Главная > Машбюро > Редуктор заднего моста ваз 2106 сколько зубьев

Редуктор заднего моста ваз 2106 сколько зубьев

Редуктор не тянет | Автор топика: Miguelangel

Красивые редукторы не тянут конструкцию
ДОБАВЛЕНО: на самом деле тянут, нужно было заменить батарейки

Редуктор2 - не тянет from 1i7 on Vimeo.


Редуктор4 не тянет from 1i7 on Vimeo.


С наскока на заработало, придётся разбираться.
Габариты и обороты редуктора
Маленькая шестеренка крутится быстро, но тянет слабо, большая шестеренка крутится медленно, но тянет сильнее; организуем систему передач от маленьких шестеренок к большим шестеренкам так, чтобы быстрый, но слабый моторчик, превратился в медленный, но сильный мотор-редуктор, способный повезти Робота Машинку.
Эксперимент проводился с двумя редукторами: редуктор2 на 2 ступени и редуктор4 на 3 ступени.
В обоих случаях цель - получить на колесе 150-200 оборотов в минуту (моторчик с редуктором Pololu из первой версии Робота Машинки дает номинал 80 оборотов, но было желание сделать новую машинку пошустрее).
При проектировании редукторов на этой итерации отталкивался исключительно от целевых оборотов на колесе и габаритов конструкции, силовые характеристики моторов не рассматривались.
Итого, исходные ограничения на габариты:
1) Все базовые размеры решил оставить старые: диаметр колес 50мм (плюс примерно 10 мм к радиусу добавляют покрышки, но на них не закладываемся), расстояние между центрами колес 70мм.
2) Шестеренка на валу мотора стандартная 8 или 9 зубов (на картинке и при рассчетах 9, но по факту тестировал на 8, большое влияние на рассчеты это не оказывает), шаг между зубами (circular pitch - шаг по дуге, шаг зацепления, от него также зависит размер зуба) 1.5мм.
3) Мы хотим передавать движение с мотора сразу на два боковых колеса, поэтому конструкция должна быть симметричная.
Идем в Inkscape, обозначаем исходные габариты с колесами, открываем диалог Расширения / Отрисовка / Зубчатое колесо и начинаем генерировать шестеренки, играя с их параметрами.
Ключевые паметры - количество зубов и шаг зацепления; угол зацепления (pressure angle) влияет на форму зуба, которая для наших рассчетов (покак что?) не существенна, для всех шестеренок оставляем значение 20.
Шаг зацепления шестерни на валу мотора равен 1.5мм; это значит, что как минимум на первой шестеренке первой передачи он должен быть таким же. Симметричность конструкции задает ограничение на расположение шестерней на первой передаче; в сумме с этим ограничением размеры колес задают ограничение на их размер (должен оставаться просвет между нижней границей редуктора и дорогой минимум 10-20мм, лучше больше). После ряда экспериментов получаем, что максимальное количество зубов на большой шестерне первой передачи находится в районе 61-64 зуба. Для экспериментального редуктора для первой ступени я взял шестерню на 61 зуб.
Чем меньше ступеней на редукторе, тем проще конструкция, тем меньше вероятность того, что какая-то из частей будет негативно влиять на работу целого устройства (особенно существенно для 3д-печати, где точность изготовления и так может гулять, тем более для мелких деталей). Поэтому для начала попробуем сделать редуктор, состоящий из двух ступеней: мотор -> (передача1-1, передача1-2) -> колесо. Еще более простой одноступенчатый редуктор мотор -> колесо сходу не получится сделать в силу того, что размер шестеренки на колесе при заданных габаритах будет слишком велик (можете проверить самостоятельно).
Размер шестерни на колесе напрямую ограничивается размером колеса (шестерня, очевидно, не может быть быть больше колеса, ну и не плохо оставить дорожный просвет те же 10-20мм). В свою очередь, размер шестерни на колесе определяет размер 2й маленькой шестерни на передаче1: положение центра колеса фиксировано, центр шестерни на передаче1 можно немного перемещать, но с учетом предыдущих ограничений на стыковку с мотором, свободы для этого не слишком много, можно сказать, что её вообще нет. Зато на второй ступени можно произвольно менять значение шага зацепления (он определяет размер зуба и габариты колеса), который дает дополнительное пространство для маневра. Соотношение между размерами шестеренок на второй ступени даст нам финальную скорость вращения вала на колесе (точнее, определит окончательное значение понижающего коэффициента редуктора, скорость даст воткнутый в редуктор мотор).
По ряду причин для этой модели на второй ступени я взял шестеренки с шагом зацепления 3мм, вторая шестерня на передаче1 13 зубов, шестерня на колесе - 27 зубов.
Итого имеем редуктор2:
ступень1:
Мотор: зубцов: 9; шаг (circular pitch): 1.5 мм; угол зацепления: 20
Передача1-1: зубцов: 61; шаг (circular pitch): 1.5 мм; угол зацепления: 20
ступень2:
Передача1-2: зубцов: 13; шаг (circular pitch): 3 мм; угол зацепления: 20
Колесо: зубцов: 27; шаг (circular pitch): 3 мм; угол зацепления: 20


