UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTIFACULTATEA DE TRANSPORTURI

CATEDRA AUTOVEHICULE RUTIERE

AUTOMOBILE PROIECT 2

CADRU DIDACTIC INDRUMATOR Student: Nitoi Stefan

As. Ing. Voloaca Stefan Grupa: 8402 B

BUCURESTI2008-2009

CUPRINS

Capitolul 1.Proiectarea schimbatorului de viteze................................................................3 1.1.Progresie geometrica........................................................................................3 1.2.Progresie armonica...........................................................................................4 1.3.Progresie aritmetica..........................................................................................6Capitolul 2.Determinarea performantelor de tractiune.......................................................7 2.1.Trasarea caracteristici de tractiune...................................................................7 2.2.Trasarea caracteristici dinamice.......................................................................8 2.3.Trasarea caracteristicilor acceleratiilor.............................................................9Capitolul 3.Studiul solutiilor constructive posibile pentru schimbatorul de viteze si alegerea justificata a unei solutii pentru schimbatorul de viteze proiectat....11 3.1.Destinatia schimbatorului de viteze..............................................................11 3.2.Conditiile impuse schimbatorului de viteze..................................................12 3.3.Caracterizarea schimbatorului de viteze.......................................................12 3.4.Clasificarea schimbatorului de viteze...........................................................13 3.5.Solutiile constructive de schimbatoare de viteze..........................................13Capitolul 4.Stabilirea schemei de organizare a schimbatorului de viteze si determinarea numarului de dinti pentru rotile dintate........................................................19 4.1.Rol, cerinte, clasificare, compunere..............................................................19 4.2.Organizarea cinematica a cutiei de viteze.....................................................20Capitolul 5.Calculul si proiectarea mecanismului reductor.............................................24Capitolul 6.Studiul solutiilor constructive pentru puntea din fata si alegerea justificata a solutiei pentru puntea care se proiecteaza...................................................31 6.1.Punti motoare fata.........................................................................................31 6.2.Soluti constructive pentru puntea mooare fata.............................................32 6.3.Particularitati constructive ale puntii McPherson.........................................32 6.4.Prezentarea solutiilor constructive pentru componentele puntii...................38 6.5.Alegerea justificata a solutiilor constructive ce se alege...............................49Capitolul 7.Studiul solutiilor constructive si alegerea suspensiei pentru automobilul ce se proiecteaza..............................................................................................50 7.1.Studiul elementelor elastice pentru puntea din fata....................................50 7.2.Studiul solutiilor constructive pentru amortizoarele puntii din fata............51 7.3.Alegerea justificata a solutiei constructive pentru puntea ce se proiecteaza...................................................................................................55Capitolul 8.Calculul puntii McPherson...........................................................................56 8.1.Unghiurile puntii........................................................................................56 8.2.Determinarea solicitarilor si fortelor care apar la puntea fata....................56 8.3.Calculul si proiectarea elementelor elastice...............................................59 8.4.Calculul si proiectarea barei stabilizatoare.................................................59

2

Capitolul 1Proiectarea schimbatorului de viteze

Datorita faptului ca autovehiculul este proiectat dupa o solutie organizatorica totul fata, se va proiecta o cutie de viteze cu doi arbori.

Predeterminarea valorii raportului de transmitere al transmisiei principale se face

din conditia ca automobilul impus prin tema sa atinga viteza maxima la deplasarea sa in treapta cea mai rapida a S.V., care este, in general, treapta de priza directa (la S.V. cu trei arbori) sau treapta similara acesteia, cu raport de transmitere apropiat de unitate (S.V. cu doi arbori).

In lucrarea ,,Proiect Automobile I’’ realizata in anul universitar 2007-2008, s-a realizat aceasta determinare, rezultand:

i0=3,5

Pentru determinarea raportului de transmitere al primei trepte a schimbatorului de viteza s-a folosit 3 criterii, plecand de la cerintele schimbatorului de viteza din punct de vedere al performantelor de tractiune. Aceste criterii sunt:

- criteriul pantei maxime;- criteriul vitezei minime de deplasare;- capacitatea maxima de demarare.

