Горизонты техники для детей, 1963 №11

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; 6и 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 первичнымвалом, и находится в постоянном зацеплении с промежуточнымвалом 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, вторичныйвал, 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 соединения 8 . 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!