Proiect Cca1 - Cutie de Viteze
16
PROIECT la Construcţia şi calculul automobilelor – I Tema: Cutie de viteze pentru autocamion Anul universitar 2010-2011 Semestrul II FAC. DE INGINERIE MECANICA Cat. de Autovehicule şi Motoare
Transcript of Proiect Cca1 - Cutie de Viteze
PROIECT
la
Construcţia şi calculul automobilelor – I
Tema: Cutie de viteze pentru autocamion
Anul universitar 2010-2011
Semestrul II
FAC. DE INGINERIE MECANICA Cat. de Autovehicule şi Motoare
2
CUPRINS
1 Studiul de nivel al cutiilor de viteze ................................................ 3
1.1. Rolul cutiei de viteze ....................................................................... 3
1.2. Solutii constructive de cuplare a treptelor : .................................... 3
1.3. Intretinere cutii de viteze ................................................................ 4
1.4. Defecte si tehnologia de reconditionare a cutiei de viteze ............. 4
1.5. Analiza comparativa ........................................................................ 7
2 Materiale si tehnologi utilizate la constructia cutiei de viteze ........ 9
2.1 Arborii………………………………………………………………………………………….9
2.2 Roti dintate …………………………………………………………………………….…11
2.3 Sincronizatoare ………………………………………………………………….……..12
2.4 Lagarele cutiei de viteze …………………………………………..…………….…13
2.5 Carterul cutiei de viteze …………………………………………………………… 15
3
1 Studiul de nivel al cutiilor de viteze
1.1. Rolul cutiei de viteze
Cutia de viteze indeplineste urmatoarele functii:
- schimbarea raportului de transmitere
Este functia principala a unei cutii de viteze; se realizeaza astfel modificarea fortei
de tractiune in functie de variatia rezistentelor la inaintare;
- amplificator de cuplu
Pentru deplasarea automobilului cu viteze reduse ce nu pot fi asigurate in mod
direct de motorul convetional cu ardere interna care are turatia minima stabila relativ mare.
- inversor al sensului de mers
Cum sensul de rotatie al motorului este unic prin conceptie, cutia de viteze
contine elemente a caror dispunere permite cand este necesara inversarea sensului de rotatie a
arborelui de iesire;
- decuplarea motorului termic de rotile motoare (punct mort)
Deoarece prin conceptie ambreiajul nu poate fi decuplat decat temporar, pentru
situatiile in care este necesara functionarea motorului cu automobilul imobilizat (ex: aducerea
motorului in regim termic normal de functionare la pornirea la rece) lantul cinematic este
intrerupt prin aducerea elementelor mobile de cuplare (mansonul balador al mecanismelor de
cuplare) intr-o pozitie neutra.
Cerintele cutiei de viteze Principalele cerinte functionale ale cutiei de viteze:
– sa asigure automobilului performantele economice, dinamice, si de poluare optime pentru
caracteristica motorului cu care conlucreaza;
– actionare simpla, precisa si comoda;
– functionarea silentioasa;
– siguranta in functionare;
– fiabilitate sporita;
– sa prezinte o gama larga de utilizare;
1.2. Solutii constructive de cuplare a treptelor : Cuplarea treptelor la cutiile de viteze se poate obtine prin :
- Roti dintate cu deplasare axiala (culisante)
- Roti dintate permanente angrenate si mufe de cuplare
Mufele de cuplare pot fi simple
- cu dispozitiv de sincronizare(sincronizatoare)
- cu dispositive de tip roata libera
4
1.3. Intretinere cutii de viteze Intretinerea unei cutii de viteze cuprinde urmatoarele operatii:
-controlul fixarii pe carterul ambreiajului sau pe cadru
-verificarea strangerii piulitelor de flansa arborelui
-verificarea entanseitatii carterului prin observarea locurilor unde au loc pierderi de ulei
-control cu stetoscopul a zgomotelor
-controlul functionarii dispozitivelor de fixare si zavorare
-reglarea mecanismelor de actionare a treptelor
-gresarea articulatiilor mecanismului de actionare
-controlul si completarea nivelului lubrifiantului
-schimbarea lubrifiantului de carter
Ungerea cutiei de viteze se face cu ulei special pentru transmisie. Schimbarea uleiului
consta in golirea celui uzat si umplerea pana la nivel cu ulei proaspat cu ulei de tip
corespunzator. Golirea uleiului se face printr-un orificiu dispus la partea inferioara a carterului si
astupat cu un buson filetat.
