Коробка передач

Коробка передач також: коробка перемикання передач, КП, КПП (англ. gear box) — агрегат (як правило — шестерні) різних промислових механізмів, як, наприклад, верстатів і трансмісій. Іноді коробку передач називають трансмісією: трапляється, що трансмісія складається тільки з коробки передач, але в загальному випадку коробка передач — лише її частина.

Схема планетарної коробки передач марки Rohloff Speedhub 500/14 для велосипедів, з 14 швидкостями і передавальним відношенням від 0,279 до 1,467 (діапазон регулювання 5,26).

Загальні відомості

Роботизована коробка передач з гідравлічним приводом перемикання передач (2010)

Розріз гідротрансформаторної восьмиступеневої АКПП автомобіля Lexus

КП транспортних засобів призначена для зміни частоти обертів й обертового моменту в ширших межах, ніж може забезпечити двигун транспортного засобу; як правило, це стосується двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), що мають недостатню здатність до адаптації. Транспортні засоби з паровими або електричними (трамвай, тролейбус) двигунами зазвичай не комплектуються КП, оскільки останні мають високу адаптивність. Також завдяки КП транспортний засіб може рухатися заднім ходом, а двигун може працювати тоді, коли транспортний засіб (ТЗ) не рухається.

У металорізальних та інших верстатах КП застосовують передусім для забезпечення оптимальних режимів різання — частот обертання (швидкостей переміщення) різального інструмента або оброблюваної деталі (наприклад, частота обертання шпинделя токарного або свердлильного верстатів).

Переваги та недоліки

Класифікація

Коробки передач класифікуються за такими ознаками:

За способом передачі потужності

• Механічні — коробки передач, в яких застосовуються механічні передачі, як правило — зубчасті.
  • Прості — створюються з використанням циліндричних та конічних зубчастих передач.
  • Планетарні (ПКП) — створюються з використанням планетарних рядів.
• Гідромеханічні — коробки передач, в яких механічні передачі використовуються в поєднанні з гідравлічною передачею (гідромуфта, гідротрансформатор).

Класифікація простих КП

За кількістю основних валів з шестернями:

• двовальні (КП БМП-1)
• тривальні
  • співвісні
  • звичайні
  • компактної структури
  • з послідовним редукуванням (КП танка ІС-3)
• безвальні КП
  • співвісні безвальні КП (німецький танк Pz.III)
  • неспіввісні безвальні КП (німецький танк Pz.VI «Тигр»)

За кількістю ходів (рухомих шестерень-кареток або муфт): три-, чотири- і п'ятиходові.

За способом перемикання ступенів:

• з рухомими шестернями-каретками
• з постійним зчепленням шестерень і перемиканням за допомогою зубчастих муфт
  • без синхронізаторів
  • з синхронізаторами
• з фрикційним вмиканням ступенів

Класифікація планетарних КП

За кількістю ступенів свободи, за умови, що всі фрикційні прилади не працюють:

• з двома ступенями свободи
• з трьома ступенями свободи
• з чотирма і більше ступенями свободи

За типом планетарних рядів: КП з епіциклічними та з приєднаними планетарними рядами зовнішнього або внутрішнього зчеплення.

За способом управління

• З ручним вмиканням передач — передачу вмикає водій (оператор) і поділяються на пристрої:
  • безпосередньої дії — використовується лише зусилля оператора. Бувають механічні та гідравлічні.
  • на базі сервоприводів — використовують зусилля оператора і сервоприводу, при цьому останній виконує більшу частину роботи, а зусилля оператора потрібне для управління його роботою. Залежно від джерела (трансформатора) енергії сервоприводи поділяються на гідравлічні, механічні, електричні, вакуумні, змішані та ін. В автомобіле- і танкобудуванні найпоширеніші гідросервоприводи.
• Автоматизовані (роботизовані) — механічна коробка передач, у якій є автоматизованими функції вимикання/вмикання муфти зчеплення та перемикання передач. Сучасні «коробки-роботи» оснащуються подвійним зчепленням, яке забезпечує передавання крутного моменту практично без розриву потоку потужності.
• Автоматичні — залежно від зовнішніх умов (приміром, частота обертання і навантаження на колінчастому валі двигуна) передавальне число формується сумісною роботою гідротрансформатора (заміняє муфту зчеплення і забезпечує безступеневе регулювання крутного моменту) та механічної коробки передач (зазвичай планетарний редуктор) з автоматичним перемиканням.

За кількістю передач

Наприклад, масові серійні легкові автомобілі обладнані 4-ступеневими (старіші моделі — приблизно до середини 1980-х років випуску), 5- та 6-ступеневими коробками передач.

Існують передачі переднього і заднього ходу.

Наприклад на самоскидах КамАЗ при переході з підвищеної швидкості на меншу куліса не використовується. Така особливість вантажних авто з європейськими стандартами Euro 2, 3 і 4 має на увазі застосування спеціального перемикача і педалі зчеплення. Перемикання проводиться в автоматичному режимі.

Посилання

• Eco-friendly transmission [Архівовано 2 квітня 2015 у Wayback Machine.]
• How Manual Transmissions Work [Архівовано 30 жовтня 2013 у Wayback Machine.]
• Механическая коробка передач на пальцах [Архівовано 25 вересня 2020 у Wayback Machine.]