Mitsubishi: техническое обслуживание автомобилей - часть 11

4.1.  ОСНОВНЫЕ  ЭЛЕМЕНТЫ  ПЛАНЕРАРНЫХ  МЕХАНИЗМОВ  И  ИХ 

СВОЙСТВА 

Любой планетарный механизм (рис.4-2) состоит из ведущего (0) и ведомого 

(Х)  звена,  управляемых  звеньев (1,2, 3,…), планетарных  рядов  (ПР1,  ПР2,…)  и 
трех  типов  фрикционных  элементов  управления:  тормозов  (Т1,  Т2,…), 
блокировочных муфт (М1, М2,…) и обгонных муфт (А1, А2,…).  

Тормоз  предназначен  для  остановки  (блокировки  с  картером)  звеньев 

планетарного  механизма.  При  включении  тормоза  какого-либо  звена  его  угловая 
скорость  становится  равной  нулю,  так,  например,  при  включении  тормоза  Т1 
(рис.4-2)  угловая  скорость  первого  звена  ω

1

=0.  Тормоз  может  быть  ленточным 

(Т1),  дисковым  (Т2)  или  в  качестве  тормоза  может  быть  использована  обгонная 
муфта (А1). 

 

Рис.4-2 

 
Блокировочная муфта служит для жёсткого соединения (блокировки) любых 

двух  звеньев  планетарного  механизма.  При  ее  включении  угловые  скорости 
звеньев,  которые  она  соединяет,  становятся  равными.  Например,  включение 
муфты М1 (рис.4-2) приведет к тому, что угловая скорость звена 2 станет равной 
угловой  скорости  ведущего  звена 0. В  качестве  блокировочных  муфт  в  АКПП 
используются дисковые муфты (М1) или обгонные муфты (А2). 

Обгонная  муфта  это  механизм  способный  передавать  момент  только  в 

одном  направлении.  Так,  если  обгонная  муфта  может  передавать  момент, 
направленный по часовой стрелке, то в случае действия момента против часовой 
стрелки  обгонная  муфта  будет  свободно  вращаться,  не  передавая  при  этом 
никакого момента.  

 

39

 

40

Планетарные  коробки  передач  принято  классифицировать  по  числу 

степеней  свободы,  которыми  они  обладают  в  случае  полного  выключения  всех 
элементов управления. Планетарные коробки передач бывают:  

• 

двухстепенными;  

• 

трехстепенными;  

• 

четырехстепенными и т.д.  

Для  включения  передачи  в  случае  двухстепенной  коробки  передач, 

необходимо воздействовать на один элемент управления. Причем, если это будет 
блокировочная  муфта,  то  планетарный  механизм  полностью  блокируется,  что 
соответствует  прямой  передаче.  Если  коробка  передач  обладает  тремя 
степенями  свободы,  то  для  включения  передачи  необходимо  воздействовать  на 
два  элемента  управления.  При  этом  одновременное  включение  двух 
блокировочных  муфт  приведет  к  блокировке  коробки  передач.  В  случае 
четырёхстепенной  коробки  передач  для  включения  передачи  необходимо 
воздействие на три элемента управления и т.д.  

Определить  количество  степеней  свободы  любой  планетарной  коробки 

передач  достаточно  просто.  Для  этого  можно  воспользоваться  формулой 
Чебышева: 

W = n - k

мех

где W - число степеней свободы; 
       n – число звеньев, включая ведущее и ведомое; 
       k

мех

 – число планетарных рядов, составляющих планетарный механизм. 

Так,  например,  коробка  передач  автомобиля Ford-T (рис.4-1)  обладает 

двумя степенями свободы: 

W=4-2=2, 

а  коробка  передач,  кинематическая  схема  которой  представлена  на 

рисунке 4-2, относится к трехстепеннным коробкам: 

W=5-2=3. 

В настоящее время в АКПП используются планетарные механизмы с двумя, 

тремя  и  четырьмя  степенями  свободы.  С  точки  зрения  управления  наиболее 
предпочтительными  являются  планетарные  коробки  передач  с  двумя  степенями 
свободы, поскольку в этом случае при переключении передачи нужно выключить 
один элемент управления и включить один элемент управления. Но в этом случае 
каждый  элемент  управления  можно  использовать  только  на  одной  передаче,  и, 
следовательно, число передач должно быть равно числу элементов управления. 
Кроме  того,  из  теории  планетарных  передач,  известно,  что  в  коробке  передач  с 
двумя  степенями  свободы  количество  планетарных  рядов  должно  быть  равно 
количеству передач, реализуемых этой коробкой, без учета прямой передачи.  