Значит, по оборотам - включаем простую логику и немного арифметики.
Для пары шестеренок на первой ступени [мотор -> передача1-1]: 9 зубов на моторе, 61 зуб на передаче. Зубы сцеплены, поэтому двигаются вместе. За один полный поворот мотора (9 зубов), шестеренка передача1-1 повернется на 9 своих зубов, т.е. пройдет 9/61~0.148 полного круга. На второй ступени: [передача1-2 -> колесо]: 13 зубов на шестерне передача1-2, 27 зубов на колесе. За полный круг передачи колесо повернется на 13/27~0.481 оборота.
В итоге получаем для нашего редуктора: 0.148*0.481=0.071 оборота делает колесо машинки при полном повороте вала мотора (для определения названия этого коэффециента см. передаточное отношение и передаточное число, не хочу ошибиться в терминологии).
Значит, если у нас мотор 3000 оборотов в минуту, редуктор даст на колесе 3000*0.071~210 оборотов в минуту (3000*0.148~444 оборотов на первоой передаче; 444*0.481~210 оборотов на колесе).
Для мотора 1000 оборотов в минуту редуктор даст ~70 оборотов.
Для мотора 6000 оборотов редуктор даст ~430 оборотов и т.п.
И сделаем еще один редуктор4 на 3 ступеньки
ступень1:
Мотор: зубцов: 9; шаг (circular pitch): 1.5 мм; угол зацепления: 20
Передача1-1: зубцов: 41; шаг (circular pitch): 1.5 мм; угол зацепления: 20
ступень2:
Передача1-2: зубцов: 13; шаг (circular pitch): 1.5 мм; угол зацепления: 20
Передача2-1: зубцов: 41; шаг (circular pitch): 1.5 мм; угол зацепления: 20
ступень3:
Передача2-2: зубцов: 13; шаг (circular pitch): 1.5 мм; угол зацепления: 20
Колесо: зубцов: 41; шаг (circular pitch): 1.5 мм; угол зацепления: 20


Аналогично считаем коэффициент для понижения оборотов с мотора на колесах:
9/41*13/41*13/41=0,02 - 0.02 оборота сделает колесо машинки, когда вал мотора сделает полный оборот.
для мотора 3000 оборотов получаем ~70 оборотов на колесе
для мотора 1000 оборотов получаем ~20 оборотов на колесе
для мотора 6000 оборотов получаем ~130 оборотов на колесе
Выбираем моторчик через обороты и эксперименты
Хотелось бы написать, что моторчик берем стандартный из обычной детской игрушки,


но не тут-то было: таких моторчиков, абсолютно одинаковых по внешнему виду и габаритам (которые, действительно, стандартные), существует превеликое множество, и по остальным характеристикам они между собой могут очень сильно отличаться (и не только вольтажу).
Существует как минимум 2 серии подобных моделей: F130 (послабее и чуть меньше) и F280 (помощнее и чуть больше), внутри серии они все выглядят абсолютно одинаково (если соскоблить с корпуса бумажную наклейку с маркировкой, которая в любом случае очень быстро улетает, а иногда ее изначально нет, то нужно еще поискать способ, как их между собой отличить).
Подробные характеристики каждой модели можно посмотреть в специальной технической документации.
Для F130: http://www.zip-2002.ru/?z=html&separ=108/

Для F280: http://www.zip-2002.ru/jpg/file.php?id=356 (pdf)

