Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое шестерня двигателя

Её еще называют сдвижная шестерня ГРМ (газораспределительного механизма). Конструктивно разрезная шестерня устроена таким образом, что позволяет изменять положение распредвала относительно коленчатого вала, не ослабляя при этом натяжения ремня ГРМ. Шаг настройки, в зависимости от необходимости, можно производить на десятую долю градуса.

То есть, разрезная шестерня распредвала позволяет добиться установки наиболее эффективных фаз газораспределения, тем самым достичь оптимальных параметров двигателя.

Устройство двигателя с цепной передачей масляного насоса и ГРМ

Неисправности шестерни коленчатого вала

Распространенными проблемами шестерней коленчатого вала являются:

  • Естественный механический износ зацепления зубьев. Высокие обороты и вибрации сказываются на поверхностях контакта зубчатых передач. Со временем на шестеренках появляется выробатка, и их заменяют на новые. Выработка на шестерне ГРМ может негативно влиять на фазы газороспределения;
  • Износ или повреждение шпоночного паза шестеренок коленвала. Дело в том, что даже незначительный люфт шестерни, который не окажет заметного влияния на работу двигателя, со временем перетечет в проблему. Люфт шестерни коленвала будет увеличиваться. Если не обратить внимание на проблему, шпоночный паз может получить значительные повреждения, что повлечет замену коленвала.

Замена шестерни коленчатого вала

Проще всего снять шестерню с коленчатого вала, если сам вал снят с двигателя. Как правило, шестерни устанавливаются на вал с натягом, поэтому потребуется съемник.
Последовательность следующая:

  1. установить съемник и вращая его шток, постепенно «выпрессовать» шестеренку;
  2. снять шестерню с вала, удалить шпонку, осмотреть шпоночный паз на валу.

Чтобы смонтировать шестерню, потребуется круглая наставка по типу стальной трубки, которая будет легко одеваться на вал. Необходимо:

  1. установить шпонку;
  2. слегка насадить шестерню;
  3. надев трубку на вал, упереть ее в шестерню;
  4. слегка постукивая по трубке молотком, «посадить» шестерню на место.

Если требуется только замена шестерни, это можно сделать и не снимая двигатель с коленвалом. Снятие шестерни коленвала необходимо выполнить после полного остывания двигателя и обездвиживания автомобиля.

Рассмотрим процедуру замены шестерни ГРМ двигателя ВАЗ 2110.

  1. Первым делом необходимо снять кожух механизма ГРМ;
  2. Затем установить механизмы ГРМ по меткам на шкиве коленчатого вала и распределительного вала (это необходимо, чтобы не сбить такт работы двигателя);
  3. Если вы все сделали верно, должны совпасть метки на маховике. Чтобы это проверить, снимите резиновую заглушку на КПП;
  4. Затем необходимо зафиксировать вращение двигателя. Для этого лучше использовать специальные фиксаторы. Если такой возможности нет, можно вставить обычную плоскую отвертку в смотровое окно КПП;
  5. Открутить шкив, снять его;
  6. Проконтролировать положение метки на звездочке ГРМ;
  7. Ослабить натяжной ролик ремня ГРМ, снять ремень;
  8. Снять шестерню коленчатого вала, осмотреть шпоночный паз;
  9. Выполнить сборку узлов и механизмов в порядке, обратном разборке, контролируя метки ГРМ.

Поменять шестерню коленвала можно в домашней мастерской, но следует понимать, что ошибка в настройке газораспределительного механизма может привести к серьезным повреждениям двигателя. Если у вас нет опыта подобного ремонта, лучше обратиться к специалистам.

Шестерня коленчатого вала (коленвала), устройство и назначение, снятие съемником, замена и установка своими руками

При жёстких ограничениях на габариты, в планетарных механизмах, в шестерённых насосах с внутренним зацеплением, в приводе башни танка, удобно применение колёс с зубчатым венцом, нарезанным с внутренней стороны. Также сто́ит заметить, что вращение ведущего и ведомого колеса направленно в одну сторону. В такой передаче меньше потери на трение, т.е. выше КПД.

