Применение групповых передач в ступенчато регулируемом приводе

Если привод состоит всего из двух валов, то для того, чтобы обеспечить Z различных ступеней скорости, необходимо иметь Z переключаемых передач с различными передаточными отношениями между этими валами. Например, на рис.2.1 изображена двухваловая переключаемая передача, состоящая из передвижного блока на первом валу и трех неподвижных зубчатых колес на втором валу. Такой привод может обеспечить три различные скорости (ступени). В принципе с помощью двухваловой передачи можно получить любое количество ступеней Z, однако для этого необходимо иметь Z различных передач (передаточных отношений) между валами. При Z больше четырех валы двухваловой передачи получаются слишком длинными, количество пар зубчатых колес должно быть равно Z, и габарит передачи резко возрастает.

Поэтому для обеспечения достаточно большого количества ступеней обычно применяют многоваловые коробки с последовательно расположенными переключаемыми передачами. На рис. 2.2 показана такая коробка, состоящая из четырех валов и позволяющая получить восемнадцать ступеней частоты вращения последнего вала.

Переключаемые передачи между двумя соседними валами, например, три передачи между I и II валами, образуют так называемую групповую передачу (или, сокращенно, - группу). Количество различных передаточных отношений в групповой передаче обозначают латинской буквой p с индексом, обозначающим порядковый номер передачи: p₁; p₂; p₃; и т.д.

Обычно на кинематических схемах не обозначают передаточные отношения, а лишь указывают номер зубчатого колеса или число его зубьев. Однако для удобства дальнейших рассуждений на рис 2.2 обозначены передаточные отношения с указанием индексов: например, i₂₁ – второе передаточное отношение первой групповой передачи.

Очевидно, что в общем случае количество ступеней, которое позволяет получить привод с последовательно расположенными групповыми передачами будет:

(2.2)

Применение последовательно расположенных групповых передач позволяет уменьшить общее количество зубчатых пар в приводе: так в коробке, показанной на рис. 2.2, использовано 8 пар зубчатых колес вместо 18 пар, которые понадобились бы в двухваловой передаче.

Обычно количество различных передаточных отношений в групповой передаче назначают равным от двух до четырех.