Periodic se controleaza nivelul lubrifiantului in carter care trebuie sa fie pana la nivelul
orificiului de alimentare.
1.4. Defecte si tehnologia de reconditionare a cutiei de viteze In scopul stabilirii pieselor ultilizate si a celor apte de a fi reconditionate, organele
componente ale cutiei de viteze se verifica si se controleaza, iar rezultatele se inscriu in fise de
constatari si masuratori.
Carterul cutiei de viteze. Pot aparea urmatoarele defecte: fisuri ale carterului, uzura
locasului din fata pentru axul de mers inapoi, uzura locasului din spate pentru axul de
mersinapoi, deteriorarea filetului gaurilor pentru fixarea capacului cutiei de viteze, a capacelor
arborelui primar si arborelui intermediar si a capacului pentru vitezometru, deteriorare filetului
gaurilor pentru fixarea carterului reductorului, stirbiri ale bosajelor gaurilor filetate.
Fisurile carterului se constata prin examen vizual si control prin ciocanire. Daca fisurile sint mai
mici de 50 mm sau nu traverseaza mai mult de doua gauri, carterul se reconditioneaza prin
sudare oxiacetilenica si refacerea suprafetelor afectate de fisuri la forma si dimensiunile initiale.
Uzura locasurilor pentru axul de mers inapoi se masoara cu calibre-tampon: locasurile uzate se
alezeaza la cote majorate si se foloseste un ax de mers inapoi la cote majorate.
Filetul gaurilor deteriorat se reconditioneaza prin majorarea gaurilor si refiletarea la cota
majorata sau prin incarcarea cu sudura a gaurilor, gaurirea si refiletarea la cota nominala.
Locasurile rulmentilor arborilor cutiei de viteze uzate se reconditioneaza prin: alezare la o cota
majorata-bucsare (bucse montate cu stringere prin presare)-prelucrarea alezajului la cota
nominala: metalizare, urmata de prelucrarea la cota nominala.
Carterul cutiei de viteze se rebuteaza daca prezinta sparturi si rupturi de orice natura si pozitie,
fisuri care leaga doua alezaje pentru rulmenti, fisuri mai mari de 50 mm sau care traverseaza mai
mult de doua gauri.
Arborele primar. Pot aparea urmatoarele defecte:
-uzura suprafetei locasului pentru sprijinirea arborelui secundar
-uzura suprafetei de fixare a rulmentului din carterul cutiei de viteze, uzura in latime a
canelurilor pentru butucul discului ambreiajului, uzura fusului de ghidaj in arborele cotit, uzura
suprafetei de alunecare a inelului de etansare, stirbiri ale suprafetei de lucru a dintilor de
5
angrenare sau cuplare, incovoierea sau torsoinarea arborelui, uzura in grosime a dintilor de
angrenare, uzura in grosime sau la capete a dintilor de cuplare, fisuri de orice natura sau pozitie.
Uzura suprafetei locasului pentru spijinirea arborelui secundar se masoara cu un tampon
sau un micrometru de interior: defectul se elimina prin rectificare la cota majorata.
Reconditionare suprafetei se poate face si prin cromare, dupa care se rectifica la cota
nominala.
Uzura in latime a canelurilor pentru butucul arborelui ambreiajului se masoara cu un
sablon, iar daca scade sub o anumita latime, arborele se rebuteaza.
Uzura suprafetei de fixare a rulmentului din carterul cutie de viteze se masoara cu un
micrometru de exterior sau calibru potcoava: defectul se elimina prin cromare, metalizare cu
pulberi metalice sau metalizare cu sirma si rectificare la cota nominala.
Uzura fusului de ghidaj in arborele cotit se masoara cu un micrometru de exterior,
defectul se elimina prin cromare sau metalizare cu pulberi si rectificare la cota nominala.
Stirbirile suprafetei de lucru a dintilor de angrenare sau cuplare se examineaza vizual.
