přenos

Spojovací zařízení jako širokoúhlý závěs

Ozubené kolo (nebo převodník prvek ) je stroj prvek , přičemž pohyb množství lze změnit. Někdy rozhodující roli hraje změna síly nebo točivého momentu . Pohyb, který má být změněn, je často rotační pohyb (viz sousední obrázek vlevo), někdy také pohyb tam a zpět (viz sousední obrázek vpravo). Převodovka má obecně pohon, ke kterému je „přiváděna“ pohybová proměnná z hlavního hybného pohonu (např. Z motoru ), a také výstup, ke kterému je připojen pracovní stroj.

Manuální převodovka známá z automobilu nebo ozubeného soukolí hodin jsou převážně ozubené převody, které jsou pouze jedním z několika typů převodovek.

Definice pojmů

Převodovky jsou většinou mechanická zařízení ( jednoduché stroje ), ale mohou být také založena na hydraulických , méně často na pneumatických nebo elektromagnetických principech. Skládají se alespoň ze tří odkazů, jednoho pohyblivého vstupního a jednoho výstupního odkazu a rámu stroje .

Vysílají a transformují:

Směrnice VDI VDI 2127 uvádí:

"Ozubená kola se používají k přenosu a transformaci pohybů, energie a / nebo sil."

Typy zařízení

Převodovky s pouze pevnými součástmi (tj. Tělesy ) se nazývají mechanické převodovky . Pokud se jedná o kapaliny, jedná se o hydrodynamický převod ( přenos tekutiny, pracuje s vztlakovými silami na lopatky v proudu) nebo hydrostatický převod (pracuje s tlakovými silami na píst). Kombinace (elektronicky řízených) elektrických generátorů a motorů se někdy nazývá elektrický nebo elektronický převod, pohon Leonard je historický .

Nejstarší převodový systém pochází od Franze Reuleaux z 19. století. Mechanické převody klasifikoval následovně:

Převodovka s rovnoměrným převodem (pro rotační pohyb)

Nejběžnějším úkolem rovnoměrně stupňované převodovky je přizpůsobit danou vstupní rychlost požadovaným výstupním otáčkám. Příklad: 6000 / min motoru automobilu na vstupu převodovky do 1000 / min na výstupu převodovky (aby bylo dosaženo různých převodových poměrů, mají automobilové převodovky několik převodových stupňů).

V souvislosti s převody s rovnoměrným přenosem rotačních pohybů se často používají následující termíny:

  • Poměr je poměr mezi vstupní a výstupní rychlosti. Přenosový poměr větší než jeden se někdy nazývá redukce (nejedná se o standardizovaný termín v DIN).
  • Převodový poměr je pevný nebo se může měnit pouze v krocích: manuální převodovka s několika rychlostními stupni s konstantním poměrem otáček.
  • Převodový poměr je plynule měnitelný: plynule měnitelný převod .
  • Poměr maximálního a minimálního převodového poměru je rozsah nastavení převodovky.

Převodovka je obvykle mezi hnacím motorem ( motorem ) a poháněným pracovním strojem (nebo částí stroje). S oběma je pevně nebo rozebíratelně spojen spojkou .

Převodovky jsou rozděleny podle různých kritérií:

Podle typu

Podle typu přenosu síly

Mechanický převod

Přenos pohybů, sil a momentů přes tuhé součásti, např. B. ozubená kola, řetězy, pásy nebo tyče

Pozitivní blokovací zařízení
2stupňová převodovka: čelní převod (vpravo, pohon) a šnekový převod (vlevo, výstup)
  1. Převodovka
  2. Pohony s ozubeným řemenem (Vzhledem ke svému tvaru jsou tyto pohony přiřazeny také k řemenovým pohonům.)
  3. Řetězový převod (viz také hnací řetěz a typy řetězů )
  4. Lamelový řetězový převod mezi koly kegelradähnlichen (Tyto převody s plynule měnitelnou změnou převodu jsou také přiřazeny formě kvůli řemenovým převodům.)
Pozitivní přenos
  1. Řemenový pohon
  2. Převodovka s kuželovým prstencem : Vstupní a výstupní hřídele jsou zobrazeny ve formě kuželů, které umožňují (téměř) jakýkoli převod pomocí nekonečně nastavitelného prstence.
  3. Převod valivých těles (také: třecí převod)
  4. Pohon valivého prstence