Deoarece in lucrarea ,,Proiect Automobile I’’ s-a calculat si valoarea raportului de transmitere al treptei I a S.V., in calculele ce se vor efectua se adopta valoarea:

is1=3,95

Etajarea schimbatorului de viteze

In continuare vom calcula rapoartele de transmitere ale schimbatorului de viteze in treptele 2 si 3. Pentru teapta de supraviteza se a alege un raport de transmitere care sa apartina intervalului [0,7÷0,8]: is5=0,83 Deoarece vom construe o cutie de viteze cu 2 arbori si 5 trepte de viteza, vom alege raportul de transmitere al treptei de prize directa direcat din intervalul [0,93÷0,97]:

isn=0,98

1.1 Progresie geometrica

N-numarul de trepre j-1…N is1-raportul de transmitere in prima treapta isn-raportul de transmitere intreapta de prize directa

is2=2,48;

is3=1,55;

3

 n [] [km/h] [km/h] [km/h] [km/h] [km/h]0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

800 3,95 8,719453 2,48 13,88784 1,55 22,22054 0,98 35,14473 0,83 41,496191200 3,95 13,07918 2,48 20,83176 1,55 33,33081 0,98 52,7171 0,83 62,244291600 3,95 17,43891 2,48 27,77568 1,55 44,44108 0,98 70,28947 0,83 82,992382000 3,95 21,79863 2,48 34,7196 1,55 55,55135 0,98 87,86184 0,83 103,74052400 3,95 26,15836 2,48 41,66352 1,55 66,66162 0,98 105,4342 0,83 124,48862800 3,95 30,51809 2,48 48,60743 1,55 77,7719 0,98 123,0066 0,83 145,23673200 3,95 34,87781 2,48 55,55135 1,55 88,88217 0,98 140,5789 0,83 165,98483600 3,95 39,23754 2,48 62,49527 1,55 99,99244 0,98 158,1513 0,83 186,73294000 3,95 43,59727 2,48 69,43919 1,55 111,1027 0,98 175,7237 0,83 207,481

Progresie geometrica

0

50

100

150

200

250

0 1000 2000 3000 4000 5000

n [rpm]

V [k

m/h

]

V1

V2

V3

V4

V5

n optim

n max

1.2 Progresie armonica

is2=1,96

is3=1,17

4

 n [ ] [km/h] [km/h] [km/h] [km/h] [km/h]

0 3,95 8,719453 1,96 17,57237 1,3 26,49372 0,98 35,14473 0,83 41,49619800 3,95 13,07918 1,96 26,35855 1,3 39,74058 0,98 52,7171 0,83 62,244291200 3,95 17,43891 1,96 35,14473 1,3 52,98745 0,98 70,28947 0,83 82,992381600 3,95 21,79863 1,96 43,93092 1,3 66,23431 0,98 87,86184 0,83 103,74052000 3,95 26,15836 1,96 52,7171 1,3 79,48117 0,98 105,4342 0,83 124,48862400 3,95 30,51809 1,96 61,50328 1,3 92,72803 0,98 123,0066 0,83 145,23672800 3,95 34,87781 1,96 70,28947 1,3 105,9749 0,98 140,5789 0,83 165,98483200 3,95 39,23754 1,96 79,07565 1,3 119,2218 0,98 158,1513 0,83 186,73293600 3,95 43,59727 1,96 87,86184 1,3 132,4686 0,98 175,7237 0,83 207,4814000 3,95 8,719453 1,96 17,57237 1,3 26,49372 0,98 35,14473 0,83 41,49619

Progresie armonica

0

50

100

150

200

250

0 1000 2000 3000 4000 5000

n [rpm]

V [k

m/h

]

V1

V2

V3

V4

V5

n optim

nmax

1.3 Progresie aritmetica

5

is2=2,96

is3=1,97

 n [ ] [km/h] [km/h] [km/h] [km/h] [km/h]