Suprafata se reconditioneaza prin polizarea marginilor stirbirilor, daca defectul nu
depaseste 25% din suprafata dintelui sic ind nu apare la doi dinti alaturati.
Arborele primar se rebuteaza in cazul urmatoarelor defecte:fisuri sau rupturi de orice
natura, rupturi ale dintilor, incovoierea sau torsionarea arborelui, uzura in grosime a dintilor de
angrenare sau de cuplare, peste o anumita valoare:uzura la capete a dintilor de cuplare, peste o
anumita limita:exfolierea canelurilor.
Arborele intermediar:
Pot aparea urmatoarele defecte:uzura fusului pentru rulmenti,uzura suprafetei de contact
cu roata dintata dubla:uzura suprafetei de contact cu roata dintata pentru treapta a III-a si roata
dintata a angrenajului permanent, uzura fusului pentru rulment:uzura alezajului pentru colivia
rulmentului cu role-ace, stirbiri ale suprafetei de lucru a dintilor, incovoierea sau torsionarea
arborelui, uzura in grosime a dintilor danturii, uzura in grosime a dintilor danturii, uzura in
grosime a dintilor danturii, uzura in grosime a dintilor danturii, fisuri de orice natura sau pozitie.
Uzura fisurilor pentru rulmenti se masoara cu un micrometru de exterior sau calibru
potcoava, defectul se elimina prin cromare si rectificare la cota nominala.
Uzura suprafetelor de contact cu rotile dintate se masoara cu micrometru de exterior sau
calibru potcoava, defectul se elimina prin cromare si rectificare la cota nominala,cind se folosesc
roti dintate cu diametru interior la cota nominala, sau prin cromare si rectificare la cota majorata,
cind se folosesc roti dintate la o treapta de reparatie.
Uzura in grosime a dintilor danturii rotilor se masoara cu un calibru special pentru
dantura. Daca cota peste trei dinti este sub limita admisa, arborele nu se reconditioneaza ci se
rebuteaza.
Fisurile de orice natura sau pozitie se controleaza prin feroflux. Daca apar fisuri, arborele
nu se reconditioneaza ci se rebuteaza.
Stirbirile suprafetei de lucru a dintilor se examineaza vizual. Arborele se reconditioneaza
prin polizarea marginilor stirbirilor daca nu depasesc 25% din suprafata dintelui si nu se produc
la doi dinti alaturati.
Arborele secundar :
Pot aparea urmatoarele defecte: uzura suprafetei de centrare a canelurilor pentru flansa
arborelui si suportul mufelor de cuplare a treptelor, uzura in grosime a canalurilor pentru
6
suportul mufelor de cuplare a treptelor, uzura suprafetelor de lucru a rulmentilor cu role-ace pe
care se sprijina rotile dintate, uzura fisurilor pentru rulmentii de sprijin, fisuri de orice natura,
incovoierea si torsionarea arborelui.
Uzura suprafetelor de centrare a canelurilor se masoara cu micrometrul de exterior sau cu
calibru potcoava. Daca dimensiunile sunt sub limita admisa, arborele nu se reconditioneaza ci se
rebuteaza.
Uzura in grosime a canalurilor se masoara cu micrometrul pentru dantura. Daca cota este
sub limita admisa, arborele nu se reconditioneaza ci se rubuteaza.
Uzura suprafetelor de lucru ale rulmentilor cu role-ace pe care se sprijina rotile dintate se
masoara cu un micrometru de exterior sau cu un calibru potcoava.Arborele se reconditioneaza
prin:cromare dura si rectificare la cota nominal, metalizare cu pulberi metalice si rectificarea la
trepte de reparatie:inlocuirea rolelor-ace initiale cu unele avand diametrul majorat si folosirea
unei roti dintate reconditionate.
Uzura fusurilor pentru rulmentii de sprijin se masoara cu un micrometru de exterior sau
cu un calibru potcoava.Arborele se reconditioneaza prin rectificare de uniformizare, cromare
dura si rectificare la cota nominala.
Fisurile de orice natura se controleaza prin feroflux.Arborele fisurat se rebuteaza.
Incovoierea arborilor se masoara cu un dispozitiv cu comparator.Bataia radiala la
prindere intre virfuri nu trbuie sa depaseasca o anumita valoare precisa.Arborele nu se
reconditoneaza.