Hydraulický převod

V případě hydraulických převodů (viz přenos kapaliny ) nejsou vstupní a výstupní strana navzájem spojeny pevnými součástmi (kola, řemeny atd.). Hnací hřídel uvádí do pohybu kapalinu uvnitř, která pohání výstupní hřídel. Rozlišuje se mezi hydrostatickým (s generováním vnějšího tlaku) a hydrodynamickým (integrovaným generováním tlaku).

Elektrická převodovka

Schéma zapojení pohonu Leonard

Elektricky ovládaná kombinace generátoru a elektrického motoru je často označována jako elektrická převodovka. Definice převodovky jako kompaktního strojního prvku již pro takové kombinace neplatí. Starším příkladem je Leonardsatz , novější Magneticko-elektrická automatická převodovka .

V moderních kombinacích s elektronicky řízenými hybridními pohony se kromě generátorů a elektromotorů používají dieselové motory , plynové turbíny a benzínové motory .

Podle návrhu

Otevřený design

Otevřená konstrukce znamená, že prvky převodovky jsou volně přístupné. Často jsou však z bezpečnostních důvodů maskováni. Příklady: řemenový pohon (dříve také nazývaný převodovka )

Uzavřený design

Žaketový model automobilové převodovky

U převodovek s uzavřeným pouzdrem se do mechanismů nedostává písek ani prach, což je důležité pro nízké opotřebení. Mazání probíhá prostřednictvím tukem nebo uzavřeného oběhu oleje. U jednoduchých převodovek často k mazání stačí, když je jedno ozubené kolo částečně ponořeno do olejové lázně a olej, který při provozu stříká, maže i ostatní ozubená kola. Pouzdro slouží také k ochraně proti hluku a bezpečnosti. Příklady: automobilové převodovky , diferenciály

Nerovnoměrný převodový stupeň

Funkce přenosu slouží k zohlednění závislostí překladu na poloze na příslušné poloze pohonu. To zaznamenává polohu výstupu proti poloze pohonu.

Vačkové převody

Vačkové kolo s vedením drážky
Vačkové kolo s válcovou vačkou

Jak je vačka převodové mechanismy uvedené, ve kterých využit ve formě pohyblivého křivky skeneru a (rotační nebo translační) na jiné součásti převodů, je předán. Skenování je obvykle jednostranné, to znamená, že skener běží po křivce, proti které je přitlačen, ale pokud jsou zdvihací síly příliš velké, může se také od křivky zvednout. Aby se tomu zabránilo, byla vyvinuta různá řešení pro nucené vedení skeneru.

Vačková těla mohou přenášet svoji křivku na skener otáčením nebo podélným posunem. Často se používají vačková tělesa, která jsou navržena pouze jako segment kruhu, a proto oscilují sem a tam za účelem skenování, což odpovídá pohybu sem a tam plochých vačkových těl.

Vačkové převody se velmi často používají v automatizaci k ovládání spínačů nebo k provádění složitých pohybových sekvencí. Nejběžnější použití je ve spalovacích motorech, kde vačkové převody ( vačkové hřídele ) ovládají otevírání a zavírání ventilů. Odtud je také znám problém zvednutí skeneru (chvění ventilů).

Syntéza vačkových ozubených kol jde obvykle ruku v ruce se syntézou spojkových převodů, které obvykle přenášejí a transformují snímané pohyby. Pro optimalizaci chování při skenování existují speciální průběhy. jsou:

  • optimální rychlost
  • zrychlení optimální
  • optimální výkon
  • minimalizace hluku

K tomuto účelu se obecně používají vhodně nakloněné sinusoidy .

Vazba

Vazba

Spojovací zařízení jsou ozubená kola, která převádějí rotační pohyby na přímé nebo oscilační pohyby a naopak. Vyznačují se spojením alespoň dvou pohyblivých prvků se spojkou .

