«ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ ΜΕ ΠΛΑΓΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΑΥΤΟΚ

Transcript

1 ΑΝΩΤΑ TO TEXSOAOIΊΚΟ ΕΚΙ/ΑΙΑΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟ ill ΤΕΧΧΟ. 10/ΊΚΩΧ ΕΦΑΡΜΟΙΩΧ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΧΟ ίο/ίασ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ί^ ' ΘΕΜΑ «ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ ΜΕ ΠΛΑΓΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΑΥΤΟΚ ΣΥΧΤΑ Κ ΤΗΣ-ΣΠΟ ΥΔΑΣΤΗΣ BE, ίοχασ ΠΑΧΑΓΙΩΤΗΣ. Ε ΙΣΗ ΓΗ ΤΗΣ- ΚΑ ΘΗΤΗ ΤΗΣ: ΚΑΦΕΤΖΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ. ΚΑΒΑ \Λ 2008

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ A ' O^ONTΩTOI ΤΡΟΧΟΙ 1. ΟΔΟΝΤΩΚΙΝΗΣΗ ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ ΕΙΔΗ ΚΩΝΙΚΩΝ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ 4 4. ΣΧΕΣΕΙΣ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ-ΑΡΧ1ΚΩΝ ΔΙΑΜΕΤΡΩΝ -ΔΟΝΤΙΩΝ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΩΝΙΚΩΝ ΤΡΟΧΩΝ ΜΕ ΕΥΘΗΓΡΑΜΜΗ ΟΔΟΝΤΩΣΗ ΚΑΙ ΓΩΝΙΑ ΑΞΟΝΩΝ ΖΕΥΓΑΡΙ ΑΤΕΡΜΟΝΑ ΚΟΧΑΙΑ-ΟΔΟΝΤΩΤΟΥ ΤΡΟΧΟΥ ΠΑΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΜΕ ΑΤΕΡΜΟΝΑ-ΚΟΡΩΝΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΤΕΡΜΟΝΑ-ΚΟΡΩΝΑΣ ΤΥΠΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΟΔΟΝΤΩΣΗΣ ΑΤΕΡΜΟΝΑ ΚΟΧΑΙΑ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΙ ΣΧΕΣΕΙΣ ΑΥΤΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ Β ' ΚΙΒΩΤΙΟ ΤΑΤΥΤΗΤΩΝ 1. ΤΥΠΟΙ ΚΥΒΩΤΙΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΘΕΣΕΙΣ ΚΥΒΩΤΙΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΜΕΡΗ ΚΥΒΩΤΙΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΚΥΡΙΕΣ ΟΜΑΔΕΣ ΤΡΟΧΩΝ ΚΥΒΩΤΙΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΚΥΒΩΤΙΟ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΤΥΠΟΥ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΕΜΠΑΟΚΗΣ ΚΑΙ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟ... 26

3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Γ' ΑΙΑΦΟΡΙΚΑ A ΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ 1. ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΚΙΝΗΣΗ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΣΘΜΒΑΤΙΚΟΥ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΥ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟ ΜΕ ΑΝΑΣΤΟΑΕΑ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΗΣ ΟΑΙΣΘΗΣΗΣ ΗΑΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΕΑΕΓΧΟΣ ΣΤΟ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ...35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Δ ' ΚΑ ΤΑΣΚΕΥΗ ΟΑΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ 1. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΞΕΙΑΗΓΜΕΝΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ ΕΡΕΑΑΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ ΜΕ ΚΟΠΗΚΑ ΕΡΓΑΑΕΙΑ ΜΟΡΦΗΣ ΕΡΕΑΑΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΕΣ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ ΚΥΑΙΣΕΩΣ ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΑΕΓΧΟΣ ΥΑΙΚΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ε' ΛΙΠΑΝΣΗ ΟΑΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ 1. ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΙΡΙΣΤΙΚΑ ΑΙΠΑΝΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΙΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΙΠΑΝΣΗ ΕΙΔΗ ΑΙΠΑΝΤΙΚΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ζ' ΑΙΑΕΝΩΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΩΝ A ΥΤΟΜΑ ΤΗΣ ΜΕΤΑΑΟΣΗΣ 1. ΔΙΑΓΝΩΣΗ ΠΡΟΒΑΗΜΑΤΩΝ ΕΠΙΠΕΔΟ ΥΓΡΩΝ - ΔΙΑΡΡΟΕΣ ΚΩΔΙΚΟΙ ΣΦΑΑΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΔΙΑΓΝΩΣΗ ΣΦΑΑΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ ΡΟΠΗΣ...61

4 0 \0.\ΤΩ Τ0Ι ΤΡΟΧΟΙ A. ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Γ ενικά Όπως γνωρίζουμε για να πετύχουμε τη μετάδοση κίνησης από έναν άξονα σε άλλον χρησιμοποιούμε κυρίως τους Ιμάντες, τις Αλυσίδες και τους οδοντωτούς τροχούς. Όμως, επειδή αρκετές φορές η θέση των δύο ή περισσότερων κινούμενων αξόνων είναι τέτοια, ώστε σε συνδιασμό με τις απαιτήσεις της μετάδοσης κίνησης κρίνεται αναγκαία η χρησιμοποίηση άλλων μέσων όπως οι αρθωτοί σύνδεσμοι (σταυροί) τα διάφορα άλλα είδη συνδέσμων (κόπλερ), συμπλεκτών κλπ. Εδώ θα ασχοληθούμε με την οδοντοκίνηση τους συνδέσμους αξόνων, τους συμπλέκτες, τα κιβώτια ταχυτήτων, τα διαφορικά και γενικότερα με την εφαρμογή τους στο αυτοκίνητο. /. Ο δ ο ντο κ ίνη σ η Η οδοντοκίνηση αποτελεί ίσως τον αρχαιότερο και το δυσκολότερο από πλευράς εφαρμογής τρόπο μετάδοσης κίνησης. Δεν παύει όμως να συγκαταλέγεται σε μια από τις σπουδαιότερες ανακαλύψεις. Από τα ουσιαστικότερα πλεονεκτήματα του συστήματος είναι η χρησιμοποίηση των οδοντωτών τροχών για τη μετάδοση κίνησης μεταξύ παράλληλων, τεμνόμενων και ασύμβατων αξόνων. Επίσης, σοβαρό πλεονέκτημα αποτελεί η μεγάλη ασφάλεια λειτουργίας που σε συνδυασμό με τη μεγάλη διάρκεια ζωής και τη μικρή συντήρηση θα μπορούσε να χαρακτηρίσει αυτό το σύστημα της μετάδοσης κίνησης σαν το οικονομικότερο παρά το μεγάλο αρχικό κόστος εγκατάστασης. Τα μειονεκτήματα του συστήματος, για το οποίο γίνεται λόγος, θα μπορούσαμε να τα περιορίσουμε στη μη ελασπκή μετάδοση των δυνάμεων, στη θορυβώδη λειτουργία στην έλλειψη αξιόλογης γκάμας οδοντωτών τροχών στο εμπόριο και φυσικά στο υψηλό κόστος κατασκευής τους.