Reconditionarea rotilor dintate.
Tinand cont de complexitatea problemelor ridicate de danturari, nu este indicat a se
reconditiona danturile rotilor dintate.Stirbirile mici se indeparteaza cu o masina portabila cu
piatra abraziva.Suprafetele laterale functionale se reconditioneaza prin cromare, urmata de
rectificare. Daca uzurile sunt mari, suprafetele se rectifica, iar diferenta de cota la montaj se
compenseaza prin saibe plane. Alezajele butucilor rotilor dintate se reconditioneaza prin
cromare, urmata de rectificare la cota nominala. La uzuri mari, se pot bucsa, prelucrandu-se,
apoi, la cota nominala.
Uzura alezajului pentru arborele secundar se masoara cu un micrometru de interior sau cu
un calibru tampon, defectul se elimina prin rectificarea alezajului la treapta de reparatie.
Uzura danturii de cuplare se poate manifesta prin: uzura in gosime a dintilor de cuplare,
uzura la capete a dintilor de cuplare, ambele defecte. Rotile dintate nu se reconditioneaza: se
rebuteaza daca cota peste trei dinti sau latimea danturii sunt sub limitele prescrise.
Stirbirile suprafetei de lucru a dintilor se indeparteaza prin polizarea marginilor stirbirilor
daca nu depasesc 25% din suprafata dintelui sau nu apar la doi dinti alaturati.
La uzura in grosime a dintilor danturii de angrenare, roata dintata nu se reconditioneaza:
se rebuteaza cand cota peste patru dinti este sub valoarea prescrisa.
Fisurile in orice pozitie se controleaza prin feroflux. Roata se rebuteaza cand in urma
controlului apar fisuri.
7
Verificarea cutiei de viteze.
La asamblarea cutuiei de viteze se verifica:
-pozitionarea rotilor pe arbori
-jocul axialal rotilor libere pe arbori
-jocul dintre inelele si de blocare ale sincronizatorului si carcasa
-marimea anumitor reglaje,prin utilizarea corecta a saibelor,a garniturilor si a inelelor care
asigura jocul functional narmal al rulmentilor
-jocul axial al arborilor, reglat la un anumit moment rezistent de rotatie libera
-jocul lateral al furcilor in pozitionarile reciproce ale danturilor arborilor.
Reglarea cutiei de viteze.
In general, la cutiile de viteze, se regleaza jocul axial al grupului sincronizatoare (cu
ajutorul saibelor si al inelelor compensatoare), rulmentii arborilor si pozitia arborilor.
1.5. Analiza comparativa Pentru a realiza analiza comparativa , am ales o cutie manuala si o cutie automata.
Cutia manuala
Avantaje
-consum de combustibil scazut
-cost de productie scazut, in comparatie cu
cea automata sau semiautomata
-frana de motor mai eficienta
-asigura exploatarea mai eficienta a
motorului
-asigura o sportivitate la stilul de condus al
masinii
Dezavantaje
-prezenta pedalei de ambreiaj si
folosirea acesteia in timpul condusului
-uzarea rapida a ambreiajului
8
Cutia automata
Avantaje
-absenta pedalei de ambreiaj si nefolosirea
acesteia in timpul condusului
-uzarea mai usoara a ambreiajului
-confort in timpul condusului
Dezavantaje
-consum de combustibil mai mare decat la
cutiile manual
-costuri de productie ridicate
-costuri de intretinere ridicate
-mai putin fiabile decat cele manual
9
2 Materiale si tehnologi utilizate la constructia cutiei de
viteze
2.1.ARBORII
Arborii cutiei de viteze se monteaza in carter tinand seama de particularitatile de
functionare ale fiecaruia. Lagarele pe care se sprijina arborii trebuie sa permita variatiile de
lungime ( sub influenta temperaturii) ,fara a duce la griparea axiala a acestora. Asamblarea
componentelor ce urmeaza a fi solidarizate cu arborii ( roti dintate , butuci ai sincronizatoarelor ,
etc) se realizeaza prin caneluri.
