Cap. 1.Tema proiectului

Proiectarea cutiei de viteze cu patru rapoarte pentru autoturismul ARO cu patru trepte de viteza

Cap. 2.Rolul şi destinatia

Cutia de viteze este o componentă din lanţul cinematic al transmisiei, componentă ce permite lărgirea gamei de momente şi turaţii la roata motoare.

2.1.Rol:

- de a permite modificarea forţei de tracţiune in funcţie de rezistenţa la inaintare;-de a permite mersul înapoi al autovehicolului;-de a întrerupe lanţul cinematic intre motor şi transmisie atunci cănd autovehicolul staţionează cu motorul în funţiune;-de a permite deplasarea autovehicolului cu viteze mici, viteze ce nu pot fi asigurate de turaţia minimă de funcTionare stabilă a motorului(care este relativ mare).

2.2.Destinaţie: In funcţie de mărimea rezistenţelor care apar la înaintarea autovehicolului, trebuie să se obţină la roţile motoare forţe de tracţiune suficient de mari pentru a învinge aceste rezistenţe.

Dacă nu s-ar folosi schimbătorul de viteze, atunci, pentru a învinge rezistenţele mari la demarare sau la urcarea unor pante, autimobilul ar trebui echipat cu un motor de putere corespunzătoare. Dar pentru celelalte situaţii de mers, cănd rezistenţele au valori mai mici, motorul trebuie să lucreze numai cu o parte din puterea sa, deci o utlizare incompletă.

Cap. 3.Cerinte şi conditii impuse; Regimul de functionare

3.1.Cerinţe:

- cutia de viteze trebuie să asigure o acţionare uşoară pentru a nu necesita efort din partea conducătorului ;-să aibă posibilitatea realizării unui număr cât mai mare de rapoarte de transmitere iar mărimea lor să fie determinată încât să asigure o utilizare raţională a puterii în condiţiile unor performaţe dinamice şi de economicitate ridicate;-construcţia să fie simplă, robustă, uşoară, să aibă un randament mecanic ridicat şi funcţionare silenţioasă;-să posede o adaptabilitate foarte bună,(=calitatea cutiei de viteze de a permite deplasarea autovehicolului cu viteze de deplasare diferite în funcţie de sarcină şi rezistenţele la înaintare;

3.2.Condiţii impuse: -să asigure calităţi dinamice şi economice bune;-să aibă siguranţă în timpul funcţionării;-să aibă construcţie simplă, rezistenţă şi să fie uşor de manevrat;-să funcţionezefără zgomot şi ă aibă un randament cât mai ridicat;-să aibă rezistenţă mare la uzură.3.3.Regimul de funcţionare:

Cutiile de viteze se construiesc cu trei, patru şi uneori cu cinci trepte în funcţie de capacitatea cilindrică a motorului .Autoturismele echipate cu motoare cu capacitate cilindrică mică şi spre medie folosesc cutii de viteze cu patru trepte şi mai rar cu cinci trepte .Cutiile de viteze cu trei trepte se utilizează la autoturismele echipate cu motoare de capacitate cilindrică mare.

Cutiile de viteze cu doi arborii .Autoturismele construite după soluţiile ,, totul în faţă '' şi ,, totul în spate '' sînt prevăzute , în general , cu cutii de viteze cu doi arbori . Aceste cutii de viteze se mai întîlnesc şi la unele microbuze şi autocamioane , realizate pe baza unor autoturisme.

Cutia de viteze cu trei arborii. Sunt cele mai răspîndite în construcţia de automobile , utilizîndu-se , la autoturisme (în majoritate la cele organizate după soluţia clasică ),autoutilitare , autocamioane şi autobuze.

Cap. 4.Clasificarea, Tipuri constructive, Descriere, Ptrti componente

4.1.Clasificare:(criterii)

1. După principiul de acţionare:-cu acţionare mecanică;-cu acţionare electriă;-cu acţionare hidraulică;-cu acţionare combinată.

