Cutie de viteze mecanică cu 5 trepte

1. Rol, Cerinte, Clasificare, Compunere.

1.1) Rolul cutiei de viteza este de a asigura prin modificarea raportului de transmitere al transmisiei varierea fortei de tractiune si a vitezei de deplasare in limitele impuse de conditiile de deplasare.

In plus cutia de viteze asigura mersul inapoi al autovehicului fara inversarea sensului de rotatie al motorului si intreruperea legaturii motorului de restul transmisiei cand ambreiajul este cuplat.

1.2) In scopul asigurarii unai bune adaptabilitati a automobilului conditiilor concrete in care are loc deplasarea, cutia de viteze trebuie sa raspunda la o serie de cerinte printre care:

-sa aiba posibilitatea realizarii unui numar cat mai mare de rapoarte de transmitere iar marimea lor sa fie determinata incat sa se asigure o utilizare rationala a puterii in conditiile unor performante dinamice si de economicitate ridicate.

-constructia sa fie simpla, robusta, usoara, sa aiba un randament mecanic ridicat si functionare silentioasa.

-in exploatare sa prezinte siguranta si intretinere usoara iar manevrarea sa se faca cat mai comod.

1.3) Din punct de vedere constructiv, la o cutie de viteze se deosebesc:

-mecanismul reductor ca parte ce realizeaza efectiv modificarea raportului de transmitere si sistemul de actionare prin intermediul caruia se comanda modificarea raportului de transmitere.

Dupa modul de modificare a raportului de transmitere cutiile de viteze pot fi cu variatie in trepte, cu variatie continua sau combinate.

Dupa principiul de functionare cutiile de viteze pot fi mecanice, hidraulice, sau electrice.

Dupa modul de actionare deosebim cutii de viteze cu actionare manuala, semiautomate si automate.

1.4) Cutia de viteze, indiferent de numarul treptelor,se compune din:

- Mecanismul reductor sau cutia de viteza propriu-zisa

Mecanismul reductor are rolul de a transmite momentul motor si de a modifica raportul de transmitere.

La mecanismul reductor al cutiilor de viteze mecanice în trepte, raportul de transmitere se poate realiza prin participarea:

- unui singur angrenaj de roţi dinţate cu axe fixe, cum este cazul cutiilor de viteze cu doi arbori;

- a două angrenaje de roţi dinţate cu axe fixe, ca în cazul cutiilor de viteză cu trei arbori;

- a trei angrenaje de roţi dinţate, dintre care două cu axe fixe (organizate similar cutiei de viteze cu trei arbori) şi unul cu axe mobile (reductor planetar) ca în situaţia cutiilor de viteze cu multiplicator planetar.

Pentru realizarea treptei de mers înapoi, faţă de treapta de mers înainte, unul din lanţurile cinematice ale mecanismului reductor se realizează cu trei roţi dinţate. Roata intermediară, montată pe un ax suplimentar ce angrenează simultan cu roata condusă şi cea conducătoare nu intervine asupra raportului de transmitere, dar impune pentru acestea un sens identic de rotaţie.

Luând ca elemente de bază arborii faţă de care sunt dispuse angrenajele mecanismului reductor, cele mai frecvente soluţii de organizare cinematică, funcţie de numărul acestora, sunt:

- mecanismul reductor cu doi arbori: primar şi secundar;

- mecanismul reductor cu trei arbori, dispus longitudinal: primar, intermediar şi secundar.

- Mecanismul de cuplare

Funcţionarea cutiei de viteze într-o anumită treaptă se obţine prin solidarizarea la rotaţie a roţii libere cu arborele de susţinere. Pentru solidarizare se utilizează mecanisme de cuplare a treptelor care după complexitatea construcţiei lor se clasifică în:

- mecanisme de cuplare simple(fără sincronizatoare)

-balador unic

-craboţi

-mufe de cuplare

- sincronizatoare fără blocare

-sincronizator simplu(cu presiune constantă)

-sincronizator Porche (cu sevoefect)

- sincronizatoare cu blocare

-sincronizatorul Renault

-sincronizatorul Borg Warner

-sincronizatorul New Process(cu bolţuri de blocare)

-sincronizatorul ZF

- Mecanism de acţionare

Comanda cuplării, selectarea treptei şi menţinerea treptei cuplate se face prin mecanismul de acţionare.

2. Organizarea cinematica a cutiei de viteze pentru automobile similare celui din tema de proiectare

Cutiile de viteze utilizate frecvent sunt cu doi sau cu trei arbori. Cutiile de viteze cu doi arbori, deoarece intrarea si iesirea fluxului de putere se face pe aceiasi parte, sunt utilizate la autoturisme organizate dupa solutia "totul fata" sau "totul spate". In cazul rapoartelor mari de transmitere in prima treapta, cand se obtine o distanta mare intre axe determinand dimensiuni mari de gabarit pentru carterul cutiei de viteze si a automobilelor organizate dupa solutia motor fata punte motoare spate, se folosesc cutii de viteze cu trei arbori.

2.1) Organizarea generala a cutiei de viteze cu doi arbori

Cutiile de viteze cu doi arbori se întâlnesc frecvent la autoturismele şi autoutilitarele uşoare derivate din acestea cu motoare dispuse transversal sau longitudinal. Cutiile de viteze cu doi arbori dispun frecvent de 5 sau 6 trepte de viteză.

Într-o astfel de organizare cutia de viteze cuprinde:

-arborele primar sau arborele de intrare ce primeşte mişcarea de la

arborele cotit al motorului prin intermediul ambreiajului şi include sau susţine

pinioanele conducătoare ale angrenajelor;

-arborele secundar sau arborele de ieşire ce susţine sau include roţile

conduse ale angrenajelor şi trasmite mişcarea direct sau indirect către puntea motoare.

Caracteristicile cutiei de viteze cu doi arbori sunt:

-intrarea şi ieşirea se face la o anumită distanţă (distanţa între axele angrenajelor) de aceeaşi parte, în cazul soluţiilor de organizare a transmisiei de tip totul faţă (totul spate), când în acelaşi carter cu cutia de viteze se găsesc înglobate transmisia principală şi diferenţialul, sau în părţi opuse în cazul soluţiei clasice motor faţă, punte motoare spate, soluţie specifică autoutilitarelor uşoare, derivate din autoturisme.