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0800 3,95 8,719453 2,96 11,63576 1,97 17,48317 0,98 35,14473 0,83 41,496191200 3,95 13,07918 2,96 17,45363 1,97 26,22475 0,98 52,7171 0,83 62,244291600 3,95 17,43891 2,96 23,27151 1,97 34,96633 0,98 70,28947 0,83 82,992382000 3,95 21,79863 2,96 29,08939 1,97 43,70792 0,98 87,86184 0,83 103,74052400 3,95 26,15836 2,96 34,90727 1,97 52,4495 0,98 105,4342 0,83 124,48862800 3,95 30,51809 2,96 40,72515 1,97 61,19109 0,98 123,0066 0,83 145,23673200 3,95 34,87781 2,96 46,54303 1,97 69,93267 0,98 140,5789 0,83 165,98483600 3,95 39,23754 2,96 52,3609 1,97 78,67425 0,98 158,1513 0,83 186,73294000 3,95 43,59727 2,96 58,17878 1,97 87,41584 0,98 175,7237 0,83 207,481

Progresie aritmetica

0

50

100

150

200

250

0 1000 2000 3000 4000 5000

n [rpm]

V [k

m/h

]

V1

V2

V3

V4

V5

n optim

n max

Capitolul 2Determinarea performatelor de tractiune

6

2.1 Trasarea caracteristicii de tractiune

Tabel 2.1 Valori nominale pentru aflarea caracteristicilor de tractiune      n P M800 28,54896 34,09816 593,7472 460,5161 359,1446 280,9438 217,22461200 43,37784 34,53961 601,4341 466,4781 363,7943 284,581 220,03691600 58,21728 34,76663 605,3871 469,5442 366,1854 286,4515 221,48312000 72,798 34,77924 605,6067 469,7145 366,3182 286,5554 221,56342400 86,85072 35,57744 619,5057 480,4946 374,7254 293,132 226,64842800 107,5628 36,70582 639,154 495,7341 386,6102 302,429 233,83683200 120,3418 35,9333 625,7022 485,3007 378,4735 296,064 228,91543600 128,8861 34,20852 595,6688 462,0066 360,307 281,8531 217,92764000 132 31,5315 549,0542 425,8518 332,1108 259,7964 200,8735

Caracteristica de tractiune

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 50 100 150 200 250

V [km/h]

Ft

[daN

]

F1

F2

F3

F4

F5

2.2 Trasarea caracteristicii dinamice

7

Tabel 2.2 Valori nominale pentru aflarea caracteristicilor dinamice.

Ra1 Ra2 Ra3 Ra4 Ra5 D1 D2 D3 D4 D50,9248 1,537 2,527 4,130 6,909 0,031 0,0243 0,0188 0,0146 0,0112,0809 3,459 5,687 9,294 15,54 0,031 0,0245 0,0189 0,0145 0,0103,6994 6,149 10,11 16,52 27,63 0,031 0,0245 0,0188 0,0142 0,0105,7804 9,608 15,79 25,81 43,18 0,031 0,0243 0,0185 0,0138 0,0098,3238 13,83 22,75 37,17 62,18 0,032 0,0247 0,0186 0,0135 0,00811,329 18,83 30,96 50,60 84,64 0,033 0,0252 0,0188 0,0133 0,00714,797 24,59 40,44 66,09 110,5 0,032 0,0243 0,0179 0,0121 0,00618,728 31,13 51,18 83,65 139,9 0,030 0,0228 0,0163 0,0104 0,00423,121 38,43 63,19 103,2 172,7 0,027 0,0205 0,0142 0,0082 0,001

Caracteristica dinamica

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 50 100 150 200 250

V [km/h]

[-]