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. Centrarea pe
laturi se utilizeaza atunci cand momentul transmis actioneaza in ambele sensuri. Centrarea pe
diametrul exterior se recomanda atunci cand este necesara o exactitate ridicata , deoarece in acest
caz arborii se slefuiesc dupa tratamentul termic , iar bucsele canelate se horuiesc pe diametrul
interior.
Organizarea arborilor cutiei de viteze:
-Arborele primar.
In general arborele primar face corp comun cu pinionul angrenajului permanent si
serveste drept reazem arborelui secundar , asigurand legatura cinematica intre arborele cotit al
motorului si cutia de viteze prin intermediul ambreiajului.
Arborele primar primeste miscarea de la arborele cotit al motorului prin intermediul
ambreiajului. In cazul cutiilor de viteze pentru autoturisme de talie mica si medie , rotile
dintatesunt fixate pe arbore.Daca diametrele rotiilor si arborilor sunt compatibile cu tehnologia
de forjare , ele fac corp comun cu arborele , iar daca diametrele sunt foarte diferite , rotile dintate
sunt fixate prin fretare. In cazul cutiilor de viteze incarcate de momente de torsiune mari numa
rotile treptelor inferiare si mers inapoi , (caracterizate prin diametre mici) , fac corp comun cu
arborele , celelalte fiind montate liber.
-Arborele intermediar
Arborele intermediar al cutiilor de viteze poate fii intalnit in doua variante constructive:
-sub forma unui tren monobloc cu roti dintate , montat prin intermediul rulmentilor pe un ax
nerotitor , fixat in carter ,
- cu roti dintate fixe pe el si montat in carter prin intermediul rulmentilor.
Prima solutie se foloseste la automobilele usoare , cand distanta dintre axele arborilor
primar si intermediar este mai mica decat suma razelor exterioare ale rulmentilor de pe cei doi
arbori. In acest caz arborele este compus din blocul rotilor dintate, montat prin intermediul
rulmentilor cu role ace , pe ax. Fortele axiale care apar sunt preluate de carter prin intermediul
saibelor de bronz ,prevazute cu un umeras pentru a nu le permite rotatia. In general rotile dintate
ale treptelor inferioare ( cu diametru mic ) fac corp comun cu arborele , iar rotile dintate ale
treptelor superioare sunt executate separat si sunt montate pe arbore si solidarizate la rotatie de
acesta cu ajutorul penelor disc sau logitudinale.
10
-Arborele secundar
Arborele secundar al cutiilor de viteze cu trei arbori se sprijina cu partea anteriaora pe
arborele primar , iar cu partea posterioara in carterul cutiei de viteze.
Arborele secundar este prevazut cu caneluri pe care se deplaseaza rotile dintate , in cazul
obtinerii treptelor prin roti dintate cu deplasare axiala , sau pe care se monteaza mufe de cuplare ,
in cazul obtinerii treptelor prin roti dintate permanent angrenate. In general , arborele secundar
are caneluri drepte cu profil evolventa. In cazul in care rotile dintate cu deplasare axiala au
dantura inclinata , canelurile arborelui secundar se fac inclinate , iar pasul canelurilor trebuie sa
corespunda cu pasul dintilor. Pentru asigurarea unei ungeri corespunzatoare a rotilor montate
liber pe arborele secundar , acesta este prevazut cu o retea de canale prin care circula lubrifiantul
din carterul cutiei de viteze.
Prelucrarea mecanica a pieselor de tip arbore.
Operatiile de prelucrare mecanica se grupeaza dupa gradul de precizie in :
-operatii pregatitoare
-operatii de degrosare , finisare
-operatii finale
Operatii pregatitoare:
Prelucrarea suprafetelor frontale se poate realiza pe strung , in cazul arborilor mici si mijlocii .
Pentru fabricatie in serie se aplica frezarea simltana a capetelor pe masini specializate de frezat si
centruit.
In cazul arborilor de dimensiuni mari , prelucrarea suprafetelor frontale se face succesiv pe
masini de frezat longitudinale sau pe masini de alezat si frezat.
Gaurile de centrare constituie bazele tehnologice pentru operatiile ulterioare , astfel ca trebuie sa
indeplineasca urmatoarele conditii: ambele gauri sa aiba axa comuna , sa aiba conicitate precisa ,
sa aiba dimensiuni in corcondanta cu dimensiunile arborelui.