5 OSOSTQTOl ΤΡΟΧΟ! 2. Ο δοντω τοί τροχοί Οι οδοντωτοί τροχοί (δύο ή και περισσότεροι) αποτελούν το μοναδικό μέσο μιας οδοντοκίνησης. Κατασκευάζονται από μέτα>-λα ή βιομηχανικά πλαστικά ανάλογο με το είδος του μηχανήματος τις συνθήκες λειτουργίας και τη μεταφερόμενη ισχύ. Οι μορφές των οδοντωτών τροχών ποικίλλουν ανάλογα με τη θέση των αξόνων που πρόκειται να κινήσουν και τις ιδιαιτερότητες της κατασκευής. Συνοπτικά θα μπορούσαμε να ξεχωρίσουμε τρεις βασικές κατηγορίες οδοντωτών τροχών, τους παράλληλους, με ευθεία,εσωτερική.κεκλιμένη ή γωνιώδη οδόντωση), τους κωνικούς (με ευθεία, κεκλιμένη η καμττύλη οδόντωση και τέλος τον ατέρμονα κοχλία και τους ελικοειδείς οδοντωτούς τροχούς. (Σχ. A. 1) Στη συνέχεια θα προσπαθήσουμε να αναφερθούμε σε κάθε μια από τις παραπάνω κατηγορίες περιληπτικά, με στόχο την ενημέρωση για μια σωστή επιλογή, το στοιχειώδη υπολογισμό, την κατασκευή των οδοντωτών τροχών και τέλος την τυποποίησή τους, όπου είναι δυνατή, με σκοπό την αντιμετώπιση του κόστους και τις εναλλαξιμότητάς τους. Μ iiapcl/j.ij/.oi οδοντωτοί τροχοί με κεκλιμένη οδόντωση. Κωνικοί οδοντωτοί τροχοί Παράλληλοι οδοντωτοί τροχοί με ευθεία οδόντωση. 1 3 % A τέρμονας-κοχλίας r

6 ΟΑΟ.\ΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Π εριγραφή Με τους κωνικούς οδοντωτούς τροχούς, όπως είδατε στην αρχή του κεφαλαίου και όπως φαίνεται και στο σχήμα Α.2, μπορούμε να συνδέσουμε ατράκτους που οι γεωμετρικοί τους άξονες τέμνονται. Επίσης μπορούμε να συνδέσουμε ασύμβατες ατράκτους. Σχ. A. 2 Κωνικοί οδοντωτοί τροχοί. Η γωνία των ατράκτων δ είναι συνήθως 90, αλλά σε μερικές περιπτώσεις είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από 90. Αυτές οι τρεις περιπτώσεις φαίνονται στο σχήμα A. 3. Σχ. A. 3. Κωνικοί τροχοί με διαφορεηκιί γωνία ατράκτων. Τα δόντια ενός κωνικού οδοντωτού τροχού σχηματίζονται πάνω σ' ένα κόλουρο κώνο (Σχ. A. 2) και έχουν, όπως θα δούμε στην επόμενη παράγραφο, διάφορες μορφές. Για να εργασθούν καλά, χωρίς θόρυβο και πρόωρη φθορά, πρέπει να γίνουν με αρκετή ακρίβεια και επιπλέον να συναρμολογηθούν σωστά.

7 o m \T Q T O i ΤΡΟΧΟΙ Για την κατασκευαστική διαμόρφωση της πλήμνης και του κορμού ισχύουν τα όσα αναφέραμε για τους τροχούς με παράλληλη οδόντωση. Χρησιμοποιούνται συνήθως για σχέση μετάδοσης μέχρι 6, που σημαίνει ότι χρησιμοποιούνται για μεταβολή των στροφών κατά 6 φορές. 3. Είδη κιογικώ ν οδοντίοτώ ν τροχών Τους κωνικούς τροχούς μπορούμε να τους ξεχωρίσουμε σε είδη ως εξής; Κωνικοί τροχοί με γωνία γεωμετρικών αξόνων 90. Κωνικοί τροχοί με οξεία ή αμβλεία γωνία των γεωμετρικών αξόνων Τροχοί με ίσα δόντια. Αυτά έχουν τη διεύθυνση της γενέτειρας του κώνου και αν προεκταθούν περνάμε από την κορυφή του κώνου (σχ. A. 4). Τροχοί με λοξά δόντια (σχ. A. 4 β ). Τροχοί με καμπυλωτά δόντια. Η καμπύλη μπορεί να είναι σπείρα (σχ. Α. 4 γ), εξειλιγμένη (σχ.α. 4 δ) ή τόξο κύκλου (σχ. A. 4 ε). (α) (β) (y) (δ) (ε) Σχ. Α. 4. Μορφές δο\ Τίών κωνικών τροχών, α. ΕυΟνγραμμη οδόντωση, γ. Σπεψοειδής οδόχτωση. ε. Τοξωτή οδόντωση, β. Λοξή οδόντωση. <5. Οδόντωση με εξειλιγμένη καμπύ/.η.

8 ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ 3. Ανάλογα με τη θέση των Κωνικοί τροχοί με τεμνόμενους γεωμετρικούς άξονες.(σχ. Α.2 και Σχ.Α.3) Κωνικοί τροχοί με ασύμβατους γεωμετρικούς άξονες.(σχ.α. 5). Σ χ.α.5 Οι τροχοί αυτοί λέγονται και υποειδείς τροχοί. Είναι όμως περισσότερο γνωστοί ως τροχοί Χάιποϊντ. Οι τροχοί Χάιποϊντ χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο στη γωνιακή μετάδοση των αυτοκινήτων και μαζί με το διαφορικό μηχανισμό αποτελούν το λεγόμενο διαφορικό. 4. Σ χ έ σ ε ις π ερ ισ τ ρ ο φ ικ ώ ν τα χυτιιτω ν - α ρ χ ικ ώ ν δ ια μ έτ ρ ω ν - δοντιώ ν Οι περιστροφικές ταχύτητες Πι και Πι, οι αρχικές διάμετροι doi και do2 και οι αριθμοί δοντιών Ζ] και Ζ2α ενός ζευγαριού κωνικών τροχών συνδέονται με τις ίδιες ακριβώς σχέσεις που είδαμε στους τροχούς με παράλληλη οδόντωση και στους ελικοειδείς τροχούς, δηλαδή ισχύουν οι σχέσεις: 1. doi*n, ^do2*ii2 2. Zj *11ι = Ζ2 * Γ ε ω μ ετρ ικ ά σ τ ο ιχ εία κ ω νικ ώ ν τροχώ ν μ ε ευ θ ύ γρα μ μ η οδόντω ση και γωνία αξόνω ν 90 Οι πιο απλοί κωνικοί τροχοί είναι αυτοί που έχουν ευθύγραμμα δόντια. Ο σχηματισμός των δοντιών όλων των κωνικών τροχών, με οποιαδήποτε μορφή

9 ΟΑΟΜΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ οδόντωσης, γίνεται σε γραναζοκόπτες κωνικών τροχών. Όμως οι κωνικοί τροχοί με ευθύγραμμα δόντια μπορούν να γίνουν και σε φραιζομηχανές γενικής χρήσεως με κοπτικό εργαλείο μορφής ("μοντούλ"), χωρίς βέβαια να έχουμε απαιτήσεις για ακρίβεια. Επειδή τα δόντια σχηματίζονται πάνω σε κωνικές επιφάνειες, οι διαστάσεις των δοντιών αυξάνονται προοδευτικά από τη μικρή στη μεγάλη διάμετρο. Έτσι το βήμα, οι διάμετροι (αρχική, ποδιού και κεφαλής), το ύψος δοντιού και το μοντούλ είναι μεταβλητά. Το μοντούλ που τυποποιείται είναι αυτό που αντιστοιχεί στο μεγάλο κώνο. Είναι γνωστό ως εξωτερικό μοντούλ. Αν η κοπή γίνει σε φραιζομηχανή γενικής χρήσης τότε το κοπτικό εργαλείο που θα χρησιμοποιηθεί πρέπει ν' αντιστοιχεί στο μικρό κώνο. Αλλά τα κοπτικά εργαλεία είναι φτιαγμένα με τυποποιημένα μοντούλ. Για το λόγο αυτό πρέπει και το μοντούλ που αντιστοιχεί στο μικρό κώνο να έχει μία από τις τυποποιημένες τιμές. Το νούμερο του κοπτικού εργαλείου Σχ.Α.6 Ζευγάρι κωνικών os. εκλέγεται από πίνακα με βάση το φανταστικό τροχών με ευθύγραμμα δόνηα και και όχι τον πραγματικό αριθμό δοντιών. γωνία αξόνων Ζευγάρι ατέρμονα κοχλία - οδοντω τού τροχού Ένας άλλος τρόπος μετάδοσης κίνησης από μία άτρακτο σε μία άλλη είναι με το ζευγάρι ατέρμονα κοχλία - οδοντωτού τροχού. Ο οδοντωτός τροχός που συνεργάζεται με τον ατέρμονα είναι γνωστός ως κορώνα. Το ζευγάρι αυτό χρησιμοποιείται, όταν οι άτρακτοι είναι ασύμβατοι (διασταυρούμενοι στο χώρο χωρίς να τέμνονται), όπως π.χ. στη κατασκευή του σχήματος A. 7.