D1

D2

D3

D4

D5

2.3 Trasarea caracteristicii acceleratiilor

=0,025÷0,040 coeficient legat de influenta roilor

=0,032

=0,0185÷0,0265

=0,0225

8

Tabel 2.3 Valori nominale pentru aflarea caracteristicii acceletatiilor.S1 S2 S3 S4 S5 a1 a2 a3 a4 a51,126 1,088 1,066 1,053 1,044 5,6083 3,2056 1,5903 0,5576 0,278331,126 1,088 1,066 1,053 1,044 5,6941 3,2586 1,6166 0,5558 0,263021,126 1,088 1,066 1,053 1,044 5,7765 3,3081 1,6378 0,5432 0,233031,126 1,088 1,066 1,053 1,044 5,8951 3,3801 1,6702 0,5304 0,197351,126 1,088 1,066 1,053 1,044 6,0300 3,4615 1,7058 0,5121 0,151391,126 1,088 1,066 1,053 1,044 6,0714 3,4810 1,6989 0,4592 0,070391,126 1,088 1,066 1,053 1,044 5,9539 3,3961 1,6224 0,3543 01,126 1,088 1,066 1,053 1,044 5,6080 3,1617 1,4475 0,1790 01,126 1,088 1,066 1,053 1,044 5,0732 2,8034 1,1907 0,0324 0

Caracteristica acceleratiilor

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200 250

V [km/h]

a [m

/s ]

a1

a2

a3

a4

a5

9

Capitolul 3Studiul solutiilor constructive posibile pentru

schimbatorul de viteze si alegerea justificata a unei solutii pentru schimbatorul de viteze proiectat

3.1 Destinatia schimbatorului de viteze Schimbatorul de viteze face parte din transmisia automobilului avand drept scop:

- sa permita modificarea otei de tractiune in functie de variatia rezistentelor la inaintare;- sa pemita deplasarea automobilului cu viteze reduse ce nu po fi asigurate de catre

motorul cu ardere interna, care are turatie minima stabile relative mare;- sa permita mersul inapoi fara a inverse sensul de rotatie al motorului;- sa realizeze intreruperea indelungata a legaturii intre motor si restul transmisiei in

cazul in care automobilul sta pe loc, cu motorul in functiune; Dupa cum este cunoscut motoarele cu ardere interna cu piston prezinta particularitatea ca puterea care o dezvolta nu poate fi folosita practice decat intre doua turatii extreme,mai mult sau mai putin appropriate, insa bine determinate pentru fiecare caz in parte. Ar fi avantajos ca motorul sa functioneze in permanenta la un regim apropat de cel al puterii maxime,la care si consumul de combustibil este redus. In cazul unei asemena functionary momentul motor ar fi constant. In schimb momentul rezistent care se opune inaintarii automobilului variaza continuu, avand valori mari la pornirea din loc si la urcarea pantelor si valori scazute la deplasarea pe drumuri orizontale bune cu viteze constante,la coborarea pantelor etc. Necesitatea utilizarii schimbatorului de viteze rezulta si din analiza bilantului de puteri la rotile automobilului . In timpul deplasarii automobilului bilantul de poteri la rotile motoare ste dat de relatia:

, In care: este randamentul transmisiei; P este puterea la arborele motorului; este puterea rezistenta la rotile motoare. Daca se exprima puterea in functie de moment si turatie se obtine:

10

In care M este momentul motor, in daN*m; - momentul rezistent, in daN*m; - viteza unghiulara a arborelui motor, in ;

- viteza unghiulara a rotilor motoare, in ; n – turatia motorului , in rot/min;

- turatia rotilor motoare in rot/min.

Pentru mentinerea aceste eglitati, in cazul in care turatia n si momentul M se mentin

constante, la cresterea momentului rezistent , trebuie micsorat raportul ; iar la scaderea

lui trebuie marit raportul . Schimbarea acestui raport se realizeaza cu aajutorul

schimbatorului de viteze.

Conditiile de mers impun ca acest raport sa varieze continuu, astfel ca la o variatie

cat mai mica a lui sa corespunda o variatie inversa a raportului. Aceasta ar insemna ca ideal ar fi sa se dispuna un schimbator de viteze cu un numar infinit de rapoarte de transmitere. In prezent, in majoritatea cazurilor, se utilizeaza un schimbator de viteze cu un numar limitat de trepte, din cauza complicatiilor constructive.