Operatii de degrosare finisare:
Operatiile de degrosare si finisare se realizeaza in special pe strunguri si masini de
rectificat. Prelucrarea prin strunjire a arborilor se poate executa pe majoritatea tipurilor de
strunguri : strunguri paralele , strunguri revolver , strunguri cu mai multe cutite .
Prelucrari finale:
Prelucrarile finale asigura in special imbunatatirea calitatii suprafetei , iar pentru
procedeele la care scula este condusa de masina are loc , si cresterea preciziei dimensionale sau
de forma si pozitie.
Cele mai utilizate metode de prelucrare finala a arborilor sunt:
-microrefticarea
-supranetezirea
11
-lepuirea
-netezirea
-durificarea prin deformare plastica la rece prin rulare
Materiale pentru arbori
Arborii cutiei de viteze sint executati, in general, din oteluri aliate. Pentru arborii
executati dintr-o bucata cu rotile dintate, se recomanda acelasi material ca si rotile dintate, iar
pentru ceilalti arbori, oteluri aliate cu un continut mediu de carbon, de tipul: 41 MoC 11X, 40 C
10,50 VC 11 etc.
2.2 Roti dintate
In constructia cutiilor de viteze se utilizeaa roti dintate cu dantura dreapta sau inclinata ,
cu profil in evolventa. Rotile dintate cu dinti drepti sunt simple si ieftine , dar au o functionalitate
zgomotoasa , si se uzeaza rapid , motive pentru care utilizarea lor este limitata la treapta pentru
mersul inapoi si uneori a primei trepte ( cand se utilizeaza solutia de cuplare prin roti cu
deplasare axiala).
In cazul angrenajelor permanente , sunt folosite rotile dintate cu dinti inclinati , care sunt mai
rezistente , permit micsorarea distantei dintre axe , functioneaza cu zgomot redus.
Prin utilizarea solutiei cu angrenaje permanente , se reduce , in oarecare masura ,
randamentul , datorita frecarilor suplimentare , si totodata se mareste si lungimea cutiei de viteze
prin introducerea unor elemente speciale de cuplare ( mufe si sincronizatoare).
Dezavantajul principal al angrenajelor cu roti dintate cu dinti inclinati consta in prezenta
fortelor axiale , care incarca in mod suplimentar lagarele arborilor pe care sunt montate rotile
respective.
Rotile dintate ale cutiilor de viteze pot fii executate impreuna cu arborii sau separat si
montate prin imbinari canelate sau cu pana disc.
Rotile dintate de pe arborele secundar sunt executate de obicei , impreuna cu butucul si
numai in unele cazuri sunt realizate sub forma de coroane dintate montate pe butuc. Pentru
asigurarea unei circulatii mai bune a lubrifiantului , rotile dintate sunt prevazute cu canale.
Procese tehnologice pentru prelucrarea rotilor dintate
12
Materiale
Rotile dintate se executa dintr-o gama foarte diversa de materiale :
-oteluri carbon
-oteluri mediu si inalt aliate
-fonte cenusii
-fonte maleabile
-fonte modificate
Semifabricatele se aleg in functie de dimensiunile de configuratia rotii:
-pentru D<50 mm se folosesc bare laminate , sau trase si semifabricate extrudate;
-pentru D>50 mm se folosesc semifabricate forjate , matritate sau turnate;
Rotile dintate cu diametre mari se realizeaza din doua parti:
-coroana dintata
-butucul rotii
Coroana se executa din oteluri ce poti fi tratate termic , iar butucul rotii se obtine prin
turnare sau prin sudare.
Asamblarea coroanei cu butucul se face prin fretare sau fixare cu suruburi.
2.3 Sincronizatoarele
Sincronizatoarele au rolul de a usura cuplarea diferitelor trepte de viteza astfel incat
schimbarea treptelor sa se realizeze fara zgomote si socuri.
Principiul este acela de a reduce turaria inelului de cuplare la aceeasi valoare cu a rotii
dintate care urmeaza sa fie cuplata. Uniformizarea se face prin frictiune.
Ansamblul sincronizator:
Roata dintata are doua danturi:
-dantura de angrenare
-dantura de cuplare
Dantura de angrenare , are rolul de a angrena cu roata dintata conjugata , iar dantura de
cuplare are rolul de a angrena cu inelul de cuplare.
