Навчально-методичний посібник СРС_АІ_Мех.передачі-Дереза

(зубчасті, кулачкові, фрикційні, тощо). Обидві схеми мають як
переваги, так і відповідні недоліки, що обумовлює їх використання у
конкретній конструкції.


















Рис. 1 - Типи зачеплення шестерень КПП

Слід відмітити, що термін “шестірня” для даних пристроїв
відноситься як до ведучого, так і для веденого зубчастих коліс, крім
того ведучий вал іменують “первинний”, ведений – “вторинний”,
інші вали як і для редукторів – “проміжні”.
Коробки передач класифікують також по числу рухомих
шестерень (блоків, кареток) або муфт для вмикання шестерень на
двохходові, трьохходові і чотирьохходові.
По числу валів для передач переднього ходу коробки
розділяють на двохвальні, трьохвальні, чотирьохвальні і коробки
помножую чого типу (з редуктором).
Коробка, що представлена на рисунку 2 – трьохвальна,
чотирьохступінчаста, трьохходова з прямою передачею. Первинний
(І) і вторинний (ІІ) вали розташовані на одній геометричній осі.
Звичайно проміжні кінематичні елементи вводять у зачеплення
між шестірнями, що забезпечують першу передачу. Слід зауважити,
що застосування зубчастого перебору ще більш підвищує загальне
передаточне число коробки і задня передача, як правило, повільніша
за першу. Механізм реверсу забезпечує рівне число передніх і задніх
передач і тому найчастіше використовується для тракторних
коробок.
Специфіка призначення і конструктивні особливості різних
типів коробок передач обумовлюють специфічні вимоги до
геометрії, кінематики та конструктивного оформлення зубчастих

51

передач. У зв’язку з тим, що розміри, конфігурація і основні
параметри коробок передач транспортних засобів залежать від
відповідних параметрів самої машини, то дуже часто міжосьові
відстані зубчастих передач не мають стандартних значень.
Передаточні числа послідовних ступіней коробки (передач) не
обов’язково повинні утворювати параметричний ряд і відповідати
стандартам на зубчасті передачі.

І – вал первинний; ІІ – вал вторинний; ІІІ – вал проміжний























1 – шестірня рухома; 2 і 3 – рухомі шестірні (блок);
4, 5, 6 – шестірні нерухомі; 7 – зубчаста муфта;
8, 9 – шестірні постійного зачеплення
Рис. 2 – Кінематична схема коробки передач

Щоб забезпечити максимальну об’ємну міцність зубів, модулі
зубчастих коліс, особливо для рухомих шестерень, що переключають
передачі, повинні мати максимальні (у межах відповідних
геометричних розрахунків) значення.

2 Порядок складання, розбирання та регулювання КПП
 Торцевим ключем викрутіть шість болтів 1 (рис. 3) кріплення
кришки коробки зміни передач 2 і зніміть кришку з
прокладкою 3
 Викрутіть чотири болти 4 кріплення кришки 5 підшипника
первинного ведучого) вала 6 коробки зміни передач і зніміть
кришку з прокладкою 7.
52

 За допомогою латунної вибиванки вибийте ведучий вал 6 із
гнізда картера коробки зміни передач.
 Вийміть ведучий вал із підшипником.
 Викрутіть гайку 4 кріплення фланця 5 до веденого вала З
(рис. 3).
 Викрутіть три болти 1 кріплення кришки 2 підшипника
веденого вала 3.
 Зніміть кришку й прокладку 6.
 Спеціальним знімачем зніміть із веденого вала 5 (рис. 3)
підшипника вала 1 і шестерню приводу спідометра 2.
Зніміть стопорне кільце 3 із підшипника веденого вала 4.
Зніміть ведений вал у зборі через верхній отвір картера
коробки зміни передач.






















Рис. 3 – Чотириступінчаста коробка зміни передач

Складання коробки зміни передач проводиться у зворотному
порядку її розбиранню.

3 Технічне обслуговування коробки передач
Догляд за коробкою передач полягає в підтяжці її кріплень до
картера зчеплення і перевірці рівня оливи в її картері, доливання її і
зміні відповідно до карти змащення.
Зливати оливу потрібно відразу після поїздки, поки вона
гаряча. Якщо відпрацьована олива виявляється сильно забрудненою,
коробку варто промити рідкою мінеральною оливою.