3.2 Conditiile impuse schimbatorului de viteze Schimbatorul de viteze trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: sa asigure automobilului cele mai bune calitati dinamice si economice la o caracteristicxa exterioara a motorului; actionare simpla si comoda; functionare silentioasa; constructie simpla; siguranta in functionare; fiabilitate ridicata; greutate mica; gabarit redus; intretinere usoara. Calitatile dinamice si economice ale automobilului depind de alegerea corecta a numarului de trepe si a rapoartelor de transmitere ale schimbatoarelor de viteze. Marirea numarului de trepte da posibilitatea motorului sa lucreze in regimuri mai apropiate de cele optime de putere si economicitate. Trebuie subliniat insa ca odata cu cresterea numarului de trepete se complica constructia schimbatorului de viteze, greutate se mareste si gabaritul creste. In afara de acestea, cu crestera numarului de trepte la majoritatea schimbatoarelor de viteze se mareste timpul in decursul caruia are loc intreruperea fluxului de putere la rotile motoare, ceea ce intr-o serie de cazuri in locul ridicarii calitatilor dinamice si eonomice, acestea se inrautatesc. Actionarea simpla si comoda este legata de schema constructiva a scimbatorului, de modul de schimbare a treptelor si de constructia mecanismului de actionare. Functionarea silentioasa a schimbatoarelor de viteze depinde in mare masura de tipul pinioanelor care se utilizeaza. Fiabilitatea ridicata se asigura printr-o dimensionare corecta a pieselor componenete ale S.V. si prin alegerea materialului si a tratamentului termic corespunzator.

3.3 Caracterizarea schimbatoarelor de viteze- dupa numarul mecanismelor reductoare - monoreductoare - multireductoare- dupa pozitia arborilor in ipul functionarii - axe fixe

11

- coplanare - necoplanare- dupa numarul de trepte - 4…7 la autoturisme - 8…16 la camioane - 16… speciale Tipuri de cuplare:- cu roti dintate cu deplasare axiala (la mers inapoi)- cu roti dintate cu angrenare permanenta si mufe de cuplare- cu roti dintate cu angrenare permanenta si dispozitiv de sincronizare- cu roti dintate cu mufe unisens- cu roti dintate cu mufe unisens si ambreiaj multdisc

3.4 Clasificarea schimbatoarelor de viteze 3.4.1Dupa modul de variatie al raportului de transmitere, schimbatoarele de viteza pot fi:

- cu trepte (etaje) -cu axe fixe -planetare- fara trepte- combinate

3.4.2Dupa numarul treptelor de viteze- schimbatoare de viteza fara trepte -mecanice -hidraulice -elastice- schimbatoare de viteza combinate cu actionare: -directa -semiautomata -automata

3.5 Solutii constructive de schimbatoare de viteze utilizate la autoturisme: 3.5.1. Schimbatoare de viteza cu 3 trepte- se utilizeaza in general in America pe autoturismele care nu sunt prevazute cu transmisie continua, deoarece autoturismele aceste dispun de o rezerva de putere mare- in general sunt schimbatoare de viteza cu trei arbori deoarece la acestia se poate realiza si priza directa- se clasifica in doua categori dupa schita de organizare generala:

a) Schimbatoarele de viteze la autoturisme cu solutia totul fata b) Schimbatoarele de la autoturisme cu saolutia clasica

3.5.2. Schimbatoare de viteza cu 4 trepteSe utilizeaza atat pentru autoturismele organiza te dupa solutia „totul fata” cat si la autoturismele organizate dupa solutia “totul spate”. In general la aceste auttrisme se utilizeaza schimbatoare de viteze cu doi arbori. La aceste modele cuplarea treptelor se realizeaza cu ajutorul sincronizatoarelor.dintre care unul ste dipus pe arboreal primar,iar celelalte pe arborel secundar. Un exemplu de schimbator de viteze cu 4 trepte este cel al autoturismlui Dacia 1300 care are 4 trepte pentru mersul inainte,sincronizate. Ambele sincronizatoare sunt dispuse pe arboreal secundar.

12

Arboreal primar este cuplat cu arboreal ambreiajului printr-un manson. Deoarece nu este realizata constructive coaxilitatea arborelui primar cu arboreal secundar,priza directa lipseste.

Schimbatorul de viteze cu 5 trepteSe utilizeaza pe un numar foarte mare de autoturisme organizate dupa solutia „totul

fata”.