10 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Ατέρμονας Σχ. A. 7. Μετάδοση κίνησης με ατέρμονα κοχλία και κορώνα.^ α. Μειωτήρας στροφών με ατέρμονα κοχ/ja και κορώνα, β. Ατέρμονας κοχλίας - οδοντωτός τροχός (κορώνα). Κινητήριο στοιχείο κατά κανόνα είναι ο ατέρμονας κοχλίας και μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις μπορεί να είναι η κορώνα. Η δυνατότητα να γίνει η κορώνα κινητήριο στοιχείο εξαρτάται άμεσα από τη γωνία κλίσεως του ατέρμονα. Συνήθως κλείνεται μέσα σ' ένα κιβώτιο και παίρνει το όνομα μειωτήρας στροφών. Έτσι παρεμβάλλεται μεταξύ μιας κινητήριας πολύστροφης μηχανής (π.χ. ενός ηλεκτροκινητήρα) και μιας κινούμενης μηχανής που πρέπει να περιστρέφεται οργά. Ένας τέτοιος μειωτήρας φαίνεται στο σχήμα A. 7. Η σχηματική του παράσταση φαίνεται στο σχήμα A. 8. Το ζευγάρι αυτό χρησιμοποιείται όταν θέλουμε μεγάλη μείωση των στροφών. Μ' αυτό μπορούμε να πετύχουμε μείωση των στροφών μέχρι και 200 φορές. ^ Γ2 ) ^ ί / 1 1 χ \ ----^ Ρ ϊ - 1 Σχ. A. 8 Σχηματική παράσταση ζευγαριού ατέρμονα κοχ/ja - κορώνας. I. Ατέρμονας 2. Κορώνα 3. Κέλυφος

11 ΟΑΟ^ΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ 7. Π λεο νεκ τή μ α τα και μ ε ιο ν ε κ τ ή μ α τ α της μ ετ ά δ ο σ η ς κ ίνη σ η ς με ζευγάρι ατέρμονα κοχλία - κορώ νας Π λεονεκτήματα Με το ζευγάρι ατέρμονα - κορώνα μπορούμε να μειώσουμε τις στροφές μέχρι και 200 φορές (συνήθως μέχρι 60 φορές). Αυτό αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα, γιατί πετυχαίνουμε κάτι που με τα άλαα είδη των τροχών είναι αδύνατο. Μικρό μέγεθος σε σχέση με τα άλλα είδη των τροχών. Αυτό πρέπει να το δούμε και σε σχέση με το αποτέλεσμα που πετυχαίνουμε, δηλαδή σε σχέση με τη μείωση στροφών που μπορεί να μας δώσει. Αθόρυβη λειτουργία. Μεγάλη διάρκεια ζωής. Δυνατότητα αυτοπέδησης. Με κατάλληλη εκλογή της γωνίας κλίσεως (έλικας) η μεταφορά της κίνησης μπορεί να γίνει μόνο από τον ατέρμονα προς την κορώνα και όχι αντίστροφα. Μικρό κόστος αν λάβουμε υπόψη και τη μεγάλη σχέση μετάδοσης που μπορούμε να μεταδώσουμε με κίνηση. Μ ειο νεκ τή μ α τα Αυξημένη απώλεια ενέργειας για την υπερκίνηση της αντίστασης λόγω τριβών. Η απώλεια αυτή φθάνει μέχρι και το 30% της μεταφερόμενης ισχύος. Αυτό σημαίνει ότι ο βαθμός απόδοσης είναι μικρός. Το σύστημα θερμαίνεται και χρειάζεται πρόβλεψη για καλή λίπανση και για απαγωγή της θερμότητας. Η θέρμανση οφείλεται στην μεγάλη τριβή που είπαμε παραπάνω. Αδυναμία μεταφοράς μεγάλης ισχύος. Έτσι ενώ οι ελικοειδείς τροχοί μπορούν να μεταφέρουν ισχύ μέχρι kw ή και περισσότερο το ζευγάρι ατέρμονα - κορώνας μπορεί να μεταφέρει ισχύ περίπου μέχρι 800 kw.

12 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ 8. Π εριγραφή ατέρμονα και κορώ νας Ο ατέρμονος κοχλίας είναι ένας κοχλίας κινήσεως με μια ή περισσότερες αρχές. Ο αριθμός των αρχών επιδρά τόσο στο ρυθμό περιστροφής της κορώνας όσο και στο βαθμό απόδοσης του ζευγαριού. Οι ατέρμονες κατασκευάζονται συνήθως με δεξιόστροφη ελίκωση. Ατέρμονες με αριστερόστροφη ελίκωση χρησιμοποιούνται μόνον όταν υπάρχει κάποιος λόγος και συγκεκριμένα, όταν για δεδομένη φορά περιστροφής κορώνας και ατέρμονα, η δεξιόστροφη ελίκωση δεν μας δίνει στην κορώνα την ζητούμενη φορά περιστροφής. Ο ατέρμονας κοχλίας αποτελεί συνήθως ένα σώμα με την άτρακτο (σχ. Α.9α), αλλά αν έχει διάμετρο αρκετά πιο μεγάλη από τη διάμετρο της ατράκτου μπορεί να τοποθετηθεί σ' αυτή με σφήνα (σχ. Α.9β). Το εξωτερικό του σχήμα είναι συνήθως κυλινδρικό (σχ. Α.9α,β), αλλά και μερικές φορές γίνεται σφαιροειδές (σχ. Α.9γ). Έτσι εδώ ασχολούμαστε μόνο με τους κυλινδρικούς ατέρμονες Σχ. A. 9. Αιαμόρφωση ατέρμονα κοχ/ja Σχ. A. 10. Οδοντωτή στεφάνη κορώνας ως ξεχωριστό κομμάτι.

13 OSOSTQTOI ΤΡΟΧΟΙ Η πλήμνη και ο κορμός της κορώνας διαμορφώνονται όπως και οι οδοντωτοί τροχοί με παράλληλη οδόντωση. Το οδοντωτό τμήμα ά?ιλοτε είναι το ίδιο σώμα με τον τροχό (π.χ. όπως στο σχ. A. 7 )και άλλοτε αποτελεί ξεχωριστό κομμάτι (σχ. A. 10). Ξεχωριστό κομμάτι γίνεται όταν, για λόγους μείωσης των τριβών μεταξύ συνεργαζόμενών δοντιών, επιλεγεί ένα πολύ καλό υλικό (π.χ. ειδικός ορείχαλκος). Σ' αυτή την περίπτωση το υπόλοιπο κομμάτι γίνεται από φθηνότερο υλικό. Το οδοντωτό μέρος της κορώνας γίνεται κατά κανόνα σφαιροειδές και σε μερικές περιπτώσεις κυλινδρικό (σχ. Α. 11). Πρέπει να θυμηθούμε ότι σφαιροειδές λέμε το γεωμετρικό σώμα που προκύπτει από περιστροφή και το οποίο έχει γενέτειρα ένα τόξο κύκλου Σχ. A. Π. Συση'ιματα ατέρμονα κοχλία-κορώνας. α. Ατέρμονας κυλινδρικός- Κορώνα σφαιροειδής, β..ατέρμονας σφαιροειδής- Κορώνα κυλινδρική, γ..ατέρμονας σφαιροειδής- Κορώνα σφαιροειδής.