Inelul de cuplare culiseaza peste corpul de cuplare cat si cu dantura de cuplare a rotii
dintate. Roata dintata nu este solidara cu arborele , ci se roteste liber pe o colivie cu ace.
Corpul de cuplare este montat pe arbore prin intermediul canelurilor.
Atunci cand inelul de cuplare culiseaza spre dantura de cuplare intalneste in calea sa inelul
sincronizator.
Acesta are o suprafata conica , care intra in frictiune cu zona conica a rotii dintate aducand-
o pe aceasta la dutaria arborelui si astfel usurand angrenarea dintre inelul de cuplare si dantura de
cuplare a rotii dintate.
In urma acestui proces roata dintata devine si ea solidara cu arborele astfel poate transmite
miscarea de rotatie.
Inelul de cuplare sta in pozitia neutra angrenand numai corpul de cuplare.Cand se doreste
cuplarea unei viteze inelul de cuplare este impins spre roata dintata a carei angrenare este
necesara. Impingerea este realizata de la maneta schimbatorului de viteze sau , la cutiile
automate , de catre actuator.
13
Este evident faptul ca atunci cand maneta este in pozitia neutral inseamna ca nici un inel de
cuplare nu este in angrenare cu dantura de cuplare a vreunei roti dintate si motorul poate
functiona fara sa transmita la rotile motoare miscare. La fel de evident este faptul ca la un
moment dat numai un singur angrenaj este selectat pentru a se obtine rularea autovehicolului
intr-o treapta de viteza.
2.4. LAGARELE CUTIEI DE VITEZE.
Lagarele cutiei de viteze sunt componentele prin intermediul carora arborii
mecanismului reductor se sprijina pe carter , pentru a le permite : fixarea si ghidarea , rotatia si
preluarea eforturilor in timpul functionarii. Principalele cerinte functionale sunt: -functionare
silentioasa -capacitate mare la un gabarit minim -durabilitate -reglaje minime in exploatare -sa permita variatiile de lungime ale arborilor
In constructia cutiilor de viteze sunt utilizate lagare de alunecare ( lagare fluide ) ,
si lagare de rostogolire ( rulmenti ) .
Lagarele de alunecare , fluide , pentru sprijinirea arborilor mecanismului reductor pe
carter sunt utilizate in costructia cutiilor de viteze , deoarece necesita o ungere din abundenta (
sub presiune ) , realizabila prin intermediul unei pompe de ulei. Avantajele acestui tip de lagar sunt : suporta sarcini radiale foarte mari la un gabarit
minim ( 0.001 fata de 0.0015 in cazul rulmentilor cu bile , sau 0.003...0.005 pentru rulmenti cu
role) Lagarele cu rostogolire ( rulmenti ) , sunt cele mai raspandite in constructia cutiilor
de viteze , deoarece se adapteaza perfect ungerii prin barbotare.
Materiale utilizate
Datorita solicitarilor la care sunt supusi rulmentii , materialul din care sunt confectionati
rulmentii sunt otelurile datorita caracteristicilor materialului: -durabilitate si solicitare la oboseala de contact ,ridicate -durabilitate la
temperatura ambianta si la temperaturi ridicate -coeficient de dilatare -tenacitate -rezistenta la coroziune -caracteristici de transformari metalurgice
Otelurile care satisfac cerintele pentru executarea inelelor si a corpurilor de
rostogolire sunt : Oteluri aliate cu crom pentru rulmenti
Pentru inelele de rulmenti si corpurile de rostogolire s-au selectionat oteluri cu continut ridicat
de carbon de aproximativ 1,00% si un continut de crom de 1.5% . In tab.1 este redata compozitia chimica pentru cele mai uzuale marci ale otelurilor de
rulmenti.
14
Oteluri de cementare
Desi otelurile de cementare se intalnesc mai rar in fabricatia de rulmenti, totusi pentru
anumite utilizari, acestea se folosesc cu bune rezultate in exploatare. Aceste oteluri se recomanda, in general, in executia rulmentilor de dimensiuni mari,
precum si acolo unde exploatarea rulmentilor se realizeaza in conditii de soc si vibratii. Rulmentii executati din oteluri de cementare sunt mai putin susceptibili la distrugeri
accidentale, datorita miezului ductil si moale.
