Capitolul 1: Proiectarea SV2.1. Studiul solutiilor constructive posibile pentru SV si alegerea justificata a solutiilor constructive pentru SV care se proiecteaza2.1.1. Prezentarea constructiei pentru SV al autocarului

Schimbatorul de viteze face parte din transmisia automobilului avand drept scop: Sa permita modificarea fortei de traciune in functie de variatia rezistentelor la inaintare; Sa permita deplasarea automobilului cu viteze reduse ce nu pot fi asigurate de catre motorul cu ardere interna, care are turatia minima stabila relativ mare; Sa permita mersul inapoi al automobilului fara a inversa sensul de rotatie al motorului; Sa realizez intreruperea indelungata a legaturii dintre motor si restul transmisiei in cazul in care automobilul sta pe loc, cu motor in functiune. Schimbatorul de viteze trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: sa asigure automobilului cele mai bune calitati dinamice si economice la o caracteristica exterioara data a motorului; actionarea simpla si comoda; functionarea silentioasa; constructie simpla; randament ridicat; siguranta in functionare; fiabilitate ridicata; greutate mica; gabarit redus; intretinere usoara. [3]Organizare generala a mecanismului reductorMecanismele reductoare intalnite la automobile pot avea doi sau trei arbori. Cutiile de viteze cu trei arbori se intalnesc , in general, la automobilele realizate dupa solutia clasica ( motorul dispus in fata si rotile motoare dispuse in spate ) , iar cele cu doi arbori la autoturismele organizate dupa solutia totul in fata sau totul in spate.Tipuri constructive de SV utilizate la autocare: Cutiile de viteze cu trei arbori sunt cele mai raspandite in constructia de automobile, utizandu-se la autoturisme( in majoritate la cele organizate dupa solutia clasica), autoutilitare,autocmioane, autobuze si autocare. Rapoartere de transmitere pentru treptele de mers inainte, cu exceptia prizei directe, se obtin cu ajutorul a doua perechi de roti dintate, ceea ce permite adoptarea unor distante mai reduse intre arbori, rezultand o cutie de viteze compacta.Avantajul principal al cutiilor de viteze cu trei arbori il constituite posibilitatea realizarii prizei directe, la care randamentul este ridicat, iar functionarea este aproape fara zgomot.Cutii de viteze pentru autobuze: Cutiile de viteze cu arbori cu axe fixe utilizate la autobuze sunt prevazute, de obicei, cu un numar de patru,cinci sau sase trepte in functie de destinatia autobuzului. In cazul autobuzele inter urbane si de turism, care circula, de obicei, in regim stationar, se utilizeaza cutii de viteze cu cinci sau sase trepte. In general, la cutia de viteze cu sase trepte, ultima treapta este desupraviteza.

2.1.2. Prezentarea constructiei pentru SV al autocarului ( 2 modele de SV similare )

Cutia de viteze ASH-75 (fig.3.62) este de tipul cu trei arbori si cinci trepte pentru mersul innainte, ultimele patru fiind sincronizate. Este montata pe autobuzele IKARUS. Sincronizatoarele utilizate(fig.3.63) sunt de tipul cu inertie si coroana de blocare. De butucul sincronizatorului 4 este fixata coroana 10 cu un dispozitiv de fixare cu bile 8. In coroana sunt executate orificiile longitudinale 12 in care intra stifturile 13 ce unesc butucul 4 cu mansonul cu guler 9.Orificiile longitudinale au la partea centrala o adancitura in care pot intra stifturile 13.In aceelasi timp, prin intermediul bilelor de fixare 8, se va deplasa si coroana 10. Deplasarea impreuna a butucului si a coroanei continua pana in momentul in care suprafata inelului de frecare din bronz 2 vine in contact cu suprafata inelului de frecare intermediar 5, fxat pe pinion. Sub actiunea fortelor de frecare, coroana 10 se roteste, iar stifturile 13 intra in adancitura din partea centrala a orificiilor alungite 12 si impiedica deplasarea axiala a butucului pana la sincronizare, cand coroana se va roti in directia inversa, permitand stifturilor sa iasa din adanciturile centrale, si sincronizatorul se blocheaza.

