrer) les boulons qui les fixent. Une fois les deux roues installées, retirez les béquilles et abaissez la voiture au sol. Ensuite, serrez les boulons de roue à l'aide d'une clé dynamique. Nettoyez le bouchon magnétique et vissez-le dans la poutre. Remplissez la poutre d'essieu d'huile par l'orifice de remplissage d'huile.



 


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