14 ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ 9. Τυποποιημένες μομφές oόόvτojσης ατέρμονο. Ανάλογα με τον τρόπο που καταστκευάζουμε τα δόντια στους ατέρμονες διακρίνουμε τα είδη που φαίνονται στον τήνακα Α-Ι Πίνακας Α-Ι Είδη οδόντωσης ατερμόνων. Μορφή I A ή (ΖΑ) Νή(ΖΝ) Περιγραφή Στη μορφή A ο ατέρμονος κατασκευάζεται στον τόρνο με κοπτικό εργαλείο τρατιεζοειδούς μορφής, που προχωρεί κάθετα στον άξονα του ^ ατέρμονα(σχ.α12). Η κατατομή του ατέρμονα είναι τραπεζοειδής σε μια αξονική τομή (Σχ.Α.Μα) Στη μορφή Ν ο ατέρμονας κατασκευάζεται όπως και στην περίπτωση της μορφής Α, αλλά το εργαλείο προχωρεί με γωνία ως προς τον άξονα του ατέρμονα (Σχ.Α.13). Η κατατομή του φαίνεται στο σχήμα (Α.14β), που είναι τομή κάθετα στο δόντι. η IJ Κ ή (ΖΚ) Στη μορφή Κ ο ατέρμονας κατασκευάζεται στη φραίζα με δισκοειδές κοπτικό εργαλχίο. Η πλευρά του δονυού είναι εξειλιγμένη καμπύλη, ενώ στις μορφές A και Ν είναι ευθεία. Η κατατομή του φαίνεται στο σχήμα (Α.ΐ4γ) Ε(ΖΕ) Στη μορφή Ε ο ατέρμονας κατασκευάζεται με τη μέθοδο της κυλίσεως και ή πλευρά του δοντιού είναι εξειλιγμένη καμπύλη.η κατατομή του φαίνεται στο σχήμα (Α. 14δ) που είναι τομή κάθετα στο δόντι

15 OSOSTQTOI ΤΡΟΧΟΙ Φορά περιστροφής της κορώνας Η φορά περιστροφής της κορώνας (κινούμενο στοιχείο) εξαρτάται από τη φορά περιστροφής του ατέρμονα κοχλία (κινητήριο στοιχείο) και τη φορά ελίκωσης αυτού και φαίνεται στο σχήμα 1. ί^εξιόστροφος ατέρμονο Αριστερόστροφος ατέρμονος Σχ. Α.15. Φορά περιστροφής τι^ς κορώνας. Σχέση μετάδοσης: Μεταξύ στροφών του ατέρμονα Πι, των αρχών αυτού Ζ], των στροφών της κορώνας και των δοντιών τιις κορώνας Ζτ ισχύει η γνωστή μας σχέση; Ζι*Π =Ζι*η2 ηι/η2=ζ2/ζι Δεν ισχύει όμως η σχέση άοι*πι=άο2*η2,που είδαμε στα άλλα είδη των οδοντοτών τροχών.η σχέση μετάδοσης,σύμφωνα με τον ορισμό που έχουμε δώσει είναι: i = Π /η2=ζ2/ζι

16 0\0Ν Τ Ω Τ 0! ΤΡΟΧΟΙ ίίαράόειγμσ. Για να κινήσουμε μνα μηχανή, που πρέπει να περιστρέφεται με 24rpm, θα χρησιμοποιήσουμε έναν ηλεκτροκινητήρα με 1440rpm και ένα ζευγάρι ατέρμονα κοχλία - κορώνας. Αν ο ατέρμονας έχει 2 αρχές πόσα δόντια πρέπει να έχει η κορώνα; Λ ύση Θα χρησιμοποιήσουμε τη σχέση: Ζι*Π Ζι*Π7 Λύνουμε ως προς Ζζ και έχουμε: Z2=Zi*ri /ni=2*1440 rpm/48rpm=60 Και η σχέση μετάδοσης; i = η,/ιΐ2=1440/48=30 ή ΐ = Ζ,/Ζ,=60/2= Γ εω μ ετρ ικ ά στο ιχεία και σ χέσ εις αυτώ ν Τα γεωμετρικά στοιχεία ενός ζευγαριού ατέρμονα κοχλία - κορώνας φαίνονται στο σχήμα ( Α. 16). Η ονομασία αυτών είναι γνωστή από τους ελικοειδείς τροχούς. Η γωνία κλίσεως των δοντιών συμβολίζεται με το γ και είναι η γνωστή μας από τα σπειρώματα γωνία έλικας. Η γωνία αυτή είναι συμπληρωματική της γωνίας β, που γνωρίσαμε στους ελικοειδείς τροχούς (σχ. Α.16). Οπως στους ελικοειδείς τροχούς έτσι και εδώ έχουμε δύο βήματα. Ενα βήμα ρη σ' επύιεδο κάθετο στο δόνη (σχ. Α.16) και ένα βήμα Ps στον άξονα τον ατέρμονα ή στο μέτωπο του τροχού. Αφού έχουμε κάθετο και μετωπικό βήμα (ρη και Ps) θα έχουμε και δύο μοντούλ, τα κάθετο μοντούλ ιπη και το μετωπικό πη. Κατά το DIN 780 τυποποιημένο είναι το μετωπικό μοντούλ π\ στις τηο κάτω τιμές:

17 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ I Ms I 1 I 1,25 [ 1.6 I 2 I [ 4 [ 5 [ Πρέτιει όμως να τονίσουμε ότι αν η κοτιή της κορώνας δεν γίνει με κοτιτήρα χομπ, που έχα τη μορφή ατέρμονα κοχλία, αλλά με κοινό κοπτήρα μορφής ("μοντούλ") σε φραίζα γενικής χρήσεως τότε πρέπα να πάρει τυποποιημένη τιμή το κάθετο μοντούλ. Επίσης κατά το DEM 3976 ο λόγος της αρχικής διαμέτρου doi του ατέρμονα προς το μέτωπο μοντούλ π\ λέγεται συντελεστής μορφής Ζρ και πρέπει να έχει τις εξής τιμές: I ZFd(, /m, I 7 I 7.5 I 8 I 8.5 I 9 I 9.5 I 10 I ] Για το σχημαπσμό της έλικας ισχύουν τα γνωστά από τους κοχλίες και τους ελικοειδείς τροχούς. Το βήμα της έλικας Η (σχ. Α.16) είναι τόσες φορές μεγαλύτερο από το μετωπικό βήμα Ps (απόσταση δύο δονπών) όσες είναι οι αρχές Ζ\ του ατέρμονα. Η γωνία Οη σε μια τομή κάθετη στο δόνη (σχ. Α. 14) είναι συνήθως Κάθετη τομή στο δόνη 2. Μέτωπο της κορώνας Σχ.Α.16. Σχΐ]μαηκι} πσράστασ}] ζευγαριού ατέρμο\<α κοχ/ja - ατέρμονα.

18 O^O^ TΩTO^ ΤΡΟΧΟΙ Β. ΚΙΒΩΤΙΟ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ Σκοπος Κιβώτιο ταχυτήτων, είναι ένα μηχανικό σύστημα γραναζιών, μέσα σε ένα μεταλλικό κιβώτιο που επιτρέπει στον οδηγό του αυτοκινήτου την αλλαγή σχέσης μετάδοσης της κίνησης από τον κινητήρα στους τροχούς. Προορισμός του κιβώτιου ταχυτήτων είναι: Να ετητρέπεται να αυξηθεί ή να μειωθεί ο αριθμός των στοφών που παίρνουν οι τροχοί, ώστε αντίστοιχα να μειώνεται ή να αυξάνεται η ταχύτητα του αυτοκινήτου, χωρίς προβλήματα σης διάφορες συνθήκες που αυτό θα συναντήσει π.χ. ξεκίνημα, ανέβασμα σε ανηφόρα κλπ. Να συνδέει και αποσυνδέει μόνιμα τον κινητήρα από το υπόλοιπο σύστημα μετάδοσης. Να αντιστρέφει τη φορά κίνησης για να μπορέσει το αυτοκίνητο να κινηθεί προς τα πίσω. 1. Τύποι κιβω τίω ν τα χυτήτω ν Κιβώτιο ταχυτήτων με ολισθαίνοντα γρανάζια Τα κιβώτια αυτά δεν χρησιμοποιούνται σήμερα, γιατί είχαν θορυβώδη λειτουργία και αυτό ήταν ένα σημαντικό μειονέκτημα. Στα κιβώτια αυτά, η αλλαγή τω ταχυτήτων γίνεται με την μετακίνηση των γραναζιών.