2. După modul de variaţie al raportului de transmitere:-în trepte;-progresive sau continue;-combinate.

3. După felul acţionării:-directă;-automată;-semiautomată.

4. După poziţia arborilor cutiei de viteze:-cu arbori ficşi;-cu arbori planetari.

5. După poziţia arborilor în raport cu axa longitudinală a autovehicolului:-cu arbori longitudinali (numărul treptelorde viteză este diferit pentru mersul înainte decât pentru mersul înapoi);-cu arbori transversali (acelaşi număr de trepte pentru mersul înainte şi şi sul înapoi).

6. După raportul de transmitere:-cu o singură pereche de roţi dinţate aflate în angrenare;-cu mai multe perechi de roţi dinţate aflate în angrenare simultan.

7. După numărul de arbori:-cu 2 arbori;-cu 3 arbori

4.2.Tipuri constructive,Descriere,Compunere:

Cutiile de viteze utilizate frecvent sunt cu doi sau trei arbori. Cutiile de viteze cu doi arbori, deoarece intrarea şi ieşirea fluxului de putere se face pe aceeaşi parte, sunt utilizate la autoturisme organizate după soluţia "toul faţă" sau "totul spate". În cazul rapoartelor mari de transmitere în prima treaptă, cănd se obţimne o distanţă mare între axe determinând dimensiuni mari de gabarit pentru carterul cutiei de viteze şi a automobilelor organizate după soluţia motor faţă punte motoare spate, se folosesc cutii de viteze cu trei arbori.

În figura 4.1 Ansamblul prezentat cuprinde : cutia de viteză 1, cutia de transmisie 5 , fixată în partea posterioară a cutiei de viteză , priza de putere 3 , montată prin prezoane pe faţa laterală stîngă (în sensul de mers al autoturismului) a carcasei cutiei de viteze ,arborele primar 15 , care este în acelaş timp şi arbore al ambreajului , cu manşonul arborelui primar 16 , flanşa de ieşire pentru arborele cardanic din spate 8 , flanşa de ieşire pentru arborele cardanic din faţă 4 , flanşa de ieşire pentru arborele cardanic al prizei deputere 17 , capacul 11 al cutiei de viteze , maneta 13 de schimbare a vitezelor ,priza 7 pentru cablul kilometrajului , buşonul 12 de umplere cu ulei al cutiei de viteze , buşonul 9 de umplere cu ulei al cutiei de transmisie , supapa 10 şi 14 de aerisire , dopul 2 de nivel al uleiuluin în cutia de viteze şi dopul 6 de golire a uleiului din cutia de transmisie .

Fig4.1Cutia de vitezăasmblată cu cutia de transmisie şi priza de putere

Caterul 1 al cutiei viteză Figura 4.2 este turnat din aliaj de aluminiu prevăzut cu un orificiu de golire în partea de jos spate , care este închis cu un buşon conic filetat , cu cap pentru cheie pătrată şi cuprinde arborii şi sistemul de angrenaje .

Capacul 12 al cutiei de viteze este de asemenea , turnat din aliaj de aluminiu şi cuprinde mecanismul de schimbarea vitezelor .

Arborele primar 13 al cutiei de viteze se sprijină pe un rulment cu bile şi este prevăzut cu un manşon 14 , care se fixează prin prezoane la peretele anterior al carcasei cutiei de viteze .La capătul anterior,arborele este canelat şi se asamblează în butucul ambreiajului .La celălalt capăt ,arborele primar are montat un pinion dublu care este angrenat permanent cu pinionul 2 de pe arborele intermediar .Prin intermediul sincronului 16 se poate realiza cuplarea directă (priza directă ) a pinionului arborelui primar cu arborele secundar .

Arborele intremediar 5 , se sprijină în carcasa cutiei de viteză pe doi rulmenţi şi are uzinate pinioanele fixe conducătoare ale vitezelor întîi , a doua şi a mersului înapoi .Pe arborele intermediar sunt fixate cu pană -disc pinionul 2 al angrenării permanente şi pinionul 4 conducător al vitezei a treia .