Реечная передача (кремальера) применяется в тех случаях, когда необходимо преобразовать вращательное движение в поступательное и обратно. Состоит из обычной прямозубой шестерни и зубчатой планки (рейки). Работа такого механизма показана на рисунке.

Читать еще:  Электрическая схема двигателя пылесоса

Материалы изготовления

Зубчатая передача используется в механизмах с различной нагрузкой, от совсем мизерной, к примеру, в наручных часах, до многотонной в промышленных редукторах.

Можно встретить шестерни из различных материалов:

  • Сталь.
  • Титан.
  • Алюминий.
  • Медь.
  • Латунь.
  • пластик.
  • Дерево.

Стальные и титановые отличаются высокой стойкостью к истиранию. Их зубцы выдерживают большие нагрузки. Они используются в механизмах с высокой скоростью оборотов или повышенной силой противодействия, поэтому для увеличения срока службы требуют применения смазочных материалов. Они способны работать в системах, где периодически происходит торможение массивных раскрученных элементов, так как их зубья устойчивы к динамическому воздействию.

Шестеренки из цветных металлов отличаются меньшей прочностью, однако обладают коррозионной стойкостью. Их часто применяют в механизмах с сухой сцепкой, без использования смазки. Нужно отметить, что взаимодействие шестерен из цветных металлов исключает образование искры. Это позволяет применять такие детали во взрывоопасной газовой среде.

Пластиковые зубчатки отличаются низкой прочностью. Они не предназначены на длительную работу на высоких оборотах, так как при нагреве в результате трения начинают плавиться. Их часто используют в механизмах игрушек, принтеров, блендеров, миксеров, а также прочей кухонной и бытовой технике. При заклинивании отдельных элементов зубчатой передачи зубцы на остальных пластиковых шестернях могут срываться, в результате чего механизм приходит в негодность.

Также можно встретить деревянные зубчатки. Такие шестерни не отличаются высокой прочностью, особенно в малых размерах. Их можно встретить в механизме старинных водяных и ветровых мельниц. Сейчас же они представлены в виде демонстрационных моделей зубчатой передачи, а также деревянных конструкторах.

Виды шестерен

Шестерни могут отличаться между собой не только по материалу изготовления, но и по другим параметрам:
  • Размеру.
  • Форме.
  • Глубине и направлению зубьев.

Основание зубчатки может быть цилиндрическим, коническим или прямым. Кроме этого, зубцы могут располагаться по внешней или внутренней кромке. Они бывают прямыми, скошенными, или иметь другую форму.

В зависимости от тех или иных составляющих, их можно разделить на следующие виды:
  • Прямозубые.
  • Косозубые.
  • С внутренним зацеплением.
  • Винтовые.
  • Секторные.
  • С круговыми зубьями.
  • Конические.
  • зубчатые рейки.
  • Звездочки.
  • Корончатые.
Прямозубые

Это наиболее распространенная и простая в производстве шестерня. Она представляет собой круглый профиль, зубцы которого располагаются по окружности и являются строго параллельными относительно оси вращения. Их изготовление возможно как методом фрезерования, так и отливки в форму. Особенность прямозубых шестеренок в том, что они могут передавать крутящий момент только на элементы расположенные относительно них параллельно в одной плоскости. Такой способ передачи обеспечивает самый высокий КПД, так как люфты и трение при стыковке элементов получаются минимальными. Кроме этого прямозубая стыковка сопровождается сравнительно меньшим давлением на зубья. Работа механизма сопровождается меньшим нагревом.

Косозубые шестерни

Зубчатые колеса этого типа имеют зубцы расположенные под уклоном. За счет этого они получаются более длинными. Это способствует возможности увеличения на них нагрузки. Они работают менее шумно, кроме этого отличаются плавностью.

Увеличенная ширина зубцов сопровождается повышенным трением. Как следствие такая деталь нагревается больше. Для предотвращения потери ее прочностных характеристик, требуется использование улучшенной системы смазки.