Следуя нашим исходным пожеланиям получить 150-200 оборотов (можно меньше, но больше уже незачем) на колесе, смотрим на столбец Скорость об/мин.
Следуя нашим рассчетам, для редуктора2 (2 ступеньки, коэффициент понижения 0.071) нам подойдут моторы с количеством оборотов не более 3000 (лучше меньше); для редуктора4 (3 ступеньки, коэффициент понижения 0.02) подойдут моторы не более 7000-10000 оборотов (лучше поменьше).
И еще дополнительное требование: рабочее напряжение должно включать диапазон 6-9 Вольт, номинал желательно иметь близким к 9 Вольтам, т.к. мы будем питать машинку от отсека с 6 батарейками (1.5В*6=9), но иногда может быть от 4х (1.5В*4=6В). На практике, по крайне мере в процессе экспериментов, это требование не страшно нарушить - слабовольтный моторчкик от 9В скорее всего не сгорит (с какой скоростью он при этом будет крутиться - это другой вопрос, но на реальное количество оборотов влияет еще множество других внешних факторов).
Итак, эксперименты проводились с 2мя редукторами и несколькими типами моторов. Моторы питались от отсека с 6ю немного разряженными батарейками, которые давали 8 Вольт (проверял вольтметром). Вес конструкции на глаз - в районе 300 грамм.
На редукторе2 (2 ступени):
* мотор F130-08450 из Уфы (2800 оборотов, 6В номинальное напряжение): идеальный кандидат для этого редуктора (собственно, на него изначально и был расчет при проектировании) - 2800×0,071=200 оборотов на колесе, напряжение 8В - чуть выше нужных 6В - ОК. Результат на первом видео наверху (собственный вес машинки не тянет вообще).
На редукторе4 (3 ступени)
* мотор F130-16155 (в таблице, судя по всему, опечатка: он отмечен как F130-15155; 6800 оборотов, 4.5В номинальное напряжение): 6800×0,02=136 оборотов на колесе, напряжение 8В в 1.5 раз превышает диапазон, но вроде фиг с ним, много - не мало. Результат на втором видео наверху (собственный вес машинки можно сказать вообще не тянет)
* мотор F130-08450 (2800 оборотов, 6В номинальное напряжение): от первого редуктора -  2800×0,02=56 (результат плюс-минус тот же, хотя можно было ожидать, что на таких малых оборотах будет хоть какая тяга)
* мотор 12В то ли F130-09350 (7500 оборотов), толи F130-08450 (ага, название как у предыдущего 6Вольтового, но здесь 12В и 5800 оборотов): так или иначе, на колесе будет 116-150 оборотов, 8В ниже номинальных 12, поэтому кто его знает, сколько в реале, результат все равно не изменился.
Итак, мы видим, что попытка опереться на одни только обороты и вольтаж моторчика не дает желаемый результат. Как минимум 6тивольтовый F130-08450 на редукторе4 крутится медленнее, чем эталонный Pololu (80 оборотов/мин на 4.5В), а аналогичный вес и близко не тянет. Значит при подборе мотора нам следует обратить внимание (как неожиданно) на остальные его характеристики и учесть их также при рассчете редуктора, чтобы в итоге у нас получился механизм, который сможет тянуть свои 300 грамм (с запасом - 500 грамм). Верхнюю планку скорости для упрощения задачи также опустим до 80 оборотов в минуту. Вариант с несостоятельностью любого редуктора, напечатанного на 3д-принтере, сразу отбрасываем, как неконструктивный. А что это будут за характеристики и как их правильно учитывать оставим на домашнее задание (в том числе мне).

исходники редуктора2 (2 ступени): https://github.com/1i7/metalrobot/tree/master/gearbox/gearbox-prototype2
исходники редуктора4 (3 ступени): https://github.com/1i7/metalrobot/tree/master/gearbox/gearbox-prototype4

Tags: Редуктор, заднего, моста, ваз, 2106, сколько, зубьев

Как определить какой редуктор на автомобиле. Ваз Классика.

Сколько зубьев на редукторах ВАЗовской классики? (решено) — 2 ...

Редуктор заднего моста. | Автор топика: Автомобили.


Редуктор заднего моста.

Редуктор заднего моста понижает крутящий момент двигателя и передает его ведущим колесам.

Движение автомобилю придает силовая установка – двигатель. Энергия, необходимая для движения, отбирается с вращающегося коленчатого вала двигателя, однако передавать энергию эту энергию напрямую на колеса нельзя – они будут крутиться слишком быстро и скорость автомобиля будет такой, что им невозможно будет управлять. Для понижения скорости в заднеприводном или полноприводом автомобиле есть целых два устройства – коробка передач и редуктор заднего моста.

Казалось бы, для понижения скорости вращения вала достаточно одного устройства – коробки передач. В соответствии с этим принципом построена трансмиссия мотоцикла – редуктора у него нет. Однако автомобиль отличается от мотоцикла тем, что у него два ведущих колеса, поэтому и возникает необходимость во втором устройстве, которым и является редуктор заднего моста, раздающий вращение одного входного вала двум выходным валам.