Cutia de viteze ZFS 6-80 9fig. 3.64) este tipul cu trei arbori si sase trepte de mers inainte, dintre care ultimele cinci sunt sincronizate. Cutia de viteze ZFS 6-80 se foloseste in variant cu patru trepte la autobuzele urbane, avand suspendate treptele I si a VI-a.

2.1.3. Studiul solutiilor constructivfe posibile pentru componentele SV Solutii constructive de cuplare a treptelor Cuplare treptelor la cutiile de viteze se poate obtine: prin roti dintate cu deplasare axiala ; prin roti dintate cu angrenare permanenta si mufe de cuplare. Cuplarea treptelor cu roti dintate cu angrenare permanenta si mufe de cuplare poate fi : cu mufe de cuplare simple ; cu mufe de cuplare cu dispozitiv de sincronizare (sincronizatoare) ; cu mufe de cuplare cu dispozitiv tip roata libera.

Cuplarea treptelor cu sincronizatoareSincronizatoarele sunt mecanisme speciale care realizeaza egalarea vitezelor unghiulare ale arborelui si a rotii dintate inainte de solidalizarea la rotatie a lor. Utilizarea sincronizatoarelor este cea mai importanta perfectionare a SV cu arbori cu axe fixe. Sincronizatoarele permit sa se realizeze o schimbare rapida si fara soc a treptelor independent de indemanarea conducatorului.Dupa forma suprafetelor de frecare sincronizatoarele pot fi : sincronizatoare cu conuri sau sincronizatoare cu discuri.Dupa principiul de fundionare ele pot fi : sincronizatoare cu presiune constanta sau sincronizatoare simple; sincronizatoare cu inertie sau sincronizatoare cu blocare .

1. Arborii cutiilor de vitezeArborii cutiilor de viteze se monteaza in carter tinand seama de particularitatile de functioanare ale fiecaruia. Lagarele pe care se sprijina arborii trebuie sa permita variatiile de lungime fara a duce la griparea axiala a acestora.Cele mai utilizate caneluri ale arborilor cutiilor de viteze sunt cele cu profil in evolventa , pentru care se recomanda centrarea pe diametrul exterior sau pe laturile canelurii.

Arborele primarIn general , arborele primar face corp comun cu pinionul angrenajului permanent si serveste drept reazam arborele secundar , asigura legatura cinematica intre arborele cotit al motorului si cutia de viteze prin intermdiul ambreajului.

Arborele intermediar al cutiilor de viteze poate fi intalnit in doua variante constructive : sub forma unui tren monobloc de roti dintate , montat prin intermediul rulmentilor pe un ax nerotitor adica fixat in carter , cu roti dintate fixe pe el si montat in carterul prin intermediul rulmentilor .

Arborele secundar al cutiilor de viteze cu trei arbori se sprinjina pe partea anterioara arborelui primar iar cu partea posterioara in carterul cutiei de viteze. Lagarul anterior al arborelui secundar , in majoritatea cazurilor , este un lagar cu rulmenti cu role ace , in general , fara inel interior sau exterior .Roti dintateIn constructia cutiilor de viteze se utilizeaza roti dintate cu dantura dreapta sau inclinata , cu profil in evolventa. Rotile dintate cu dint drepti sunt simple si ieftine , dar au o functionare zgomotoasa si se uzeaza rapid , motive pentru care utilizarea lor este limitata la treapta pentru mersul inapoi si uneori a primei trepte. In cazul angrenajelor permanente sunt folosite rotile dintate cu dinti inclinati , care sunt mai rezistente , permit miscarea distantei intre axe , funtioneaza cu zgomot redus.

Carterul cutiei de vitezeIn carterul cutiei de viteze se monteza mecanismul reductor si sistemul de actionare. El trebuie sa aiba o rigiditate suficient de mare si o greutate cat mai redusa . Pentru a satisface aceste cerinte , nervurile carterului sunt dispuse astfel incat sa se obtina o constructie asemanatoare cu o grinda de zabrele .