Modele constructive de chimbatoare de viteze Schimbaoare de viteze utilizate la autoturismele organizate dupa solutia clasica.

Fig 3.1 Schimbatorul de viteze al autoturismului M-21 Volga

13

Fig 3.2 Schimbatorul de viteze al autoturismului Opel Olympia

Fig 3.3 Schimbatorul de viteze al autoturismulu Cadilac

14

Fig 3.4 Schimbatorul de viteze al autoturismulu Cytroen

Fig 3.5 Schimbatorul de viteze al autoturismulu Astin-Mini

15

1-pinion prin care momentul este transmis schimbatorului de viteze; 2,4,6 si 8-blocul rotilor dintate de pe arboreale intermediar; 3,5,7 si 9-roti dintate de pe arboreal secundar; 10-arbore intermediar; 11-arbore secundar; 12- sincronizator treapta a II-a si a III-a; 13-sincronizator treapta I-a;; 14 si 15-transmisie principala; 16-diferential; 17-arbori planetari; 18-arbore primar.

Schimbatoare de viteza cu 4 trepte

Fig 3.6. Schimbator de viteze Peugeot 504

16

Fig 3.7. Schimbator de viteze Fiat 124-S

Schimbatorul de viteze cu 5 trepte

17

Fig 3.8.Schimbatorul de viteze al autoturismului Volswagen

Capitolul 4Stabilirea schemei de organizare a schimbatorului

18

de viteze si determinarea numarului de dinti pentru rotile dintate

4.1. Rol, cerinte, clasificare, compunere.4.1.1 Rolul cutiei de viteze este de a asigura prin modificarea raportului de transmitere al

transmisiei varierea fortei de tractiune si a vitezei de deplasare in limitele impuse de conditiile de deplasare.

In plus cutia de viteze asigura mersul inapoi al autovehicului fara inversarea sensului de rotatie al motorului si intreruperea legaturii motorului de restul transmisiei cand ambreiajul este cuplat.

4.1.2 In scopul asigurarii unai bune adaptabilitati a automobilului conditiilor concrete in care are loc deplasarea, cutia de viteze trebuie sa raspunda la o serie de cerinte printre care:

-sa aiba posibilitatea realizarii unui numar cat mai mare de rapoarte de transmitere iar marimea lor sa fie determinata incat sa se asigure o utilizare rationala a puterii in conditiile unor performante dinamice si de economicitate ridicate.

-constructia sa fie simpla, robusta, usoara, sa aiba un randament mecanic ridicat si functionare silentioasa.

-in exploatare sa prezinte siguranta si intretinere usoara iar manevrarea sa se faca cat mai comod.

4.1.3 Din punct de vedere constructiv, la o cutie de viteze se deosebesc: -mecanismul reductor ca parte ce realizeaza efectiv modificarea raportului de transmitere

si sistemul de actionare prin intermediul caruia se comanda modificarea raportului de transmitere.

Dupa modul de modificare a raportului de transmitere cutiile de viteze pot fi cu variatie in trepte, cu variatie continua sau combinate.

Dupa principiul de functionare cutiile de viteze pot fi mecanice, hidraulice, sau electrice.Dupa modul de actionare deosebim cutii de viteze cu actionare manuala, semiautomate si

automate.4.1.4 Cutia de viteze, indiferent de numarul treptelor,se compune din:

Mecanismul reductor sau cutia de viteza propriu-zisaMecanismul reductor are rolul de a transmite momentul motor si de a modifica raportul de

transmitere.La mecanismul reductor al cutiilor de viteze mecanice în trepte, raportul de transmitere se

poate realiza prin participarea:- unui singur angrenaj de roţi dinţate cu axe fixe, cum este cazul cutiilor de viteze cu doi

arbori;- a două angrenaje de roţi dinţate cu axe fixe, ca în cazul cutiilor de viteză cu trei arbori;- a trei angrenaje de roţi dinţate, dintre care două cu axe fixe (organizate similar cutiei de

viteze cu trei arbori) şi unul cu axe mobile (reductor planetar) ca în situaţia cutiilor de viteze cu multiplicator planetar.