53

Промивати коробку передач необхідно в такий спосіб:
- через заливний отвір з правої сторони коробки залити в
картер робочої оливи;
- підняти домкратом колеса і запустити двигун на 2–3 хв.;
- злити промивну оливу через зливальний отвір у нижній
частині картера;
- заправити картер свіжою оливою до рівня заливного отвору.
При заправленні коробки не слід провертати шестірні, тому що при
цьому буде залито оливи більше, що може викликати течу через
сальники.
Перевірку рівня оливи роблять через заливний отвір на
автомобілі, який розміщують на горизонтальній площині. Перевірку
варто робити через якийсь час після поїздки, щоб дати можливість
охолонути і стекти оливі зі стінок, а піні осісти.
У процесі експлуатації варто звертати особливу увагу на стан
сапуна, розташованого з правої сторони подовжувача. Він служить
для з’єднання внутрішньої порожнини коробки з атмосферою, і його
забруднення приводить до підвищення тиску і виникненню течі
оливи.
У початковий період експлуатації до приробляння сальників
допускаються незначне (без каплепадіння) просочування оливи і
поява масляного нальоту на днищі кузова (у зоні ковпака вилки
карданного вала).
При демонтажі карданного вала необхідно дотримуватись
вказівки розділу «Карданна передача». Отвір у подовжувачі повинен
бути заглушений спеціальною заглушкою або запасною ковзною
вилкою щоб уникнути витікання оливи з коробки передач. Якщо
спеціальна заглушка відсутня, то перед зняттям коробки з
автомобіля варто попередньо злити з неї оливу.

4 Основні несправності і розбирання коробок передач
Основні зовнішні дефекти коробок передач: підвищений шум і
стуки під час роботи машини; погане включення або
самовиключення шестерень внаслідок спрацювання підшипників та
їх посадочних місць, спрацювання шестерень, шліцьових,
шпонкових і різьбових з'єднань, а також тріщини і зломи в деталях.
Підвищене спрацювання підшипників кочення і зубів
шестерень по товщині є причиною попадання абразивних частинок у
мастило через нещільності.
54

Торцеві руйнування зубів шестерень з боку включення –
результат неточного регулювання зчеплення і неправильного
переключення передач.
Втомлювальне викришування робочих поверхонь зубів значно
підвищується при неправильному зачепленні шестерень – збільшенні
або зменшенні міжосьової відстані, неповному включенні, перекосі
зчеплення, неправильному регулюванні конічного зачеплення.
Спрацювання шліців (по товщині) і шпонкових канавок –
результат високих питомих тисків і ударних навантажень при
збільшеному зазорі у шліцьовому або шпонковому з'єднанні.
Розбирання. Повністю коробки передач розбирають тільки при
капітальному ремонті. При поточному ремонті або експлуатаційному
ремонті автомобіля після зовнішнього і внутрішнього миття й
часткового розбирання (знімають верхні та бічні кришки коробки,
механізм переключення) перевіряють технічний стан деталей
коробки: вимірюють ступінь спрацювання зубів по довжині і
товщині; по осьовому і радіальному переміщенню валів визначають
ступінь спрацювання підшипників; ступінь спрацювання шліцьових і
шпонкових з'єднань, а також міцність посадки вінців на втулках
контролюють переміщенням шестерень. При потребі коробку
направляють на капітальний ремонт.
Повністю коробку розбирають на спеціальних або
універсальних стендах, застосовуючи при цьому прості й
універсальні знімачі і пристрої.
Коробки передач, встановлені на універсальний стенд,
розбирають приблизно у такій послідовності.
Під час розбирання автомобільних коробок передач коробку
встановлюють на стенд, знімають верхню кришку, фланці і бічні
кришки. Випресовують первинний і вторинний вали в складеному
вигляді, вісь, шестірню заднього ходу і проміжний вал. Потім
розбирають вузли всіх валів на деталі.
Після остаточного розбирання деталі миють і дефектують.
Пари шестерень, придатні без ремонту, розкомплектовувати не
можна. Якщо вибракувана одна із шестерень, що перебуває в
зачепленні з придатною для використання, то бажано замінити
обидві.