19 OSOyTQTOI ΤΡΟΧΟΙ Κιβώτιο, ταχυτήτων με μόνιμη εμπλοκή γραναζιών Τα κιβώτια αυτά έχουν γρανάζια με λοξά δόντια, μόνιμα εμπ>.εγμένα μεταξύ τους, Η αλλαγή ταχυτήτων γίνεται με την πλευρική σύμπλεξη βοηθητικών γραναζιών, όπως φαίνεται στο (Σχ.Β.1). Δεν έχουν θορυβώδη λειτουργία αλλά υπάρχει δυσκολία στην αλλαγή των ταχυτήτων. Σχ.Β.1. Κιβώτιο ταχυτι}των με ίσια δόντια,για njv ayj.ayij ταχυτήτων μετακινού\ύαι τα γρανάζια των αντίστοιχων ταχυτήτων Σχ.Β.2. Κιβώτιο ταχυτιίτων με μόνιμη εμπλοκή των γραναζιών και πλευρικι} σύνδεση των ταχυτήτων.

20 O A p y r n m i τρ ο χ ο ί KifkijTio. ταχυτήτων με μόνιμη εμπλοκή γρανσζιών και σύστημα. σνγ/χ)ονισμού(σχ.β.2) Είναι κιβώτια ταχυτήτων, όμοια με τα προηγούμενα, με την διαφορά ότι στην πλευρική σύμπλεξη των γραναζιών χρησιμοποιείται σύστημα συγχρονισμού της ταχύτητας περιστροφής των γραναζιών για πιο ομαλή σύμπλεξη και αποσύμπλεξη. Δεν έχουν θορυβώδη λειτουργία και η αλλαγή των ταχυτήτων γίνεται εύκολα. Σχ.Β.3. Αιάταςη των αξόνων κιβωτίου ταχυτήτων με 4 ταχύτητες και όπισθεν. Α-ΠρωτεύοΐΎας άξονας Β. Ενδιάμεσος άξονας Γ.Άξονας όπισθεν Α.Αευτερεύων άξονας

21 osoymmi τ ρ ο χ ο ί Αυτόματα κφώτια ταχυτήτοίν. Στα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων υπάρχουν κάποιες θέσεις ετηλογής, όπως όπισθεν, νεκρά, κανονική πορεία κλπ. Στη θέση της κανονικής πορείας το αυτοκίνητο μπορεί να αντιμετωπίσει όλες τις ανάγκες κατά την πορεία του. Ημιαυτόματο κιβώτιο ταχυτήτοη. Είναι ένας συνδυασμός αυτόματου και απλού κιβώτιου ταχυτήτων. Στα ημιαυτόματα κιβώτια υπάρχει ένα σύστημα επιλογής των ταχυτήτων, δεν υπάρχει όμως ποδόπληκτρο (πεντάλ) για το συμπλέκτη. 2. Θ έσεις κιβojτίoυ ταχυτήτων Παλαιότερα. το κιβώτιο ταχυτήτων το τοποθετούσαν πιο μακριά από τον κινητήρα και η κίνηση έφτανε μέχρι αυτό με τη βοήθεια κάποιου εύκαμπτου άξονα. Σήμερα, το κιβώτιο ταχυτήτων συνδέεται πάνω στον κινητήρα με μία σχεδόν κωνική προέκταση της θήκης του κιβωτίου που μέσα εκεί τοποθετείται ο συμπλέκτης (χελώνα). Η θέση του στο χώρο του αυτοκινήτου εξαρτάται κατά κύριο λόγο από το αν η κίνηση μεταφέρεται στους πίσω ή στους μπροστινούς τροχούς. Αν η κίνηση είναι στους πίσω τροχούς τότε το κιβώτιο ταχυτήτων βρίσκεται κάτω από το μπροστινό τμήμα της καμπίνας των επιβατών μεταξύ κινητήρα και κεντρικού άξονα Σχ.Β.4. Τυπικό κιβώτιο ταχυτι}των και κινητι}ρας FORD CORTINA για μετεφορά κίνησης στον πίσω άξονα - τροχούς.

22 O^OSTQTOI ΤΡΟΧΟΙ Αν η κίνηση είναι μπροστά τότε το κιβώτιο ταχυτήτων βρίσκεται μπροστά στον χώρο της μηχανής και στο ίδιο κέλυφος που περιλαμβάνονται ο συμπλέκτης και το διαφορικό (Σχ. Β.5.). Σχ.Β.5. Κινητιϊρας - κιβώτιο ταχυτήτων - διαφορικό. Μια τυπική γιάταςη«πακέτο» για ΊΊ] μεταφορά κίνησης στους μπροστινούς τροχούς. 3. Μ έρη κιβω τίου τα χυτήτω ν Ένα τυπικό κιβώτιο ταχυτήτων αποτελείται από τα παρακάτω μέρη.

23 0\ΟΜΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ I. Θήκη Η θήκη είναι το κιβώτιο (κέλυφος), που μέσα σε αυτό τοποθετούνται όλοι οι μηχανισμοί λειτουργίας του κιβωτίου ταχυτήτων είναι κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο ή διάφορα κράματα αλουμινίου. Εκτός από τις διάφορες υποδοχές που έχει για τους άξονες, τη στήριξή του κλπ. Έχει δύο τρύπες που καλύπτονται με βιδωτές τάπες (πώματα). Η μια από αυτές τις τάπες, βρίσκεται στο χαμηλότερο σημείο και χρησιμεύει για να αδειάζεται το λιπαντικό από το κιβώτιο. Η τάπα αυτή συνήθως έχει στο εσωτερικό της ένα μαγνήτη για να συγκρατεί τα διάφορα ρινίσματα που προέρχονται από τις φθορές λειτουργίας. Η άλλη τάπα βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο και χρησιμεύει για το γέμισμα του κιβωτίου με λιπαντικά. 2. Άξονες -Γρανάζια (Σχ. Β.7.). Κάθε κιβώτιο ταχυτήτων με τέσσερις ή πέντε ταχύτητες μαζί με την όπισθεν, έχει τέσσερις άξονες που πάνω τους βρίσκονται τοποθετημένα τα γρανάζια των ταχυτήτων.

24 0\0ΝΤΩΤ01 ΤΡΟΧΟΙ npojte0o\ To.g άξονας ή πριζ-ντφέκτ ή άξονας εισόδου. Είναι ο άξονας εισόδου που παίρνει την κίνηση με το συμπλέκτη από τον κινητήρα και τη μεταφέρει στο κιβώτιο ταχυτήτων. Αποτελείται από ένα πολύσφηνο που βρίσκεται στην άκρη του άξονα και έξω από τη θήκη. Πάνω στο πολύσφηνο αυτό (καρέ), στερεώνεται ο δίσκος του συμπλέκτη. Ο άξονας καταλήγει σε ένα γρανάζι που δίνει συνέχεια κίνηση στο δευτερεύοντα άξονα. Το γρανάζι αυτό πλευρικά έχει ακόμα ένα σύστημα εμπλοκής για να συνδέεται ή να αποσυνδέεται με τον δευτερεύοντα άξονα. Ενδιάμεσος άξονας (Σχ. Β.8.). Ο ενδιάμεσος άξονας ή βοηθητικός ή τετραπλούς ή πολλαπλούς είναι ένας ολόσωμος άξονας μαζί με τα γρανάζια. Αποτελείται από ένα γρανάζι που βρίσκεται μόνιμα σε εμπλοκή με το γρανάζι του πρωτεύοντα και περιστρέφεται πάντα, κάθε φορά που περιστρέφεται ο πρωτεύοντας άξονας. Αποτελείται ακόμα από μία σειρά γραναζιών ανάλογα με τις ταχύτητες. Σχ.Β.8. Γρανάζια του πρωτεύοντα ενδιάμεσου άξονα και T7/c όπισθεν.