В планетарной коробке передач с тремя степенями свободы один и тот же 

элемент  управления  используют  на  нескольких  передачах,  и  число  передач  n 
определяется как сочетание из m элементов управления по 2. 

 

 

ланетарные механизмы (ряды) 

 на американских автомобилях в начале 

прошл

с

переключении

ач  имели  только  две  передачи,  хотя 

имеет

и

ие вальных коробок передач с передвижными каретками приводит, 

в  кон

и  вновь  использованы  в 1930 году 

амери

п

 

.

2

)

1

(

2

−

=

≤

m

m

C

n

m

П
Планетарные механизмы появились

ого  столетия.  Их  использование  на  легковых  автомобилях  и  грузовиках 

малой  грузоподъемности  было  обусловлено  неоспоримым  преимуществом: 
минимальные габариты по  равнению с обычными зубчатыми передачами. Кроме 
того,  вальные  коробки  передач  со  скользящими  зубчатыми  колесами  на  ранних 
этапах  развития  не  имели  синхронизаторов,  и  это  требовало  особой 
квалификации при 

 передач.  

Первые  планетарные  коробки  перед

ся  информация  о  том,  что  в 1906 году Cadillak использовал  планетарный 

механизм, реализующий три передачи. Ранние конструкции планетарных коробок 
передач имели ряд существенных недостатков. Они были шумные, имели малую 
долговечность  подшипников  (в  то  время  для  установки  шестерён  на  валы 
использовались  подшипники  скольжения)    из-за  перекосов    вызванных  их 
неравномерным  износом  при  включении  ленточных  тормозов  начинали 
вибрировать. 

Появлен

ечном  счете,  к  их  большей  популярности  по  сравнению  с  планетарным 

коробками,  и,  практически,  к  повсеместному  их  использованию  на  легковых  и 
грузовых  автомобилях.  Однако,  на  автомобиле Ford-T, планетарная  коробка 
использовалась вплоть до 1928 года.  

Планетарные  механизмы  был

канской  фирмой  Bоrg-Warner  в  автоматической  коробке  ередач Hydra-

Matic.  Проведенный  большой  объём  исследований,  а  также  использование 
косозубых  зацеплений,  легированных  сталей,  термообработки  металла  и 
игольчатых подшипников  устранили  многие  недостатки  ранних  конструкций  
планетарных  механизмов.  В  настоящее  время  планетарные  механизмы  имеют 
широчайший диапазон использования, как в колесной, так и гусеничной технике.  

 

41

Общие понятия зубчатых передач 
Определим общие понятия, используемых в теории зубчатых передач.  
ПЕРЕДАТОЧНОЕ  ОТНОШЕНИЕ  МЕХАНИЗМА  «i».  Это  отношение  частоты 

вращения ведущего вала n

0

 к частоте вращения ведомого вала n

x.

x

n

n

i

0

=

. 

ПОНИЖАЮЩАЯ  ПЕРЕДАЧА.  Передача,  передаточное  отношение  которой 

по абсолютной величине больше 1. В этом случае крутящий момент на ведомом 
валу  M

x

  механизма  больше  момента  на  ведущем  валу  M

0

  на  величину 

передаточного отношения, а частота вращения ведомого вала на эту же величину 
меньше частоты вращения ведущего вала т.е. 

M

0

<M

x

 и n

0

>n

x

 

ПОВЫШАЮЩАЯ  ПЕРЕДАЧА.  Передача,  передаточное  отношение  которой 

по абсолютной величине меньше 1. В этом случае крутящий момент на ведомом 
валу  механизма  меньше  момента  на  ведущем  валу  на  величину  передаточного 
отношения,  а  частота  вращения  ведомого  вала  на  эту  же  величину  больше 
частоты вращения ведущего вала, т.е. 

M

0

>M

x

 и n

0

<n

x

. 

ПРЯМАЯ ПЕРЕДАЧА. Передача, передаточное отношение которой равно 1, 

т.е.  крутящий  момент  и  частота  вращения  ведомого  вала  равны  моменту  и 
частоте вращения ведущего вала 

M

0

=M

x

 и n

0

=n

x

. 

 

42