5 Зміцнення зубів зубчастих коліс коробок передач
Більшість навантажених зубчастих коліс коригують з метою
55

збільшення їх міцності та довговічності. Іноді зубчасті колеса
піддають дробоструминної або іншої зміцнюючої обробки або
електрополірування. Дробеструминна обробка створює сприятливу
стискаючу напругу, електрополірування знижує шорсткість і
забезпечує більш рівномірне навантаження зуба завдяки
фланкуванню та бомбуванню профілів, а також сприяє надійному
виявленню шліфувальних припалів.
Вхід зубів прямозубих коліс у зачеплення в нерозрахунковій
точці поза лінією зачеплення, що призводить до кромкового удару
зубів, може бути компенсовано навмисною зміною профілів зубів
коліс (фланкування зубів). Суть фланкування у тому, що навмисним
спотворенням правильної евольвентної поверхні зубів з їхньої
вершині, з урахуванням очікуваних величин похибок і пружних
Деформацій зубів, домагаються те, що вхід зубів в зачеплення
відбувається строго лінії зачеплення.
Для фланкованих коліс передбачений вихідний контур, у якого
кожна бічна сторона зуба окреслена двома прямими (рис. 4) або
прямою і дугою.





























Рис. 3 – Фланкування: 1 - висота фланкування; 2 - глибина
фланкування, виміряна по нормалі; 3 - фланкована ділянка
профілю головки зуба; 4 - нефланкована ділянка профілю.


56

Фланкування зубчастих коліс, технологічна операція при
виготовленні зубчастих коліс, що полягає у видаленні частини
профілю зуба і вживана для зменшення похибок в рівномірному
розташуванні зубів на колесі (помилок основного кроку), які
викликають додаткову динамічне навантаження, підвищують
вібрації і шум зубчастої передачі. Помилки виготовлення і
деформація зубів призводять до контакту зубів поза лінією
зачеплення, що супроводжується ударом. В результаті фланкування
контакт зубів поза лінією зачеплення замінюється на теоретично
правильний контакт по лінії зачеплення.
Фланкування зменшує ділянку лінії правильного зачеплення.
При цьому коефіцієнт перекриття знижується нерідко до значення,
близького до одиниці.
Фланкування полягає в навмисному відхиленні профілю зубів
від теоретичної форми для зниження динамічних навантажень,
викликаних помилками основного кроку і пружною деформацією
зубів. Метою фланкувания є не зміна геометрії зачеплення, а
поліпшення реального процесу зачеплення.
Застосування коліс із фланкованими зубами значно покращує
плавність роботи передачі, забезпечуючи більш плавний вхід зубів у
зачеплення та вихід з нього. Фланк сприяє також утворенню
масляного клина між зубами, що пересопрягаються, що разом з
пружною деформацією зубів знижує відносні прискорення коліс,
динамічні навантаження і шум у передачі. У зв'язку з цим колеса,
призначені для роботи при великих окружних швидкостях, слід
виготовляти тільки фланкованими.






















57

Лабораторна робота № 8



ВИВЧЕННЯ КОМПОНУВАЛЬНИХ СХЕМ ПЛАНЕТАРНИХ
РЕДУКТОРІВ

МЕТА РОБОТИ: Вивчити основні конструкції планетарних
редукторів, з’ясувати порядок збирання, розбирання та регулювання
їх вузлів. Виконати заміри і розрахунки, що характеризують
геометрію та кінематику зубчастих зачеплень. Скласти кінематичну
схему редуктора і схему зачеплення зубчастих коліс.

1 ВКАЗІВКИ З САМОПІДГОТОВКИ ДО РОБОТИ
1.1 Завдання для самостійної підготовки
Під час підготовки до роботи з’ясувати призначення і область
застосування планетарних редукторів, вивчити основні терміни,
визначення і позначення геометричних, кінематичних та силових
параметрів зубчастих передач, що використовуються в планетарних
редукторах.

1.2 Питання для самопідготовки
1 Основні переваги і недоліки планетарних передач у
порівнянні зі звичайними зубчастими
2 Від чого залежить кількість сателітів планетарної передачі?
3 Якими способами можна визначити передаточне число
планетарної передачі?
4 Чому розрахунок планетарних передач починають із підбору
чисел зубів?
5 Що таке умова співвісності планетарної передачі?