25 ΟΑΟ.\ΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Αεντερεύοντας άξονας. Ο δευτερεύοντας άξονας είναι συνήθως προέκταση (Σχ.Β.7.) του πρωτεύοντα άξονα και με ένα σύστημα εμπλοκής μπορεί να περιστρέφεται μαζί με τον πρωτεύοντα(όταν βρίσκεται σε εμπλοκή), ή να περιστρέφονται σαν δυο διαφορετικοί άξονες. Πάνω στο δευτερεύοντα άξονα βρίσκονται τα γρανάζια των ταχυτήτων. Σε ένα κλασικό κιβώτιο ταχυτήτων,όπως στο σχ. Β.9. που δεν υπάρχει σύστημα συγχρονισμού,ο άξονας έχει σε όλο του το μήκος ένα πολύσφηνο. Πάνω στο πολύσφηνο αυτό μπορούν να κινηθούν τα γρανάζια δεξιά και αριστερά. Όταν ένα από τα γρανάζια του δευτερεύοντα άξονα μετακινηθεί και έρθει εμπλοκή με το αντίστοιχο γρανάζι του ενδιάμεσου, τότε η κίνηση μεταδίδεται ως εξής. Από τον πρωτεύοντα στον ενδιάμεσο, από τον ενδιάμεσο στον δευτερεύοντα και από τον δευτερεύοντα στον κεντρικό άξονα. Ανάλογα τώρα με το ποιο γρανάζι του δευτερεύοντα βρίσκεται σε εμπλοκή με τον ενδιάμεσο άξονα δίνει την αντίστοιχη ταχύτητα. Για τη μεγαλύτερη ταχύτητα εμπλέκεται κατ ευθείαν ο πρωτεύοντας άξονας με τον δευτερεύοντα. Άρα όσες στροφές έχει ο κινητήρας τόσες στροφές έχει και ο δευτερεύοντας άξονας. Τέλος πάνω στο δευτερεύοντα άξονα, στη άκρη του κοντά στην έξοδό του από τη θήκη υπάρχει ένα σταθερό ως προς τον άξονα γρανάζι με ελικοειδή ή λοξή οδόντωση που έρχεται σε μόνιμη εμπλοκή με το γρανάζι που δίνει κίνηση στη ντίζα του μετρητή της ταχύτητας. Σχ.Β. 9. Κλασικό κιβώτιο ταχυτήτων με ολισθαίνοντες οδντωτούς τροχούς.

26 ΟΑΟ.\ΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Άξονας της όπισθεν. Ο άξονας της όπισθεν είναι ο μικρότερος άξονας του συστήματος και πάνω του περιστρέφεται ένα μόνο γρανάζι, το γρανάζι της όπισθεν. Όταν αυτό το μετακινηθεί από το λεβιέ, εμπλέκει τα αντίστοιχα γρανάζια του ενδιάμεσου και του δευτερεύοντα άξονα. Άρα αντιστρέφεται η κίνηση περιστροφής του δευτερεύοντα άξονα. 3. Έδρανα ή ρουλεμάν Οι παραπάνω άξονες για τη σωστή λειτουργία τους περιστρέφονται σε ρουλεμάν(τριβείς κύλισης).τα ρουλεμάν αυτά μπορεί να είναι ένσφαιρα (με μπίλιες) ή με κυλινδράκια, ανάλογα με το είδος του φορτίου που δέχεται το καθένα και τη σχεδίαση της κατασκευής. Ο άξονας της ότησθεν, είναι συνήθως σταθερός, δεν περιστρέφεται αλλά γυρίζει ελεύθερα πάνω σε αυτόν το γρανάζι της όπισθεν. 4. Σύστημα αλίαγής ταχυτήτων(σχ.β.10.) Η μετακίνηση των γραναζιών του δευτερεύοντα άξονα για την σύμπλεξη ή αποσύμπλεξη των γραναζιών των ταχυτήτων με τα αντίστοιχα γρανάζια του ενδιάμεσου γίνεται με τους επιλογείς (φουρκέτες ή δίχαλα), που είναι περασμένοι μέσα στην αντίστοιχη εγκοπή(αυλάκι), την οποία έχει στα πλάγια κάθε γρανάζι εμπλοκής(κομπλέρ). Η κάθε φουρκέτα στερεώνεται πάνω σε μια οδηγό ράβδο(βέργα), που έχει τρεις θέσεις και καθορίζονται από μια εγκοπή. Η μια άκρη της ράβδου κινείται μέσα σε μια τρύπα που σχηματίζεται από τη θήκη του κιβωτίου. Στην τρύπα αυτή υπάρχει σε κάποιο σημείο μια μττίλια με ένα ελατήριο. Όταν η ράβδος μετακινηθεί και μια από τις εγκοπές που έχει συμπέσει με τη θήκη της μπίλιας, τότε η μπίλια μπαίνει μέσα στην εγκοπή και η ράβδος δεν μπορεί να μετακινηθεί αν δεν δεχτεί ορισμένη πίεση από το μοχλό αλλαγής των ταχυτι)των. Η μεσαία εγκοπή, αντιστοιχεί στη νεκρά θέση, ενώ οι άλλες δύο σε αντίστοιχη εμπλοκή των γραναζιών του δευτερεύοντα με τον ενδιάμεσο. Η άλλη άκρη τιις ράβδου έχει μια εγκοπή σε σχήμα Π. Μέσα στην εγκοπή αυτή έρχεται και μπαίνει ο μοχλός επιλογής ταχυτήτων για να σπρώξει τη ράβδο δεξιά ή αριστερά, ώστε να εμπλακεί η ταχύτητα που εμείς θέλουμε.

27 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Αντιδιαμετρικά από τη μεσαία εγκοπή της κάθε ράβδου υπάρχει άλλη μια εγκοπή. Ανάμεσα τώρα στις δύο ράβδους υπάρχει μια ασφάλεια διπλής εμπλοκής που εμποδίζει την εμπλοκή δύο ταχυτήτων ταυτόχρονα. Η ασφά>^ια αυτή, είναι ένας μικρός κύλινδρος με σφαιρικά άκρα και το μήκος του είναι όση η απόσταση μεταξύ των δύο ράβδων, συν το βάθος της εγκοπής της μιας ράβδου. Για να μπορέσει να μετακινηθεί η μια ράβδος πρέπει η άλλη να έρθει στη νεκρή θέση. Έτσι το κυλινδράκι εισέρχεται στην εγκοπή και ελευθερώνει την πρώτη ράβδο για να μπορέσει να μετακινηθεί. Το σύστημα αυτό εμποδίζει την ταυτόχρονη εμπλοκή δύο ταχυτήτων μαζί, πράγμα που αν γινόταν θα είχε καταστρεπτικές συνέπειες. 4. Κύριες ομάδες τροχών κιβωτίου ταχυτήτων Όπως αναλυτικά αναφέρθηκε παραπάνω, οι ομάδες των γραναζιών ενός κυβώτιου ταχυτήτων είναι: Το γρανάζι του πρωτεύοντα. Δίνει συνέχεια κίνηση στον ενδιάμεσο άξονα.