Косозубое колесо используют в механизмах, где требуется передача мощного крутящего момента с высокими оборотами. В силу смещенного направления усилия относительно посадочного вала такой зубчатки, при ее установке желательно применение упорных подшипников. Они препятствуют расхождению между сцепленными косыми шестернями, которые стремятся при вращении рассоединяться, так как каждый из них склонен к отклонению в разные стороны относительно друг друга.

С внутренним зацеплением

В более сложных механизмах используются шестеренки с зубьями расположенными по внутренней окружности. Их применение дает возможность обеспечить одинаковое направление вращения ведущего и ведомого вала. Это позволяет отказываться от дополнительных зубчаток, тем самым уменьшая габариты механизма. Такой технический прием можно встретить в конструкции насосов, а также в планетарной передаче. Производятся и действительно большие зубчатки с внутренним зацеплением, которые обеспечивают вращение поворотных механизмов кабины кранов и прочей землеройной, а также строительной техники.

Читать еще:  Двигатель 4g15 на каких машинах

Винтовые

Это легко угадываемые по форме профиля шестерни. Они имеют вид длинного цилиндра. Их зубья сделаны под винт, оборачиваемый вдоль цилиндра. Обычно такая зубчатка представляет собой вал с зубцами, а не диск как остальные.

Она используется для передачи крутящего момента на другую шестерню, расположенную относительно нее перпендикулярно. Причем сам узел примыкания получается достаточно компактным. Такая пара передает крутящий момент с понижающим или повышающим передаточным числом, поэтому ее часто можно встретить в конструкции редукторов.

Секторные

Это шестерня, зубья на которой нанесены не по всей окружности, а только частично на ширину сектора. За счет этого при сцеплении она делает неполный оборот, а только его часть, пока хватает зацепов. Обычно она используется в механизмах как ведущий элемент. Вращаясь на валу, она достигнув ответной шестерни цепляет ее и проворачивает на часть оборота. После прохождения ее зубцов, она вращается дальше, но последующая часть механизма останавливается до момента повторного примыкания зубцов. Таким образом, происходит шаговая передача крутящего момента.

Используя секторную шестерню можно обеспечить работу рывками от источника постоянного вращения. Это требуется для различного фасовочного оборудования на конвейерах и подобных устройствах.

С круговыми зубьями

Они имеют скругленные зубья, то есть с изгибом по радиусу. За счет этого они могут работать с увеличенной нагрузкой. Такие колеса обладают плавным ходом. Их недостаток в снижении КПД, зато они очень тихие.

Производство данных шестерен сложное, поэтому они применяются не так часто. Их стоимость выше, чем нескольких упрощенных зубчаток, решающих аналогичную задачу. Их применяют, если требуется добиться максимальной компактности и при этом низкого уровня шума готового механизма.

Конические

Такие шестерни могут передавать крутящий момент на валы, которые располагаются друг к другу под прямым углом. Их зубья могут быть прямыми, косыми, скругленными или тангенциальными. Это один из самых распространенных элементов. Его можно встретить в конструкции редукторов и дифференциала автомобиля. Такие зубчатки имеют зубья обычно только по наружной окружности. Коническая зубчатая пара состоит из элементов с разным количеством зубьев. В результате этого на таком узле происходит повышение или понижение передаточного числа.

Зубчатые рейки

Это элемент реечной передачи. Он представляет собой рейку с зубьями, предназначенную для стыковки с ответными шестернями. Такая пара позволяет превращать вращательное движение в поступательное, или же наоборот. Рейки бывают различной длины. Нередко они работают в сочетании с секторной зубчаткой, что обеспечивает выполнение возвратно-поступательных движений.

Звездочки

Это шестерни, предназначенные для соединения с роликовой цепью. Они применяются для передачи крутящего момента между элементами расположенными на расстоянии друг от друга. За счет разницы диаметра звездочек, и разного числа зубцов, при вращении такой пары происходит увеличение или понижение передаточного числа на ведомом элементе.

Также возможна работа звездочек посредством установки зубчатого ремня из резины или полимера Такое техническое решение сопровождает отсутствием необходимости выполнения смазки, а также понижением шума при оборотах. Однако ремень склонен к проскальзыванию под нагрузкой, так как способен растягиваться.