1.3 Рекомендована література
1. Деталі машин: підручник : затверджено МОН України / А. В.
Міняйло та ін. – К.: Агроосвіта, 2013. – 448 с.

2 ВКАЗІВКИ ДО САМОСТІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ

1 Опис конструкції
Планетарними називають передачі, що мають зубчасті колеса,
58

осі обертання яких переміщуються у просторі. Такі колеса називають
сателітами. Схема типової планетарної передачі з одинарними
сателітами зображена на рисунку 1. Вона складається з центрального
колеса Za зовнішнього зачеплення, центрального колеса Zb
внутрішнього зачеплення і трьох сателітів Zq з водилом h.



















Рис.1 – Схема планетарної передачі з одинарними сателітами

Число сателітів nc у планетарних передачах в залежності від
навантаження може бути різним, частіше воно знаходиться у межах
nc  3…6.
Дещо складніша схема планетарної передачі, з подвійними
сателітами, зображена на рисунку 2.





















Рис.2 – Схема планетарної передачі з подвійними
сателітами

59

Передача має двоє центральних коліс Za і Zb внутрішнього
зачеплення і водило h з подвійними сателітами Zq-Zf.
Наведені кінематичні схеми планетарних передач належать до
типу 2k-h (двоє центральних коліс і водило). Існують також інші
схеми таких передач, зокрема, з трьома центральними колесами –
типу 3k і планетарні передачі з конічними колесами.
Одним із важливих технічних параметрів планетарної передачі
є передаточне число u. Для його визначення використовують метод
зупинки водила – метод Вілліса. Для визначення даним методом
величини u передачі, зображеної на рисунку 1, необхідно надати всій
передачі умовного обертання з кутовою швидкістю водила  h у
напрямку, протилежному до його кутової швидкості. Тоді для колеса
Za кутова швидкість буде a -  h, а кутова швидкість водила – h = 0.
У передачі з оберненим рухом осі всіх ланок нерухомі і передаточне
число можна визначити як і для простої зубчастої передачі:




.
Знак “мінус” означає, що колеса Za і Zb обертаються у
протилежних напрямках.
При переході до реальної передачі, у якої колесо Zb нерухоме,
колесо Za ведуче, а водило h ведене, при  b = 0 маємо:




або

(1)

Для реальних значень чисел зубців коліс даної передачі її
передаточне число знаходиться у межах uah  8 при досить високому
коефіцієнті корисної дії (ККД)  = 0,97…0,99. Планетарні передачі зі
схемою згідно рисунку 1 використовують в силових приводах з
обмеженими габаритами.
Для схеми, зображеної на рисунку 2, під час передачі руху від
водила h до колеса Za і при нерухомому колесі Zb передаточне число,
визначене аналогічним методом, буде:


60

(2)


Оскільки знаменник у виразі (2) може наближатися до нуля, то
теоретично передаточне число такої передачі може бути як завгодно
великим. Практично, при реальних значеннях чисел зубців коліс,
воно досягає значень u  1500. З ростом передаточного числа різко
зменшується ККД передачі. Тому кінематичну схему згідно рисунка
2 з високим передаточним числом використовують у приладах і
різних допоміжних механізмах, де величина ККД не грає суттєвої
ролі. У протилежному разі її не бажано використовувати при u  100.
Розглянуті схеми показують, що планетарні передачі мають
широкі кінематичні можливості. Вони можуть використовуватися як
редуктори із постійним передаточним числом, яке в залежності від
конструкції може досягти декількох тисяч, або як коробки
швидкостей. В останньому випадку передаточне число змінюють
шляхом почергового гальмування окремих основних ланок. У разі,
коли всі основні ланки планетарної передачі вільні, вона
використовується як диференціальний механізм для розкладення
одного обертового руху на два, або для складення двох обертових
рухів в один.
Планетарні передачі працюють з меншими контактними
напруженнями і мають підвищену несучу здатність в порівнянні з
рядовими циліндричними передачами за рахунок використання
внутрішнього зачеплення і розподілу навантаження на декілька
потоків. Маса планетарного редуктора у порівнянні зі звичайним
(рядовим) зубчастим редуктором може бути зменшена у 2…3 рази.
Планетарні передачі мають внутрішнє взаємне урівноваження
радіальних сил, що зменшує силову дію на підшипники і корпус
редуктора. Вони зручні для вмонтування їх у двигуни, барабани,
шківи. Планетарні редуктори широко застосовують у транспортних
машинах, авіа-, верстато- і приладобудуванні.