28 OAOyTQTOJ ΤΡΟΧΟΙ Τα γρανάζια του ενδιάμεσου άξονα. Περιστρέφονται συνέχεια και αποτελούν ένα σώμα με τον άξονα. Τα γρανάζια του δευτερεύοντα άξονα. Η σύμπλεξη των γραναζιών αυτών δίνει την επιθυμητή ταχύτητα. Το γρανάζι της όπισθεν. 5. Κιβώτια ταχντήτιυν τύπου σταθερής εμπλοκής και με συγχρονισμό Τα κιβώτια αυτά χρησιμοποιούνται σήμερα από τις περισσότερες αυτοκινητοβιομηχανίες. Για να εμπλακούν δύο γρανάζια μεταξύ τους πρέπει οι περιφερειακές ταχύτητές τους να είναι σχεδόν ίδιες. Σε διαφορετική περίπτωση, τα γρανάζια είναι δύσκολο να εμπλακούν και κατά την εμπλοκή τους δημιουργούν φθορές και θόρυβο. Χρειάζεται μάλιστα αρκετή εμπειρία από τον οδηγό για να επιτύχει το συγχρονισμό της περιφερειακής ταχύτητας των γραναζιών και να εμπλακούν ομαλά μεταξύ τους. Για τους παραπάνω λοιπόν λόγους χρησιμοποιείται στα κιβώτια μόνιμης εμπλοκής, ένα σύστημα συγχρονισμού που προορισμό έχει να εξισώνει τις περιφερειακές ταχύτητες των γραναζιών, οι οποίες πρόκειται να εμπλακούν. Στα κιβώτια αυτά υπάρχουν τα ίδια εξαρτήματα με τα κιβώτια που προαναφέρθηκαν. Δηλαδή ο πρωτεύοντας άξονας, ο ενδιάμεσος ή βοηθητικός και ο δευτερεύοντας. Τα γρανάζια των ταχυτήτων του δευτερεύοντα άξονα βρίσκονται σε μόνιμη εμπλοκή με τα γρανάζια του ενδιάμεσου άξονα και για αυτό χρησιμοποιείται και λοξή οδόντωση που έχει μικρότερο θόρυβο κατά την λειτουργία. Στο (Σχ.Β.11) διακρίνεται το γρανάζι της πρώτης ταχύτητας. Το εσωτερικό του είναι λείο και περιστρέφεται ελεύθερα ως προς τον άξονα. Στο σύστημα συγχρονισμού διακρίνεται το εσωτερικό πολύσφηνο που το αναγκάζει να περιστρέφεται σταθερά μαζί με τον άξονα. 1) Γρανάζι πρώττις ταχύτητας. 2) Πλευρική οδόντωστ) γραναζιού.

29 ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ 3) Κωνική επιφάνεια. 4) Δαχτυλίδι συγχρονισμού. 5) Εξωτερική οδόντωση. 6) Ελατήριο δαχτυλιδιού συγχρονισμού. 7) Ασφάλειες(βαρκάκια). 8) Εσωτερικό πολύσφηνο. 9) Εξωτερικό πολύσφηνο. 10) Εσωτερική οδόντωση εξωτερικού δαχτυλιδιού. 11) Υποδοχή φουρκέτας(δίχαλου). 12) Δαχτυλοειδή αυλάκια. Τα γρανάζια του δευτερεύοντα άξονα βρίσκονται ελεύθερα ως προς τον άξονα γιατί περιστρέφονται πάνω σε δαχτυλίδια. Μεταξύ δυο γραναζιών, ο άξονας έχει πολύσφηνο και πάνω σε αυτό κινείται το σύστημα του συγχρονισμού. Σχ.Β.11. Απλή διάταξη ενός συστι]ματος συγχρονισμού Ένα τυπικό σύστημα συγχρονισμού αποτελείται από τα εξής μέρη: 1. Ο εσωτερικός δακτύλιος (γρανάζι). Μπορεί και κινείται πάνω στο πολύσφηνο του δευτερεύοντα άξονα δεξιά και αριστερά. Στα πλάγια δεξιά έχει τους κώνους συγχρονισμού (συγχρονιζέ) και στην εξωτερική επιφάνειά του έχει τις τρύπες που στερεώνονται οι

30 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ σφαιρικές ασφάλειες. Φέρει ακόμα και την οδόντωση που σε αυτή κινείται το εξωτερικό δαχτυλίδι. 2. Το εξωτερικό γρανάζι (δακτύλιος ή κομπλ.έρ). Ο εξωτερικός δακτύλιος φέρει και αυτός στο εσωτερικό του αντίστοιχη οδόντωση για να μπορεί να κινείται δεξιά και αριστερά πάνω στον εσωτερικό δακτύλιο. Έχει ακόμα και τις αντίστοιχες εγκοπές για τις σφαιρικές ασφάλειες. Στην εσωτερική του επιφάνεια φέρει περιφερειακά ένα αυλάκι που μέσα σε αυτό μπαίνει η φουρκέτα. Ας δούμε όμως πως λειτουργεί αυτό το σύστημα συγχρονισμού. Έστω ότι οδηγός θέλει να εμπλέξει μια από τις δύο ταχύτητες. Σπρώχνοντας τον λεβιέ προς την ταχύτητα που θέλει, η φουρκέτα που βρήσκεται περασμένη στην εγκοττή του συγχρονιζέ, σπρώνουν το συγχρονιζέ προς το γρανάζι της ανίστοιχης ταχύτητας που περιστρέφεται ελεύθερα. Πρώτα, έρχεται σε επαφή ο εσωτερικός κώνος συγχρονισμού με τον αντίστοιχο εξωτερικό κώνο που βρίσκεται στα πλάγια του γραναζιού. Μόλις έρθουν σε επαφή οι δύο κωνικές ετηφάνιες (εξαιτίας της τριβής και επειδή ο οδηγός πιέζει τον λεβιέ ταχυτήτων), αρχίζει να περιστρέφεται το σύστημα συγχρονισμού. Παίρνει κίνηση από το γρανάζι και την μεταδίδει με το πολύσφηνο στον ενδιάμεσω άξονα. Έτσι, εξισώνονται οι περιφεριακές ταχύτητες των γραναζιών. Στη συνέχεια και εξαιτίας της πίεσης που ασκείται από την φουρκέτα πάνω στον εξωτερικό δακτύλιο, οι σφαιρικές ασφάλειες υποχωρούν και η εσωτερική οδόντωση του δακτυλίου έρχεται σε εμπλοκή με την πλευρική εξωτερική οδόντωση του γραναζιού. Εύκολα πια αφού οι περιφερειακές ταχύτητες των γραναζιών έχουν εξισωθεί. Ο εξωτερικός δακτύλιος εμπλέκει το γρανάζι της ταχύτητας με τον εσωτερικό δακτύλιο και έτσι μεταφέρεται σταθερά πια η κίνηση από το γρανάζι στο συγχρονιζέ και από εκεί στον ενδιάμεσο άξονα.

31 0\ΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Τα κιβώτια ταχυτήτων με σύστημα συγχρονισμού όταν βρίσκονται στη νεκρά θέση (ταχύτητα), δεν ακινητοποιούν κανένα γρανάζι σε σχέση με το δευτερεύοντα άξονα. Ο ενδιάμεσος άξονας περιστρέφεται ελεύθερα, αλλά όμως ελεύθερα περιστρέφονται και τα γρανάζια του δευτερεύοντα. Αυτό συμβαίνει γιατί τα γρανάζια του δευτερεύοντα άξονα περιστρέφονται πάνω σε δαχτυλίδια. Λρα δεν μεταφέρουν την περιστροφή τους στον άξονά τους, ενώ τα συστήμα συγχρονισμού βρίσκονται και κινούνται επάνω σε πολύσφηνο άξονα. Τα γρανάζια με ίσια οδόντωση συνήθως δεν είναι συγχρονιζέ. Το γρανάζι της πρώτης ταχύτητας κινείται και εμπλέκεται (με συγχρονισμό), με το αντίστοιχο γρανάζι του ενδιάμεσου ή βοηθητικού άξονα. Το γρανάζι της δεύτερης ταχύτητας με ελικοειδή οδόντωση (πλάγια) εμπλέκεται σταθερά με το αντίστοιχο γρανάζει του ενδιάμεσου άξονα. Τογρανάζι της τρίτης ταχύτητας κινείται με την βοήθεια του κόμπλερ και εμπλέκεται με το αντίστοιχο γρανάζι του ενδιάμεσου άξονα. Η τέταρτη ταχύτητα εμπλέκεται με την μετακίνηση του κόμπλερ και την απευθείας σύμπλεξη του πρωτεύοντα με τον δευτερεύοντα άξονα, με αποτέλεσμα όσες στροφές πάιρνει ο πρωτεύοντας άξονας να παίρνει και ο δευτερεύοντας. Η όπισθεν ταχύτητα εμπλέκεται με ένα γραναζί που κινείται σε ένα ξεχωριστό άξονα. Το γρανάζι αυτό εμπλέκεται μεταξύ του γραναζιού του ενδιάμεσου άξονα, με αποτέλεσμα να αντιστρέφεται η περιστροφή του δευτερεύοντα άξονα (εξόδου).