Корончатые

Это достаточно редкие шестерни, которые сложно спутать с любыми другими. Они отличаются тем, что зубья на них располагаются сбоку. За счет этого внешне они похожи на корону. Их применяют в сцепки с прямозубым колесом. Они не рассчитаны на большие нагрузки, и используются сугубо в силу необходимости корректировки формы механизма передачи, в случае необходимости его размещения в стесненный корпус или короб. Увидеть такие шестеренки можно в старинных башенных часах.

Читать еще:  Вибрации при маленьких оборотах двигателя

История [ править | править код ]

Сама по себе идея механической передачи восходит к идее колеса. Применяя систему из двух колёс разного диаметра, можно не только передавать, но и преобразовывать движение. Если ведомым будет большее колесо, то на выходе мы потеряем в скорости, но зато крутящий момент этой передачи увеличится. Эта передача удобна там, где требуется «усилить движение», например, при подъеме тяжестей. Но сцепление между передаточными колесами с гладким ободом недостаточно жесткое, колёса проскальзывают. Поэтому вместо гладких колес начали использовать зубчатые.

В Древнем Египте для орошения земель уже использовались приводимые в действие быками устройства, состоявшие из деревянной зубчатой передачи и колеса с большим числом ковшей.

Вместо зубьев первоначально использовали деревянные цилиндрические или прямоугольные пальцы, которые устанавливали по краю деревянных ободьев.

Изготовленный в I веке до н.э. Антикитерский механизм состоял из десятков металлических зубчатых колес [4] .

В чем заключаются сходства между шестерней и зубчатым колесом

Между шестерней и зубчатым колесом можно отметить несколько схожих моментов:

  • Как и шестерня, зубчатое колесо может быть как ведомым, так и ведущим элементом в общей системе.
  • У шестерни и у зубчатого колеса форма может быть как цилиндрической, так и конической, все зависит от той функции, которую конкретная деталь выполняет.
  • При помощи шестеренки и зубчатого колеса можно маневрировать на почве скорости вращательного элемента, либо уменьшая ее, либо увеличивая.
  • Шестеренки и зубчатые колеса одинаково эффективно можно использовать на электрических и бензоинструментах, однако больше всего используют именно шестеренки, так как они обеспечивают устойчивость механизма.
  • Шестеренка и зубчатое колесо могут использоваться для запуска вращательных осей.

Внешние сходства между шестеренкой и зубчатым колесом обоснованы также еще тем, что зачастую эти два элемента могут выполнять схожие функции и быть взаимозаменяемыми в определенных системах и механизмах.

Сходства и различия шестерен и зубчатых колес

Придерживаясь вышеописанного мнения о разделении шестерен и зубчатых колес на два самостоятельных вида деталей, специалисты все же сходятся во мнении, что у этих элементов есть некоторые сходства:

  • и шестерня, и зубчатое колесо могут выполнять функции как ведомого, так и ведущего элемента передачи (что противоречит терминологии межгосударственного стандарта);
  • и та, и другая деталь может иметь коническую, либо цилиндрическую поверхность;
  • оба элемента одинаково эффективны при эксплуатации в бензо- и электроинструменте;
  • шестерни и зубчатые колеса можно использовать для запуска вращательных осей;
  • эти виды деталей взаимозаменяемы, они схожи внешне и функционально.

Подобные сходства несколько противоречивы, но все же они встречаются в профессиональной среде. То же самое касается и различий, согласно которым:

  • зубчатые колеса применяются только в сложных механизмах, в то время как шестерни являются универсальными элементами;
  • шестерни используют исключительно парами, тогда как зубчатое колесо может работать без парного элемента;
  • для зубчатых колес характерен больший диаметр, за счет чего эти детали чаще применяются в мощных системах.

Даже исходя из такой точки зрения можно сделать вывод, что шестерни и зубчатые колеса одинаковы по функционалу и в большинстве сфер не имеют формальной разницы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector