La maggior parte dei veicoli a trazione posteriore e integrale sono dotati di cambi che girano e modificano la coppia.La base di tali riduttori sono le coppie coniche: leggi tutto su questi meccanismi, i loro tipi, la progettazione e il funzionamento, nonché la loro corretta scelta e sostituzione, nell'articolo.
Cos'è una coppia conica?
Una coppia conica è un tipo di trasmissione ad ingranaggi di veicoli e altre apparecchiature, formata da due ingranaggi conici, i cui assi si trovano ad angolo (solitamente diritti) l'uno rispetto all'altro.
Nelle trasmissioni di veicoli, trattori e macchine, nonché in varie attrezzature, spesso è necessario modificare la direzione del flusso della coppia.Ad esempio, nei veicoli a trazione posteriore, la coppia trasmessa dall'albero di trasmissione è perpendicolare all'asse dell'asse e questo flusso deve essere ruotato di 90 gradi per azionare le ruote.Nei trattori gommati MTZ con asse motore anteriore, la direzione del flusso della coppia deve essere ruotata tre volte di 90 gradi, poiché gli assi delle ruote si trovano sotto l'asse della trave montante.E in molte unità, macchinari e apparecchiature, il flusso di coppia deve essere ruotato più volte con angoli diversi.In tutti questi casi viene utilizzato uno speciale treno di ingranaggi basato su due ingranaggi conici: una coppia conica.
Una coppia conica ha due funzioni principali:
- Rotazione del flusso di coppia ad un angolo particolare (il più delle volte 90 gradi);
- Modifica della quantità di coppia.
Il primo problema è risolto dalla progettazione degli ingranaggi della coppia conica, i cui assi si trovano ad angolo tra loro.E il secondo problema viene risolto utilizzando ingranaggi con un numero diverso di denti, a seguito del quale si forma un treno di ingranaggi con un particolare rapporto di trasmissione.
Le coppie coniche svolgono un ruolo chiave nel funzionamento di molti meccanismi di trasmissione e altri sistemi, se uno o entrambi gli ingranaggi si usurano o si rompono, l'intera coppia deve essere sostituita.Ma prima di acquistare una nuova coppia conica, è necessario comprendere il design di questo meccanismo, i suoi tipi, caratteristiche e caratteristiche di lavoro esistenti.
Tipi e disegno delle coppie coniche
Qualsiasi coppia conica è costituita da due ingranaggi aventi una forma conica delle superfici iniziali e assi dell'albero che si intersecano.Cioè, gli ingranaggi della coppia hanno una forma conica e si trovano ad angoli retti o diversi tra loro.
Le coppie coniche differiscono nella forma dei denti e nella disposizione degli ingranaggi l'uno rispetto all'altro.
Va notato che gli ingranaggi della coppia conica, a seconda dello scopo, hanno il proprio nome:
● L'azionamento è semplicemente una ruota dentata;
● Lo slave è un ingranaggio.
Secondo la forma dei denti, le coppie coniche sono:
● Con denti dritti;
● Con denti curvi;
● Con denti circolari;
● Con denti tangenziali (obliqui).
Gli ingranaggi con denti dritti sono i più semplici nel design: sono tagliati parallelamente all'asse della ruota.I denti circolari sono più complessi, vengono tagliati attorno alla circonferenza di un diametro particolare.I denti tangenziali (o obliqui) sono simili ai denti diritti, tuttavia sono deviati rispetto all'asse dell'ingranaggio.I più complessi sono i denti curvilinei, il cui handicap è fissato da varie formule (funzioni).Una tale varietà nella forma dei denti degli ingranaggi conici è spiegata dalle differenze nella capacità di carico degli ingranaggi e dal loro rumore.Gli ingranaggi a denti dritti sopportano meno carichi e sono anche i più rumorosi.Gli ingranaggi a denti obliqui sono meno rumorosi e funzionano più agevolmente.E i carichi maggiori possono sopportare gli ingranaggi con denti curvi e circolari, sono anche i meno rumorosi.
In base alla posizione relativa degli ingranaggi, le coppie si dividono in due grandi gruppi:
● Ordinario, con i vertici coincidenti delle superfici iniziali degli ingranaggi (ovvero, se immagini gli ingranaggi sotto forma di coni, i loro vertici convergeranno in un punto);
● Ipoide, con vertici spostati delle superfici iniziali degli ingranaggi.
Conicocoppia con dente circolareCoppia conica ipoide con dente ricurvo
Nel primo caso, gli assi degli ingranaggi si trovano su un piano, nel secondo - su uno dei piani gli assi sono sfalsati.Gli ingranaggi ipoidi possono essere composti solo da ingranaggi conici con denti obliqui o curvi, hanno un'elevata capacità di carico e funzionano quasi silenziosamente.
Gli ingranaggi conici possono essere realizzati contemporaneamente all'albero o separatamente da esso.Solitamente l'albero ha ingranaggi di piccolo diametro, gli ingranaggi grandi dei cambi dell'asse motore hanno un grande foro interno per il montaggio sull'alloggiamento del differenziale.Gli ingranaggi sono realizzati con qualità speciali di acciaio utilizzando varie tecnologie: tornitura e fresatura, zigrinatura, stampaggio seguito da zigrinatura, ecc. Le coppie coniche richiedono una lubrificazione costante per il loro funzionamento e negli ingranaggi ipoidi vengono utilizzate marche speciali di grassi.