Arborele secundar 15 este coaxial cu arborele primar şi se sprijină în interiorul capătului acestuia printr-un rulment cu ace , iar în peretele posterior al carcasei cutiei de viteze printr-un rulment cu role duble .Pe arborele secundar ,în ordinea dinspre capătul anterior spre capătul postzerior se află : sincronul 16 al vitezelor a treia şi a patra , pinionul 3 condus al vitezei a treia , pinionul 11 condus al vitezei a doua ,sincronul 6 al vitezelor întîi şi a doua ,pinionul 10 condus al vitezei de mers înapoi ,pinionul 9 ,condus ,al vitezei întîi ; la capătul posterior - în exteriorul carcasei cutiei de viteze - se află pinionul 8 de antrenare a cutiei de transmisie .

Pentru mersul înapoi , cutia de viteze este prevăzută cu un pinion intermediar 7, deplasabil pe axul său .

În figura 4.3. este prezentată construcţia şi schema cinematică a cutiei de viteze utilizată la automobilele Renault Estafette. Cutia de viteze este o cutie cu trei arbori şi patru trepte de viteză, la care intrarea şi ieşirea fluxului de putere se realizează pe aceeaşi parte (automobilul este organizat după soluţia "totul faţă").

Fig.4.2.Secţiunea prin cutia de viteză

Fig.4.3 Cutia de viteză a autovehicolului Renault Estafette

Cutia de viteze se compune din arborele primar 1 care angrenează permanent prin perechea de roţi dinţate 8, 11 cu arborele intermediar 15. Pe arborele intermediar 15, comune cu le, sunt roţile dinţate 13, 14, 15 angrenate permanent cu roţile dinţate 6, 5, 3 libere pe arborele secundar formînd perechi de roţi dinţate pentru realizarea rapoartelor de transmitere corespunzătoare treptelor de viteză 1, a 2-a, a 3-a. Cuplarea uneia din trepte se face prin intermediul elementelor de cuplare 4, 7. Treapta a 4-a denumită şi priză directă, datorită coaxialităţii dintre arborele primar şi secundar, se obţine diredt prin solidarizarea celor doi arbori cu ajutorul elementului de cuplare 7 deplasat spre dreapta. La această cutie un raport de transmitere se realizează prin două perechi de roţi dinţate (excepţie treapta a 4-a), valorile pentru cele patru trepte fiind:

icv1= ; icv2=

icv3= ; icv4= .

Pentru cuplarea mersului înapoi, cutia de viteze are un arbore suplimentar 9 pe care se deplasează roata liberă 10 care angrenează simultan cu dantura exterioară a elementului de cuplare 7 şi roata fixă 12 de pe arborele intermediar.

Construcţia cutiei de viteze cu trei arbori şi patru trepte de viteze utilizată la autoturismele de teren ARO este prezentată in figura 4.2. Autoturismul fiind organizat după soluţia clasică "motor faţă puntea motoare spate" intrarea şi ieşirea fluxului de putere se face e o parte şi de alta a cutiei.Capacul 5 al cutiei de viteze (fig.4.4),adăposteşte ansamblul de axe şi furci ale mecanismului de schimbare a vitezelor :

Axul 4 al furcii pentru vitezele întăi şi a doua,furca 3 a vitezelor întăi şi a doua ,axul 1 al furcii pentru vitezele a treia şi a patra,capul schimbător 2 pentru vitezele atreia şi a patra,axul pîrghiei opt de mers înapoi,atrenorul 6 al pîrghiei de mers inapoi ,capul schimbătoruluil 9 pentru mersul înapoi.De asemenea capul cutiei de viteze cuprnde locaşul 7 al bilelor şi arcurilor de poziţionare.

Fig.4.4.Capul furcilor de cuplare

În fig.4.4 este redată construcţia manetei 2 pentru schimbarea vitezelor şi a capului 1 superior,în care acesta este maneta. Schema de cuplare a vitezelor este:

viteza întâi :în faţă viteza 2-a:în spate viteza 3-a:dreapta –faţă viteza 3-a:dreapta –spate mersul înapoi:stînga spate

Fig.4.4

4.3 Demontarea cutiei de viteză

Demontarea de pe automobil se va face la cutia de viteză asamblată cu cutia de transmisie, după ce a fost parcurs un traseu de încălzire a cutiei de viteze pentru scurgerea complectă a uleiului.