Pentru realizarea treptei de mers înapoi, faţă de treapta de mers înainte, unul din lanţurile cinematice ale mecanismului reductor se realizează cu trei roţi dinţate. Roata intermediară, montată pe un ax suplimentar ce angrenează simultan cu roata condusă şi cea conducătoare nu intervine asupra raportului de transmitere, dar impune pentru acestea un sens identic de rotaţie.

Luând ca elemente de bază arborii faţă de care sunt dispuse angrenajele mecanismului reductor, cele mai frecvente soluţii de organizare cinematică, funcţie de numărul acestora, sunt:

- mecanismul reductor cu doi arbori: primar şi secundar;- mecanismul reductor cu trei arbori, dispus longitudinal: primar, intermediar şi secundar.

19

Mecanismul de cuplareFuncţionarea cutiei de viteze într-o anumită treaptă se obţine prin solidarizarea la rotaţie a

roţii libere cu arborele de susţinere. Pentru solidarizare se utilizează mecanisme de cuplare a treptelor care după complexitatea construcţiei lor se clasifică în:

- mecanisme de cuplare simple(fără sincronizatoare)-balador unic-craboţi-mufe de cuplare

- sincronizatoare fără blocare-sincronizator simplu(cu presiune constantă)-sincronizator Porche (cu sevoefect)

- sincronizatoare cu blocare-sincronizatorul Renault-sincronizatorul Borg Warner-sincronizatorul New Process(cu bolţuri de blocare)-sincronizatorul ZF

Mecanism de acţionareComanda cuplării, selectarea treptei şi menţinerea treptei cuplate se face prin mecanismul

de acţionare.

4.2. Organizarea cinematica a cutiei de viteze Cutiile de viteze utilizate frecvent sunt cu doi sau cu trei arbori. Cutiile de viteze cu doi

arbori, deoarece intrarea si iesirea fluxului de putere se face pe aceiasi parte, sunt utilizate la autoturisme organizate dupa solutia "totul fata" sau "totul spate". In cazul rapoartelor mari de transmitere in prima treapta, cand se obtine o distanta mare intre axe determinand dimensiuni mari de gabarit pentru carterul cutiei de viteze si a automobilelor organizate dupa solutia motor fata punte motoare spate, se folosesc cutii de viteze cu trei arbori.

Organizarea generala a cutiei de viteze cu doi arboriCutiile de viteze cu doi arbori se întâlnesc frecvent la autoturismele şi autoutilitarele

uşoare derivate din acestea cu motoare dispuse transversal sau longitudinal. Cutiile de viteze cu doi arbori dispun frecvent de 5 sau 6 trepte de viteză.

Într-o astfel de organizare cutia de viteze cuprinde:-arborele primar sau arborele de intrare ce primeşte mişcarea de la

arborele cotit al motorului prin intermediul ambreiajului şi include sau susţinepinioanele conducătoare ale angrenajelor;

-arborele secundar sau arborele de ieşire ce susţine sau include roţileconduse ale angrenajelor şi trasmite mişcarea direct sau indirect către puntea motoare.

Caracteristicile cutiei de viteze cu doi arbori sunt:-intrarea şi ieşirea se face la o anumită distanţă (distanţa între axele angrenajelor) de

aceeaşi parte, în cazul soluţiilor de organizare a transmisiei de tip totul faţă (totul spate), când în acelaşi carter cu cutia de viteze se găsesc înglobate transmisia principală şi diferenţialul, sau în părţi opuse în cazul soluţiei clasice motor faţă, punte motoare spate, soluţie specifică autoutilitarelor uşoare, derivate din autoturisme.

-la transferul fluxului de putere participă un singur angrenaj de roţi dinţate. -un randament superior în toate treptele, exceptând priza directă.-o gamă de rapoarte mai restrânsă pentru o aceeaşi distanţă între axe.-în majoritatea cazurilor treapta de mers înapoi este nesincronizată.Schema cinematică şi de funcţionare a unei cutii de viteze cu cinci trepte

de viteză (tabelul 4.2.1) pentru mersul înainte şi cu una pentru mers înapoi este prezentată în figura 4.2.1.

