Горизонты техники для детей, 1963 №11 (18) - страница 9
Подобной перекидкой в автомобиле является коробка передач. Если бы не она, автомобиль мог бы ехать только по гладкому и прямому шоссе. В гору, как и вам на велосипеде, ему было бы трудно подняться. Коробка передач — это такое приспособление, которое позволяет преодолевать трудные участки пути при использовании полной силы двигателя. Без коробки передач трудно разогнать двигатель.
Рис. 32.Принцип работы перекидки:
>а — при небольшом цепном колесе на заднем колесе велосипедист быстро устаёт; б — при большом цепном колесе на заднем колесе велосипедист едет без большого усилия.
Рис. 33. Конструкция и принцип работы коробки передач:
>1 — первичный вал; 2 — промежуточный вал; 3 — вторичный вал; 4 — шестерня на первичном валу; 5 — шестерня на промежуточном валу; 6 и 7 — шестерни; 8 — торцевое соединение; 9 — вилка; — 10 — рычаг переключения передач; 11 — подшипники; 12 — стержень.
>а — Рычаг переключения положений передачи установлен на свободный ход. Вторичный вал отключен и не вращается; б — рычаг переключения передач установлен на первую передачу (скорость). Вторичный вал коробки передач вращается медленно; в — вторая передача (скорость). Шестерни рассоединены, а вторичный вал соединен непосредственно с первичным при помощи торцевого соединения и быстро вращается.
Думаю, что не следует объяснять, почему трудно трогаться с места сразу с большой скоростью. Давайте лучше займемся более подробным изучением конструкции шестеренчатой коробки передач с подвижными шестернями.
Основными частями её являются шестерни и валы (см. черт. 33).
Шестерня 4 установлена на валу, называемом первичным валом, и находится в постоянном зацеплении с промежуточным валом 2 при помощи шестерни 5. На промежуточном валу имеется шестерня 6. Шестерня 5 как видно на чертеже, равна шестерне 7, насаженной на карданный, или, как мы будем в дальнейшем его называть, вторичный вал, и в два раза меньше шестерни 4, равной в свою очередь шестерне 6. Шестерня 7 установлена на вторичном валу 8 при помощи шлицевого соединения и может свободно передвигаться вдоль этого вала.
Как работает коробка передач? Посмотрите внимательно на рис. 33. Включаем первую передачу, устанавливая рычаг 10 в положение 1. Двигатель посредством сцепления защищает первичный вал 1 и шестерню 4. Эта шестерня сцеплена с в два раза большей шестерней 5. Поэтому промежуточный вал вращается со скоростью, в два раза меньшей, чем вал 1, но зато усилие на вале 2 в два раза больше, чем на вале 1. При перемещении рычага 10 в положение 1 шестерня 7, как видите на рис. 33, перемещается по валу 3, зацепляясь с зубьями шестерни 6. Поскольку вторичный вал 3 отделен от первичного небольшим промежутком, он может получить вращение только от промежуточного вала 2. Такое вращение, получаемое за счет сцепления шестерен 7 и 6, вдвое медленнее, чем вращение вала 2. Почему? Потому, что шестерня 7 в два раза больше шестерни 6. Но ведь промежуточный вал уже вращался в два раза медленнее первичного?! Легко понять, что вторичный вал вращается в четыре раза медленнее, чем первичный, и в четыре раза, следовательно, имеет большую силу. Вторичный вал соединен через карданный вал с колесами. В результате колеса вращаются в четыре раза медленнее, чем двигатель, но зато имеют большую силу, нужную, например, для разгона автомобиля.
Итак, нам с вами удалось разогнать автомобиль. Едем по отличному широкому и гладкому шоссе. Дорога без преград. Хочется помчаться побыстрее. Для этого включаем вторую передачу, или, как иначе говорят, вторую скорость, передвигая рычаг 10 в положение 2. Нижний конец этого рычага перемещает вилку 9 по стержню 12, а вилка в свою очередь перемещает шестерню 7, прижимая её к шестерне 4. Шестерни сцепляются при помощи так называемого торцевого соединения8. Торцевое соединение, показано на рис. 34.
Рис. 34.Конструкция торцевого соединения.
Зубья одной из шестерен заходят в пазы второй, соединяя таким образом, первичный вал со вторичным. Вторичный вал начинает вращаться с такой же скоростью, что и первичный. Мы мчимся с большой скоростью!