Sistemul de actionare al schimbatorului de vitezeSistemul de actionare al schimbatorului de viteze serveste la cuplarea si decuplarea treptelor de viteze. Alegerea treptei de viteza , respectiv a raportului de trasmitere , pentru diferetele conditii de deplasare se poate face manual , de catre conducatorul auto , semiautomat sau automat. Sistemul de actionare al schimbatorului de viteze in trepte cu arbori cu axele fixe in majoritatea cazurilor este mecanic . Se intalnesc insa mai rar si siteme de actionare hidraulice , pneumatice sau electrice.

Sistemul de actionare directa al schimbatorului de viteze se compune din : mecanismul de actionare propriu-zis ; dispozitivul de fixare a treptelor ; dispozitivul de zavorire a treptelor .

Sistem de actionare directa cu servomecanismIn cazul autobuzelor si autocamioanelor de capacitate mare , efortul necesar schimbarii treptelor de viteze este destul de mare , ducand la obosirea conducatorului , respectiv la scaderea sigurantei circulatiei. Pentru a inlatura acest neajuns se utilizeaza aceste servomecanisme , in special pneumatice care utilizeaza chiar reteaua de aer comprimat a sistemului de franare .

2.1.4. Prezentarea in detaliu a solutiei adoptate pentru SV care se proiecteaza

SV al autocarului proiectat are un numar de 5 trepte. In general schimbatoarele de viteze ale autocarelor se confectioneaza cu 3 sau cu mai multi arbori. In cazul autocarului proiectat , SV este dotat cu 3 arbori . In urma precizarilor de mai sus in legatura cu prezentarea constructiei SV si prezentarea tipurilor constructive ale schimbatoarelor de viteze la autocare si in urma rezultatelor obtinute in proiectul initial si in primul capitol in care s-a ales SV cu 3 arbori, deoarece sarcina utila este de 55+1+1 locuri, deci este o sarcina mare si vom alege un SV cu 3 arbori nu cu 2 arbori cum se practica la automobilele cu sarcina utila deosebit de mica, iar ca numar de trepte, vom alege un numar de 5 rapoarte.2.2. Stabilirea schemei de organize a SV si determinarea numarului de dinti pentru rotile dintate 2.2.1. Stabilirea schemei de organizare a SV

2.2.2. Stabilirea distantei dintre axe si a modului normal

Modulul normal al roilor dinate se determin in functie de tipul automobilului si valoarea momentului maxim ce trebuie transmis, utilizand diametrul pitch(DP):mn=25,4/DP (2.1)

Se alege DP pentru autocare pentru dantur nclinat valoarea de 6 mm. [3]

nlocuind n relaia (3.1) se obine:mn=4.23 mm Alegem mn = 4.5 mm. (2.2)

Distana dintre axele arborilor se alege tot n funcie de momentul motor. n cazul autocamioanelor:[3](2.3)

Se alege distana dintre axe A=222 mm.

2.2.3. Stabilirea numarului de dinti pentru rotile dintate La determinarea numrului de dini ai roilor dinate trebuie indeplinite urmtoarele cerine:-realizarea, pe ct posibil, a rapoartelor de transmitere determinate la etajarea schimbtorului de viteze, avnd n vedere faptul c roile dinate au un numr ntreg de dini;-alegerea pentru pinioanele cu diametrele cele mai mici a numrului de dini egal sau apropiat de numrul minim de dini admisibil pentru a rezulta un schimbtor de viteze ct mai compact.

Pentru a determina numrul de dini suntem nevoii s inem cont de distana dintre axe, care trebuie s fie aceeasi n cazul fiecrei perechi de roi.Aceast precizie o putem realiza prin variaia unghiul de nclinare a dinilor.

Formula ce restricioneaz numrul de dini este urmtoarea[3]:

mm(2.4)n cazul roilor cu dini nclinai, pentru ca irul (3.4) s rmn constant, la cresterea numitorului trebuie ca numrtorul s creasc. Rezultatele experimentale au artat c suma dinilor roilor trebuie s creasc cu 2...3 uniti de la stnga la dreapta pentru a realiza o descrcare de fore axiale. Deci z1+z2