Строго говоря, в корпусе узла, который принято называть редуктором, скрываются два устройства. Второе – дифференциал, он занимается распределением крутящего момента в нужной пропорции. Задача редуктора – снижать скорость вращения выходных валов по отношению к входному. Редуктор, преобразующий высокую угловую скорость входного вала в более низкую, обычно называют демультипликатором.

Передаточное число редуктора заднего моста

Редукторы заднего моста классифицируют по так называемому передаточному числу. Передаточное число - это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомых валов. Иными словами, согласно правилу теории расчета параметров трансмиссии, разница в скорости входного вала и выходных валов может быть рассчитана по специальной формуле. На выходе останется число, которое называют передаточным.

Чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля

На практике важно знать только одно: чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля. Соответственно, чем ниже передаточное число, тем автомобиль будет быстрее. Знать это важно, потому что на одну и ту же модель в разных модификациях нередко ставят редукторы с различным передаточным числом. Например, редуктор ВАЗ-2102 в кузове универсал, предназначенной для перевозки грузов, обладал числом 4, 4, а на пассажирскую ВАЗ-2101 ставился редуктор с передаточным числом 4, 3. Это значит: за один оборот ведомой шестерни на выходном вале редуктора каждый ее зуб войдет в зацепление с ведущей шестерней и выйдет из него 4 целых 3 десятых раза. Такую же закономерность можно проследить и в конструкции любых заднеприводных автомобилей, например в BMW.

Особенности конструкции редуктора заднего моста

Для передачи крутящего момента с ведущего вала на расположенные под прямым углом к нему ведомые валы применяются шестерни, или иначе зубчатые колеса. Поскольку валы находятся под разными углами, зубья шестерен имеют специфическую форму - такие шестерни называются коническими.

Применение конических шестерен обусловлено не только необходимостью передавать вращение, но и тем, что зубчатые колеса этого типа издают при работе меньше всего шума, а это важно для обеспечения комфорта в небольшом легковом автомобиле.

Чтобы редуктор действительно был механизмом, понижающим скорость вращения, необходимо, чтобы ведущее зубчатое колесо отличалось по размеру от ведомых. Если это правило соблюдено, на один полный оборот входящего вала приходится неполный оборот или несколько оборотов ведомого вала – таким образом скорость вращения редуцируется, то есть снижается. В некоторых автомобилях требуется очень существенное понижение скорости вращения - к примеру, в вездеходах, которые в некоторых ситуациях передвигаются очень медленно, чтобы не застрять.

Особенности эксплуатации редуктора заднего моста

При работе зубья шестерен контактируют друг с другом, то есть входят в зацепление и выходят из него. Как бы хорошо ни были подобраны и отрегулированы шестерни, при работе зубья все равно изнашиваются. Поэтому шестерни делают из высококачественной закаленной стали, а в корпус редуктора заливают жидкое трансмиссионное масло. Масло имеет тенденцию вытекать, и удерживают его в корпусе уплотнения в местах выхода валов. Эти уплотнения называются сальниками и имеют ограниченный срок службы. Когда сальники изнашиваются, на корпусе в месте выхода валов появляются пятна масла. Если вовремя не заменить их, масло вытечет, и его износ многократно ускорится. Кроме того, через изношенные уплотнения внутрь корпуса попадает грязь. Для предотвращения этого корпус редуктора необходимо периодически осматривать из смотровой ямы.

Корпус редуктора заднего моста

Корпус редуктора – деталь, целиком отлитая из металла. Метод отливки хорош тем, что полученная при его помощи деталь обладает высокой прочностью, что необходимо, учитывая тяжелые условия эксплуатации редуктора. Отливают корпуса чаще всего из чугуна. Минусом литого корпуса является большой вес. Поэтому, если нужно облегчить вес редуктора (например, для установки в спортивный автомобиль), корпус отливают из легкого сплава, усиливая вставками из литейной стали только места, испытывающие непосредственную нагрузку.

В каких еще конструкциях привода применяется редуктор заднего моста

Редуктор заднего моста есть во всех заднеприводных автомобилях, например, в "классических" моделях ВАЗ, таких как 2106. Помимо заднеприводных автомобилей редуктор заднего моста есть в любом полноприводном внедорожнике, кроссовере, седане повышенной проходимости или спорт-купе. Кстати, в полноприводных автомобилей редукторов, как минимум, два - заднего и переднего мостов.

Сколько действует водительское удостоверение в Украине
Нужно ли отдавать свидетельство о регистрации при продаже автомобиля
Штраф за езду на украинских номерах в Крыму
Показать / написать / закрыть комментарий(ии)