2 Переваги й недоліки планетарних передач
Планетарні передачі мають широкі кінематичні можливості.
Вони можуть використовуватися як редуктори із постійним
передаточним числом, яке в залежності від конструкції може досягти
декількох тисяч, або як коробки швидкостей. Працюють з меншими
61

контактними напруженнями і мають підвищену несучу здатність в
порівнянні з рядовими циліндричними передачами за рахунок
використання внутрішнього зачеплення і розподілу навантаження на
декілька потоків. Маса планетарного редуктора у порівнянні зі
звичайним (рядовим) зубчастим редуктором може бути зменшена у
2…3 рази. Планетарні передачі мають внутрішнє взаємне
урівноваження радіальних сил, що зменшує силову дію на
підшипники і корпус редуктора. Вони зручні для вмонтування їх у
двигуни, барабани, шківи. Планетарні редуктори широко
застосовують у транспортних машинах, авіа-, верстато- і
приладобудуванні
Недоліком планетарних передач є підвищена точність
виготовлення і складність монтажу.

3 Особливості евольвентної передачі внутрішнього
зачеплення
Внутрішнє зубчасте зачеплення, як і зовнішнє, задовольняє
основній теоремі зачеплення, але для нього початкові кола розміщені
одне всередині іншого, точка їх дотику – полюс зачеплення
знаходиться на продовженні міжосьової лінії О1О2 коліс поза
межами відрізку О1О2 (рис. 3); ланки 1 та 2 обертаються у одному
напрямі і передатне відношення U12 має додатній знак.
Евольвентні профілі зубців, як і у випадку зовнішнього
зачеплення, будують шляхом перекочування твірної прямої по
основному колу. При цьому зубці шестерні нічим не відрізняються
від зубців шестерні зовнішнього зачеплення, у той час як профілі
зубців колеса не опуклі, а ввігнуті. Саме ж колесо має форму кільця,
вершини зубців якого напрямлені до центру. Отже, радіус кола
вершин менший за радіус кола западин.
Основні геометричні розміри внутрішнього евольвентного
зачеплення розраховують за формулами, аналогічними тим, за якими
обраховують зовнішнє зачеплення.
Виготовляються зубчасті колеса з внутрішніми зубцями
довбачем на зубодовбальних верстатах (рейковим інструментом
нарізувати такі колеса неможливо). Відмітимо, що внутрішнє
зачеплення дуже чутливе до всілякого роду інтерференцій
(заклинюванням у зачепленні та зрізам (підрізам) при нарізуванні
зубців). При виготовленні коліс довбачем може відбуватися не лише
підрізання ніжки зубців чи загострення їх вершин, але й зрізання
62

зубців біля вершин. Ці явища мають бути врахованими при
проектуванні внутрішнього зачеплення. Так, наприклад, при малій
різниці зубців коліс стає ймовірною інтерференція (накладання)
зубців, тому мінімальна різниця зубців повинна бути не меншою за
вісім,




























Рис 3  Схема внутрішнього зачеплення зубчастих коліс

Перевагами внутрішнього зачеплення є: компактність, менші
габарити; більші коефіцієнти перекриття; менший питомий тиск і,
відповідно, зношення; більша навантажувальна здатність, оскільки
відбувається взаємодія ввігнутого профілю колеса з опуклим
профілем шестерні; радіуси кривини обох профілів напрямлені в
одну сторону, що зменшує питомий тиск менша швидкість ковзання
і, відповідно, менше зношення профілів та вищий ККД (оскільки
швидкість ковзання пропорційна різниці абсолютних значень
кутових швидкостей коліс, vs = PK(ω2 – ω1) ).
Недоліки передачі: низька продуктивність виготовлення
колеса, більша складність та вартість передачі; вали коліс консольні;
неможливість отримати передатне відношення близьке до одиниці.