Se demontează capota cutiei de viteză din interiorul automobilului, se desfac buşoanele de alimentare a cutiei de transmisie şi apoi buşoanele de golire colectând uleiul de scurgere. Se demontează conductorul de semnalizare, capul kilometrajului de la cutia de transmisie.

Se demontează legătura furcii de debreiere de al cilindrul de comandă al ambreiajului. Se desfac piuliţele de fixare a cutiei de viteze pe carcasa ambreiajului.

Se trage spre spate cutia de viteze şi cutia de transmisie fără a le lăsa în consola axului primar deoarece se pot distruge axul primar sau discul ambreiajului. După îndepărtarea cutiei se scoate de pe flanşa manşonului de debreiere. Se dezasamblează cutia de viteze de cutia de transmisie.

4.3.1 Demontarea axului primar

Se demontează în ordine, însemnând mai înainte poziţia reciprocă a pieselor în vederea remontării; se desfac şuruburile manşonului de decuplare, îndepărtând în interiorul cutiei poctoava de poziţionare axială a rulmentului şi şaibele de reglaj al rulmentului. Se marchează faţa pe care se sprijină rulmentul, se extrage axul primar prin bătăi uşoare laterale şi tragere.

4.3.2. Demontarea axului secundar

Se desface piuliţa specială de la capătul arborelui, după ce am îndepărtat aripa şaibei de siguranţă şi se îndepărtează. Se scoate de pe ax pinionul de angrenare cu cutia de transmisie.

Se demontează capacul cu simeringul de etanşare. Se extrage carcasa cu rulmentul montat pe ea, cu ajutorul a două şuruburi M8 care împing în peretele cutiei de viteză.

Prin partea superioară a cutiei de viteză se scoate ansamblul axului secundar cu toate piesele fixate pe el. După care se scoate inelul de siguranţă de pe ax şi se îndepărtează pinioanele.

Cap. 5.Alegerea variantei constructive

(Cutia de viteze de la autoturismul Aro)

Cutia de viteze este ede tip mecanic cu manşoane de sincronizare fără priză directă, având patru trepte de viteze pentru mers înainte, toate sincronizate (1-2 sincron Renault şi 3-4 sincron Borg) şi o treaptă de viteă pentru mers înapoiComanda acestora se face prin levier central, la podea.

Carcasa cutiei de viteze este confecţionată din alij de aluminiu turnat sub presiune şi este compusă din două semicarcase reunite printrun plan longitudinal.

Această carcasă acoperă şi diferenztialul cu cplul conic.Fiecare cutie de viteze este identificată printr-un tip şi indice marcate pe carcasă

(tabel 5.1)Tab.5.1.

Tipurile cutiilor de viteză ale autoturismului Dacia 1300 şi caracteristicile acestoraTipul şi indicele

Cuplul conic

Cuplul Kilometraj

ului

Treapta de viteză

Nr. de dinţi la

pinioanele de

angrenare

Raportul de

transmitere

Viteza coresp. (km/h) pentru 1000

rot/min la motor

Pentru toate cele patru tipuri de cutii de viteză

352-00 8 31 6 13 I 13 47 3.61 7.59352-01 8 35 7 17 II 19 43 2.26 12.10352-02 9 34 6 13 III 25 37 1.48 18.10352-03 8 33 6 14 IV 31 32 1.03 26.55