15
Materiale pentru colivii de rulmenti
Coliviile de rulmenti sunt elemente importante ale constructiei rulmentilor. Functia principala a coliviei este de a impiedica contactul direct dintre corpurile de
rostogolire si de ghidare a acestora pe caile de rulare. La rulmentii cu inele demontabile, colivia are rol de retinere a elementelor de
rostogolire, astfel incat acestea nu pot cadea la montarea sau demontarea acestora. In functie de materialul utilizat, precum si de tehnologia de executie, coliviile pot fi:
- colivii presate din tabla de otel, cu continut scazut de carbon pentru ambutisare
extraadanca - colivii din alama, CuZn40PbT - colivii injectate din mase plastice, utilizate la rulmenti de dimensiuni medii
si mici; acestea se caracterizeaza prin: - densitate redusa; - elasticitate ridicata; - uzura redusa la miscarea de alunecare; - moment de inertie redus.
Cel mai utilizat material plastic este poliamida armata cu fibra de sticla si stabilizata termic,
iar temperatura de functionare a acestor colivii este de - 300C....+1200C. - colivii din textolit pentru rulmenti de precizie si turatii mari; - colivii din otel carbon, fonta nodulara sau alama prelucrate mecanic, destinate rulmentilor de dimensiuni mari.
2.5.CARTERUL CUTIEI DE VITEZE
Carterul mecanismului reductor reuneste elementele ansamblului cutie de viteze si le
mentine in pozitia de functionare.Protejeaza organele interne de mediul exterior si conserva
uleiul necesar ungerii si racirii elemntelor aflate in miscare. Permite fixarea ansamblului transmisiei pe carterul motorului. Carterul cutiei de
viteze va trebui sa indeplineasca urmatoarele cerinte:
-sa fie rigid si usor -etans -bine ventilat pentru a evita supraincalzirea interna la cresterea temperaturii de
functionare -sa evacueze rapid caldura in timpul functionarii
Desi carterul poate satisface diferite cerinte de fabricare , el poate fi necorespunzator din
punct de vedere al zgomotului in functionare. Acesta se datoreaza in general vibratiilor emise de
angrenaje in functionare , vibratii care pot fii amplificate prin efectul de „membrana” al unor
parti laterale ale carterului. Diminuarea zgomotului se poate face printr-o nervurare corespunzatoare
a peretiilor ansamblului.
Alegerea materialului depinde atat de aspectele functionare – incarcare , zgomot
, cat si de aspecte tehnologice – productia zilnica , procedee de turnare si tehnologia de
16
productie disponibila. De regula in constructia unui carter al cutiei de viteze , datorita dificultatilor de obtinere
a calitatilor suprafetelor la uzinare cu aceeasi viteza de aschiere si modificarii diferentiate a
formei si dimensiunilor la cresterea temperaturii , se utilizeaza un sigur tip de material. Carterele cutiilor de viteze ale autoturismelor si autoutilitarelor usoare se toarna din aliaje
de aluminiu. Compozitia chimica depinde de procedeul de turnare. Astfel se utilizeaza aliajul:
- AS10U4 la turnarea sub presiune a pieselor de serie mare; -AS9U4 la turnarea
statică în cochilă metalică a pieselor de
serie medie; -AS5U3 la turnarea în formă de nisip a pieselor prototip şi serie foarte mică.
Constructia carterului cutiei de viteze.
Carterul asamblat reprezinta o solutie specifica transmisiilor autoturismelor si
autoutilitarelor usoare. Uzinarea este mai complexa decat cazul carterului monobloc , deoarece
se are in vedere existenta unor suprafete suplimentare – cele de asamblare si cele de centrare a
elementelor componente. Este compus din mai multe elemente , care sunt uzinate impreuna
pentru a forma CARTERUL ASAMBLAT Carterul asamblat reprezinta o alta solutie ce poate fi obtinuta prin turnare sub
presiune a elementelor componente. Turnarea sub presiune confera pieselor finite :
-precizie mare -rigiditate satisficatoare
-masa redusa