63

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

2. Деталі машин: підручник : затверджено МОН України / А. В.
Міняйло та ін. – К.: Агроосвіта, 2013. – 448 с.
3. Иванов, М. Н., Финогенов В. А. Детали машин : учеб. для
вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. - М. : Высшая школа, 2002. - 408 с.
4. Дереза О.О., Коломієць С. М. Практикум з дисципліни
«Інженерна механіка (ДМ)»: навчальне видання. Мелітополь. Люкс,
2019. – 103 с.
5. Дереза О.О. Інженерна механіка (Деталі машин): посібник-
практикум (Частина 1) / О.О. Дереза та ін. Мелітополь: Люкс, 2020.
– 143 с.
6. Дереза О.О. Інженерна механіка (Деталі машин): посібник-
практикум (Частина 2) / О.О. Дереза та ін. Мелітополь: Люкс, 2021.
– 132 с.
7. Дереза О. О., Коломієць С. М. Лабораторний практикум з
інженерної механіки (деталей машин): Навчальний посібник.
Мелітополь: X-Terra, 2019. 159 с.
8. Коломієць С.М., Дереза О.О., Дмітрієв Ю.О. Лабораторний
практикум з інженерної механіки (деталей машин): навч.-метод.
посіб. Мелітополь. Люкс, 2020. 222 с.
9. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов высш.
техн. учеб. заведений. 5-е изд. перераб. М., 1991 – 383 с.
10. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов
машиностроительных технических специальностей вузов. – 4-е изд.
перераб. и доп. М.,1989. – 496 с.
11. Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок
деталей машин: Підручн. 2-е вид. перероб. Львів, 2003. – 560 с.
12. Малащенко, В. О. , Янків В. В. Деталі машин. Курсове
проектування: навч. посібник. 3-тє вид., стер. Львів : Новий Світ -
2000, 2007.
13. Попов С.В., Бучинський М.Я., Гнітько С.М.,
Чернявcький А.М. Теорія механізмів технологічних машин:
підручник для студентів механічних спеціальностей закладів вищої
освіти. Харків: НТМТ, 2019. 268 с.
14. Мархель, І. І. Деталі машин: навч. посібник :
рекомендовано МОН України. К. : Алерта, 2005. - 368 с.

64

15. Кисликов В. Ф., Лущик В. В. Будова й експлуатація
автомобілів: Підручник. 6-те вид. К.: Либідь, 2006. — 400 с.
16. Гайдамака А. В. Деталі машин. Основи теорії та
розрахунків: навчальний посібник для студентів машинобудівних
спеціальностей усіх форм навчання. Харків: НТУ «ХПІ», 2020.– 275
с.
17. Неснов Д.В., Фролов О.В, Корецька І.М. Зубчасті
передачі: навчальний посібник. ДонНТУ, Донецьк: 2009.- 45с.
18. ДСТУ EN ISO 3952-1:2018 Кинематические схемы.
Графические условные обозначения. Часть 1 (EN ISO 3952-1:1994,
IDT; ISO 3952-1:1981, IDT).
19. ДСТУ 3321:2003. Система конструкторської
документації. Терміни та визначення основних понять.

20. ГОСТ 2.10595. Общие требования к текстовым
документам. Введ.07.01.97. Минск.: Межгос. совет по
стандартизации, метрологии и сертификации, 1996. – 36 с.
21. ДСТУ 3012-95. Підшипники кочення та ковзання.
Терміни та визначення.
22. ДСТУ ГОСТ ИСО 7904-1:2003 Підшипники ковзання.
Умовні позначення. Частина 1. Основні умовні позначення.
23. ДСТУ ISO 4378-1:2018 Вальниці ковзання. Терміни та
визначення, класифікація та умовні познаки. Частина 1. Конструкція
матеріалів для вальниць та їхні властивості.
24. ДСТУ ISO 4383:2015 (ISO 4383:2012, IDT)
Підшипники ковзання. Багатошарові матеріали для тонкостінних
підшипників ковзання.
25. ДСТУ 2130-93 (ГОСТ 15620-93) Муфти запобіжні
кулачкові. Параметри та розміри.
26. ДСТУ 3174-95 (ГОСТ 15622-96) Муфти запобіжні
фрикційні. Параметри. конструкція і розміри.









65