Mers înapoi

13 40 3.07 8.90

Cutia de viteze şi diferenţialul în secţiune longitudinală,este compusă din:1- pinionul vitezei întâi de pe arborele primar; 2- pinionul vitezei a 2-a de pe arborele primar; 3- pinionul vitezei a 3-a de pe arborele primar; 4- pinionul vitezei a 4-a de pe arborele primar; 5- pinionul de mers înapoide pe arborele primar; 6- arborele primar; 7- rulmentul faţă al arborelui primar; 8- rulmentul spate al arborelui primar; 9- rondele de reglaj; 10- arborele secundar cu pinionul de atac; 11- pinionul vitezei întâia de pe arborele secundar; 12- pinionul vitezei a 2-a de pe arborele secundar; 13- pinionul vitezei a 3-a de pe arborele secundar; 14- pinionul vitezei a 4-a de pe arborele secundar; 15- manşoane sincron; 16- rulment cilindric; 17- rulment biconic; 18- rondelă de reglaj a rulmentului biconic; 19- arborele pentru mers înapoi; 20- pinionul de mers înapoi; 21- carcasa cutiei de viteze; 22- carcasa ambreiajului; 23- arborele ambreiajului; 24- coroana diferenţalului; 25- bucşă crenelată; 26- ştift de siguranţă; 27- arc cu bilă de zăvorâre a pinionului arborelui de mers înapoi; 28- pană pentru fixarea şaibelor crenelate; 29- inel de siguranţă; 30- şaibe crenelate; 31- capac comenzi cutie de viteza; 32- burdufuk de protecţie de le comanda vitezelor.

În figura 5.1. sunt prezentate piesele componente ale cutiei de viteze şi diferenţialului de la autoturismul Dacia 1300.

Arborele primar 6 este prevăzut cu cinci pinioane (1, 2, 3, 4 şi 5) solidare cu arborele şi se sprijină pe doi rulmenţi: unul în faţă 7 şi altul în spate 8.

Fig. 5.1.Cutia de viteza a autoturismului Dacia1300

Aceşti rulmenţi se reglează axial cu ajutorul unor rondele de reglaj 9, a căror grosime variază de la 2 la 4 mm, pentru faţă, şi de la 0,10 la 1 mm, pentru spate.

Arborele secundar 10 are patru pinioane (11, 12, 13 şi 14) montate liber pe arbore şi două sincroane 15, manşonul sincron al vitezelor II şi IV fiind în acelaşi timp şi pinion de mers înapoi.

Arborele secundar se sprijină în carcasa cutiei de viteze, prin intermediul unui rulment biconic 17, amplasat în spate, şi al unui rulmentcilindric 16, amplasat în faţă, lângă pinionul de atac. Rulmentul de la pinionul de atacnu se prezintă ca piesă de schimb, deoarece el este presat pe acest pinion.

Rulmenţii sunt reglaţi cu ajutorul rondelelor de reglaj 18, a căror grosime totală variază de la 3,50 la 4,10 mm. Jocul între manşonul sincron şi butucul sincron este de 0,20 mm.

Arborele de mers înapoi 19 este prevăzut cu un pinion 20, montat liber pe arbore.Comanda vitezelor se realizează prin trei furci solidarizate de axele lor prin

ştifturi. Axele sunt autoblocate, nepermiţînd cuplarea simultanăa două viteze. Ansamblul de furci şi axe este amplasat în semicarcasa care constitue capacul cutiei de viteze.

Transmiterea comenzilor se face prin intermediul unor tije.

Cutia de viteze a a automobilelor Wolkswagen (fig 5.2)este o cutie cu 2 arbori şi 4 trepte de mers înainte.Sunt organizate după soluţia totul spate.Cuplarea treptelor pentru mersul înainte se realizează cu ajutorul unor sincronizatoare,dintre care unul este dispus pe arborele primar,iar celălalt pe arborele secundar.

Fig.5.2.

1. –arbore ambreaj2. -arbore primar3. -arbore secundar4. şi 5-roţi solidare cu arborele primar6.şi 7-roţi libere ale arborele primar

8şi 9-roţi libere ale arborelui seundar 10 şi 11- -roţi solidare cu arborele seundar 12-sincronizator pentru treptele a III-a şi a IV-a 13-roată pentru trapta de mers inapoi

14- sincronizator pentru treptele I şi a II-a 15- pinionul conic al transmisiei principale

16-diferenţial

Cap. 7.Reglarea şi întretinerea subansamblului. Norme tehnice şi de

protectia muncii.

Întrucât ungerea angrenajelor şi a celorlalte piese componente ale cutiei de viteze-diferenţial se face prin "bălăcire", este necesar ca în permanenţă să existe în carterul cutiei de viteze-diferenţial o cantitate de 2 litri de ulei.