20

Figura 4.2.1 Schema cinematica a cutiei de viteze cu doi arbori

Tabelul 4.2.1 Schema de functionare pentru cutia de viteze cu doi arboriTreapta Arbori si roti Mecanism

cuplareap ai1 2 3 4 5 6 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’

I x x S1II x x S1III x x S2IV x x S2V x x S3R x x B

Pe arborele primar "ap" se găsesc între lagăre roţile fixe 1, 2, 3, 4 şi în consolă roata liberă 5; roţile 1, 2, 3, 4 şi 5 se află permanent în angrenare cu roţile 1', 2', 3', 4', montate libere şi 5' montată fix pe arborele secundar "as".

În vecinătatea roţilor libere se găsesc mecanismele de cuplare cu sincronizare s1, s2, şi s3, ce servesc la solidarizarea acestora cu arborii pentru obţinerea treptelor de mers înainte.

Funcţionarea cutiei de viteze pentru mers înainte într-o treaptă oarecare are loc astfel: de la ambreiaj fluxul de putere se transmite arborelui primar "ap", roţii dinţate conducătoare r, roţii dinţate conduse r' şi arborelui secundar "as".

Legătura între roata liberă şi arborele pe care acesta se sprijină se face prin dantura de cuplare a sincronizatorului s la deplasarea manşonului acestuia din poziţia neutră.

Roţile dinţate 6, fixă pe arbore primar şi 6', solidară cu manşonul de cuplare al sincronizatorului s2 servesc la obţinerea treptei de mers înapoi. Cuplarea treptei de mers înapoi, posibilă numai în poziţia neutră a sincronizatoarelor s1, s2, şi s3 se face prin deplasarea roţii baladoare intermediare rb, în poziţia în care angrenează simultan cu celelalte roţi dinţate 6 şi 6'. Aflarea în angrenare a celor trei roţi determină inversarea sensului de mişcare la arborele secundar faţă de cazul cuplării treptelor de mers înainte.

Functionarea cutiei de viteze in treapa I se face, prin deplasarea axiala a mecanismului de cuplare "s1" spre stanga (fig 2.2), prin parcurgerea urmatorului lant cinematic: ap-1-1'-s1-as, iar prin deplasarea mecanismului de cuplare "s1" spre dreapta , dupa aducerea in prealabil a acestuia in pozitia de punct mort, se realizeaza treapta II (fig2.3), prin parcurgerea urmatorului lant cinematic : ap-2-2'-s1-as;

21

Figura 4.2.2 Functionarea in treapta I Figura 4.2.3 Functionarea in treapta II

Functionarea in treapta III se face prin deplasarea axiala a mecanismului de cuplare "s2" spre stanga prin lantul cinematic: ap-3-3'-s2-as (fig 2.4) realizandu-se o solidarizare a rotii dintate 3 cu arborele secundar "as", iar in treapta IV prin aducerea mecanismului de cuplare s2 in pozitia de punct mort si deplasarea acestuia spre dreapta prin lantul cinematic: ap-4-4'-s2-as (fig 2.5).

Figura 4.2.4 Functionarea in treapta III Figura 4.2.5: Functionarea in treapta IV

Cuplarea treptei V, se face prin deplasarea mecanismului de cuplare "s3" spre stanga, prin lantul cinematic: ap-5-5'-s3-as (fig 2.6), iar a treptei de mers inapoi prin aducerea in pozitia de punc mort a mecanismelor de cuplare s1, s2, s3 si deplasarea axiala a rotii baladoare B spre stanga, realizandu-se urmatorul lant cinematic: ap-6-B-s2-as (fig 2.7).

Aflarea în angrenare a celor trei roţi determină inversarea sensului de mişcare la arborele secundar faţă de cazul cuplării treptelor de mers înainte.

22

Figura 4.2.6 Functionarea in treapta V Figura 4.2.7 Functionarea in treapta de mers inapoi

Capitolul 5

23

Calculul si proiectarea mecanismului reductor

MathCad

24