Prestazioni e standardizzazione degli ingranaggi conici
Tra le principali caratteristiche degli ingranaggi conici dovrebbero essere evidenziati:
● Rapporto di trasmissione - calcolato dal rapporto tra il numero di denti dell'ingranaggio e della ruota (di solito è compreso tra 1,0 e 6,3, sebbene possa differire notevolmente);
● Moduli medi normali e circonferenziali esterni;
● Dimensioni geometriche degli ingranaggi.
Esistono anche altri parametri degli ingranaggi conici, ma durante il funzionamento o per la riparazione di cambi o altri meccanismi non vengono praticamente utilizzati.
Va notato che in Russia le caratteristiche e le caratteristiche di progettazione degli ingranaggi conici sono standardizzate, gli ingranaggi e i meccanismi stessi sono fabbricati secondo GOST 19325-73 (comune a tutti gli ingranaggi basati su ingranaggi conici), 19624-74 (ingranaggi cilindrici ), 19326-73 (ingranaggi con denti circolari), GOST 1758-81 e altri.
Applicabilità delle coppie coniche nei veicoli
Gli ingranaggi conici vengono spesso utilizzati nei cambi di trasmissioni di veicoli per vari scopi:
La coppia conica è una delle basi del cambio dell'asse motore
● Come ingranaggio principale nei cambi degli assi motori dei veicoli a trazione posteriore e integrale.Tipicamente, tale trasmissione è realizzata sotto forma di una coppia di ingranaggi di dimensioni diverse, uno dei quali (slave) è montato direttamente sull'alloggiamento del differenziale.L'ingranaggio semplice è realizzato insieme all'albero, il doppio ingranaggio è realizzato con un albero e un altro ingranaggio (conico o cilindrico);
● Come scatole del cambio superiore e inferiore degli assi motrici anteriori di trattori gommati.Nei riduttori superiori entrambi gli ingranaggi possono avere lo stesso numero di denti e dimensioni, sono realizzati contemporaneamente con i loro alberi.Nei riduttori inferiori, l'ingranaggio condotto è di grande diametro e ha un disegno speciale per il collegamento con la ruota;
● In varie unità di trasmissione e altri sistemi.Le coppie coniche possono avere disegni diversi, ma in generale corrispondono a quanto detto sopra.
Pertanto, un'auto può avere da una (su un veicolo con un asse motore) a tre (nei veicoli a tre assi con trazione integrale) o più (nei veicoli a più assi con trazione integrale) coppie coniche e nei trattori con un asse motore anteriore ci sono quattro coppie coniche, almeno un altro meccanismo simile può essere utilizzato nella trasmissione del trattore per trasferire la coppia all'albero della presa di forza.
Come scegliere e sostituire correttamente una coppia conica
Durante il funzionamento del veicolo, la coppia conica è soggetta a carichi significativi: è attraverso di essa che tutta la coppia del motore viene fornita all'asse motore ed è anche soggetta a vibrazioni, urti e shock dovuti all'interazione con altri parti.Di conseguenza, nel tempo, i denti degli ingranaggi si consumano nei punti di contatto, possono apparire scheggiature e indurimenti e in alcuni casi i denti sono completamente scheggiati.Tutto ciò si manifesta con il deterioramento del meccanismo e l'aumento del rumore.Se si sospetta un malfunzionamento è necessario smontare e controllare il meccanismo, in caso di rottura dell'ingranaggio è necessario sostituire la coppia conica.Non ha senso cambiare solo una delle marce, poiché in questo caso il meccanismo diventerà presto nuovamente fonte di problemi.
Per la sostituzione è necessario prendere una coppia conica, che nel design, nelle dimensioni e nelle caratteristiche corrisponde al meccanismo precedentemente installato.Se necessario, puoi scegliere un meccanismo con un rapporto di trasmissione diverso, che migliorerà le prestazioni del veicolo.Tuttavia, tale sostituzione dovrebbe essere effettuata con cautela e solo con la piena fiducia che sia possibile e giustificata: ciò può essere segnalato dal produttore stesso o da specialisti.
La sostituzione dell'ingranaggio conico deve essere eseguita secondo le istruzioni per la riparazione dell'auto o del trattore.Di solito, questo lavoro richiede un intervento significativo sull'asse motore e sul cambio: per sostituire gli ingranaggi, è necessario smontare quasi completamente l'asse e i suoi singoli meccanismi.In alcuni casi, sarà necessario sostituire i cuscinetti e gli elementi di tenuta: è necessario acquistarli in anticipo.Durante l'installazione degli ingranaggi e il montaggio del cambio, è necessario utilizzare i lubrificanti consigliati dal produttore.E una volta completata la riparazione, è necessario un breve rodaggio del cambio.
Con la corretta selezione e sostituzione della coppia conica, il meccanismo di trasmissione riparato funzionerà in modo affidabile, eseguendo le sue funzioni in tutte le modalità.
Orario di pubblicazione: 13 luglio 2023