Umplerea cu ulei se face prin orificiul 1 dispus pe partea dreaptă a carterului, care serveşte şi la verificarea nivelului uleiului, iar golirea se realizează prin orificiul 2, ambele deschideri fiind, în situaţia de lucru , închise prin buşoane (vezi figura 7.1.).

fig.7.1.În perioda rodajului autoturismul nou, între 2000- 2500 km, se recomandă

înlocuirea uleiului din cutia de viteze, iar duoă terminarea rodajului, înlocuirea uleiului la fiacare 15000 km, de obicei toamna sau primăvara. De reţinut că verificarea nivelului uleiului în cutia de viteze - diferenţial se face la fiecare 5000 km.

Uleiul folosit pentru completarea sau schiimb trebuie să fie de tipul T80-EP 2-iarna, sau T90- EP 2- vara.

În perioda rodajului, se recomandă să se folosească treptele de viteze menţionate mai jos:

-viteza I-vitezaII-vitezaIII-vitezaIV

maxim 15 km/hmaxim 20 km/hmaxim 45 km/hmaxim 80 km/h

După terminarea perioadei de rodaj a autoturismului (în general după 3000 km), se vor folosi aceleaşi trepte, însă în cazuri deosebite vitezele recomandate pot fi depăşite cu circa 20 %, cu excepţia treptei a IV-a, care poate fi solicitată până la maxim 145 km/h -performanţa maşinii.

De reţinut că folosorea treptei de viteze sub cele arătate mai sus dăunează considerabil atât asupra angrenajelor cutiei de viteze şi diferenţialului, asupra funcţionării motorului cât şi asupra vieţii transmisiei principale (axe planetare).

Se verifică şi se strâng periodic şuruburile care fixează capacul manetei schimbător, placa de ghidare pentru comanda mersul înapoi, precum şi cele pentru fixarea cutiei de viteze etc.

Este interzisă cuplarea diferitelor trepte de viteze, fără a fi folosit mecanismul de ambreiaj.

Nu se va rula niciodată cu autoturismul având levierul de schimbarea vitezelor la punctul mort, îndeosebi la coborârea pantelor, deoarece rulmenţii din cutuia de viteze vor fi supra solicitaţi. S-a văzut că la cutia de viteze a autoturismului Dacia 1300, pinioanele de pe secundar se găsesc întotdeauna angrenate cu pinioanele de pe arborele primar. În situaţia în care maneta deschimbare a vitezelor se află la punctul mort, motorul funcţionează la turaţia de mers în gol (800 rot/min), turaţie ce se transmite la arborele primar. Dacă autoturismul la coborârea unei pante atinge de exemplu o viteză

relativ mare (peste 60 km/h), arborele secundar primeşte o turaţie corespunzătoare vitezei autoturismului, iar pinioanele de pe arborele secundar se rotesc la turaţia mai mică a arborelui primar, corespunzătoare regimului de mers în gol; ca rezultat, se creează o viteză relativ mare, care conducce la gripări sau la distrugerea inelelor distanţiere. Pentru evitarea unor asemenea neajunsuri, se recomandă să nu se decupleze niciodată transmisia la coborârea pantelor, în curbe sau la mersul normal.

În toate cazurile, când se efectuează cuplarea sau decuplarea transmisiei de la motor, este necesar să se lase sincroanele un timp mic cu scopul de a se aduce arborii şi pinioanele la aceaşi viteză pentru o cuplare silenţioasă şi pentru ca transmiterea cuplului să se facă fără şocuti, distrugeri de dinţi ai sincroanelor sau pinioanelor.

Pentru aceasta, se recomandă (mai ales conducătorilor începători) ca levierul de schimbare a vitezelor să fie manipult lent, corespunzător regimului de lucru al motorului (treaptasă fie corespunzătoare turaţiei motorului), fără a se marca timpul de trecere prin punctul mort.

Folosirea dublului ambreiaj este facultativă la cutiile de viteze sincronizate care echipează autoturismele Aro.