Spojky jsou nerovnoměrně řazené.

Spojka je obvykle strojní část ve formě hnací tyče , ojnice , spojovací tyče nebo kluzného bloku .

Do skupiny spřáhel patří také pohon klikou . Převádí rotační ( otáčivý ) pohyb na translační (přímočarý) pohyb nebo naopak. Používá se například v parních motorech nebo v pístových motorech . (viz také klikový hřídel )

Indexovací zařízení

Krokové pohony převádějí souvislý rotační pohyb na přerušovaný rotační pohyb. Mezi jednotlivými kroky je pauza, dokud nezačne další krok. Indexové pohony lze implementovat téměř s jakýmkoli typem převodovky.

Krokové převody slouží k přeměně souvislých pohybů na nepravidelné pohyby s chvilkovým nebo časovým odpočinkem i s poutním krokem (krátký pohyb vzad). Stupňovité převody mohou být realizovány mimo jiné pomocí ozubených převodů (například hvězdicových pohonů ), pohonů ozubených spojek nebo spojkových pohonů , ale také vačkových pohonů a speciálních konstrukcí ozubených kol.

Nejznámějším typem krokového pohonu je maltský příčný převod, u kterého může určující část převodu (v závislosti na formě) mít podobu maltézského kříže . Byly použity například u filmových projektorů a kamer k přesouvání filmu krok za krokem, ale kromě toho nejsou příliš běžné.

Idiom „písek v soukolí“

„Lepší bez písku“

Vzhledem k funkci ozubeného kola je v ozubeném kole hovorový výraz písku, když něco funguje pomalu nebo jen špatně funguje. Písek v převodovce způsobuje zvýšené opotřebení a může také zablokovat nebo zničit převodovku. Tato fráze může mít svůj původ v závodění i v jiných soutěžích, například v tendrech. Říká se, že kromě jiných sabotážních opatření se písek do převodovek a motorů skutečně zavádí, aby konkurentům způsobil nevýhody. Rovněž ne všechny převodovky byly a jsou pevně zapouzdřené, což znamená, že se do převodovky může dostat písek a nečistoty, jako je tomu u jízdních kol, zemědělských strojů nebo míchačky betonu .

Viz také

literatura

  • Johannes Loomann: převodovka. Základy, konstrukce, aplikace ve vozidlech (= stavební knihy , sv. 26). 3. přepracované a rozšířené vydání, Springer, Berlin a kol. 1996, ISBN 3-540-60336-0 .
  • Kurt Luck, Karl-Heinz Modler: Přenosová technologie. Analýza, syntéza, optimalizace . 2. vydání, Springer, Berlin a kol. 1995, ISBN 3-540-57001-2 .
  • Thomas Nagel: pohon ozubeným řemenem. Vlastnosti, normalizace, výpočet, návrh . Hanser, Munich et al. 2008, ISBN 978-3-446-41380-1 .

webové odkazy

Commons : Gear  - sbírka obrázků, videí a zvukových souborů
Wikislovník: Gears  - vysvětlení významů, původ slov, synonyma, překlady

Individuální důkazy

  1. ^ Siegfried Hildebrand : Feinmechanische Bauelemente . Hanser, Mnichov 1968, s. 484 f.
  2. Motoristé a mnoho automobilových techniků používá pro přepínatelné hnací ústrojí zpravidla termín „převodovka“ (bez další specifikace) . Jiné přenosové mechanismy, např. B. stěrače čelního skla ( rameno kliky ), jsou obvykle výslovně specifikovány („ ozubené kolo stěrače “).
  3. ^ Franz Reuleaux : Teoretická kinematika. Základy teorie strojního inženýrství (= učebnice kinematiky. Vol. 1). Vieweg, Braunschweig, 1875, digitalizováno .
  4. Waldemar Steinhilper, Bernd Sauer: Konstruktionselemente des Maschinenbaues 2. Základy strojních prvků pro pohonové úlohy , Springer-Verlag, 5. vydání, 2006