32 ΟΑΟ.\ΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Γ. ΔΙΑΦΟΡΙΚΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Διαφορικό είναι ο μηχανισμός που σκοπό έχει να επιτρέπει στους δύο κινητήριους τροχούς στα προσθιοκίνητα ή οπισθιοκίνητα οχήματα, ή στους δύο άξονες μετάδοσης στα τετρακίνητα, να περιστρέφονται με διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες και να κατανέμει τη ροπή στρέψης, ανάλογα με τον συντελεστή πρόσφυσης στους κινητήριους τροχούς. Όπως γνωρίζουμε, όταν ένα όχημα κινείται ομαλά διαγράφοντας καμπύλη τροχιά, οι τροχοί που βρίσκονται στην εξωτερική πλευρά της καμπύλης δανύουν μεγαλύτερη απόσταση από τους τροχούς που βρίσκονται στην εσωτερική πλευρά. Αρα, οι εξωτερικοί τροχοί θα πρέπει να στρέφονται ταχύτερα από τους εσωτερικούς. Στην περίπτωση που εξωτερικοί και οι εσωτερικοί τροχοί στρέφονταν από τον κινητήρα με την ίδια ταχύτητα, τότε το όχημα δε θα μπορούσε να διαγράψει καμπύλη τροχιά χωρίς σημαντικές τριβές στα ελαστικά του. Τριβές που θα εκδηλώνονταν ως τάση του οχήματος να «υπακούσευ> στις στροφές που παίρνουν οι τροχοί του: να κινηθεί ευθεία και όχι να διαγράψει καμπύλη τροχιά. Όταν τώρα το όχημα κινείται στην ευθεία και κάποιος από τους κινητήριους τροχούς συναντήσει μια ανωμαλία του οδοστρώματος, π.χ.: ένα σαμαράκι ή μια λακκούβα, θα υπάρξει και σε αυτήν την περίπτωση πρόβλημα, καθώς δεν θα υπάρχει δυνατότητα να διαφοροποιήσει τις στροφές του από τον άλλον τροχό και ολόκληρο το όχημα θα υποστεί μια αποσταθεροποιητική φόρτιση (τράνταγμα) η οποία θα εκδηλωθεί ως τάση εκτροπής του οχήματος. Διαφορικό λοιπόν, είναι ο μηχανισμός που επιτρέπει τη μετάδοση ροπής στρέψης και την μεγέθυνση της στους τροχούς ενός άξονα ή και παραπάνω αξόνων, φροντίζοντας, καθένας από αυτούς, να παραλαμβάνει το ποσοστό ισχύος που του αναλογεί, αλλα και να μπορεί να περιστρέφει τους κινητήριους τροχούς με διαφορετική γωνιακή ταχύτητα λαμβάνοντας υπ όψη την απόσταση που κάθε τροχός πρέπει να δανύσει. Το μέγεθος της μεταφερόμενης ροπής στρέψης καθορίζεται από εκείνον το τροχό, ο οποίος έχει την μικρότερη πρόσφυση στο οδόστρωμα. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι ο διαφορικός μηχανισμός, είναι ο μηαχνισμός που «λαμβάνει πληροφορίες» ανάλογα με την επαφή καθενός κινητηρίου τροχού με το οδόστρωμα και σύμφωνα με

33 O^ONTΩT01 ΤΡΟΧΟΙ αυτές τις πληροφορίες, διαμοιράζει την ισχύ ή τη ροττή του κινητήρα στους άξονες των τροχών. /. Σ ύ σ τη μ α μ ετά δ ο σ η ς της κίνη σ η ς Πριν αναλύσουμε τα τεχνικά θέματα και τις λειτουργίες, θα αναφερθούμε στους σκοπούς του συστήματος μετάδοσης της κίνησης. Αυτοί οι σκοποί είναι οι εξής; 1) Η μεταφορά της περιστροφικής κίνησης του κινητήρα, στους κινητήριους τροχούς. 2) Να μεταβάλλει τις στροφές και την ροπή που παρέχει ο κινητήρας ώστε οι κινητήριοι τροχοί να παίρνουν την απαιτούμενη ελκτική δύναμη για να μπορέσουν να αντιμετωπίζουν τις αντιστάσεις κίνησης του οχήματος. 3) Δυνατότητα αναστροφής κίνησης των τροχών για την οπίσθια πορεία του οχήματος. 4) Αλλαγή της κατεύθυνσης της κινήσεως από ευθύγραμμη σε εγκάρσια έτσι ώστε να φθάνει στους τροχούς. 5) Να δίνει διαφορετική περιστροφική ταχύτητα σε κάθε κινητήριο τροχό, όταν το όχημα κινείται σε καμττύλη τροχιά. 6) Διανομή της κίνησης και της ροπής στους εμπρόσθιους και στους οπίσθιους τροχούς. 2. Ε ξά ρτη μ α σ υμ β α τικού δια φ ο ρ ικ ο ύ Ένα συμβατικό διαφορικό αποτελείται από τα εξής μέρη: 1) Κεντρικός άξονας - Άτρακτος: Από τον άξονα αυτόν, η κίνηση μεταδίδεται στο πινιόν του διαφορικού. 2) Πινιόν; Είναι ένας κωνικός οδοντωτός τροχός, μέσω του οποίου η κίνηση μεταδίδεται από το κεντρικό άξονα στο διαφορικό.

34 0\0ΝΤΩΤ0Ι ΤΡΟΧΟΙ 3) Κορώνα: Είναι μια κωνική οδοντωτή στεφάνη, η οποία μαζί με το πινιόν αποτελούν το ζεύγος της γωνιακής μετάδοσης και αλλάζουν την διεύθυνση της κίνησης κατά 90ο. από τη κεντρική άτρακτο στα ημιαξόνια. 4) Θήκη πλανητικού μηχανισμού - φορέας δορυφόρων: Είναι στερεωμένη πάνω στη κορώνα και περιστρέφεται μαζί με αυτή και φέρει τον κυρίως πλανητικό μηχανισμό. 5) Άξονας δορυφόρων. 6) Π>Λνήτες: Είναι δύο κωνικοί οδοντωτοί τροχοί οτη οποίοι πάντοτε έχουν ευθύγραμμα κωνικά δόντια, λίγο μεγαλίτεροι από τους δορυφόρους. Είναι στερεωμένοι μέσα στη θήκη του διαφορικού και μπ>.εγμένοι μόνιμα με τους δορυφόρους. Ο άξονας τους συμπίπτει με τον άξονα περιστροφής των ημιαξονίων. Με τους πλανήτες συνδέονται τα ημιαξόνια με πολύσφηνα. 7) Δορυφόροι: Είναι συνήθως δύο στον αριθμό αλλά μπορούν να υπάρξουν και 4 κωνικοί οδοντωτοί τροχοί οι οποίοι έχουν πάντοτε ευθύγραμμα κωνικά δόντια, στερεωμένοι στο εσωτερικό της θήκης, με άξονες κάθετους στον άξονα περιστροφής των ημιαξονίων των τροχών. 8) Έξοδος από τροχούς - Ημιαξόνια 3. Αιαφορικό με αναστολέα Όπως γνωρίζουμε, τα συμβαηκά διαφορικά έχουν ένα πολύ σοβαρό μειονέκτημα. Εάν για οποιοδήποτε λόγω ο ένας τροχός χάσει τη πρόσφθσή του (π.χ. πέσει σε λάσπη, βρίσκεται σε πάγο η στον αέρα), τότε δεν παρουσιάζει αντίσταση, και παίρνει όλες τις στροφές. Σε αυτό το σημείο, θα πρέπει να σημειώσουμε ότι το μέγεθος της μεταφερόμενης ροπής, καθορίζεται από τον κινητήριο τροχό, ο οποίος έχει τη μικρότερη πρόσφηση με το οδόστρωμα. Η αντιμετώπιση αυτού του μειωνεκτήματος, γίνεται με συστήματα στα οποία αναστέλλεται ολικάή μερικά η λειτουργία του διαφορικού. Η πρώτη περίπτωση είναι η ολική αναστολή της λειτουργίας του διαφορικού. Η ολική αναστολή επιτυγχάνεται χειροκίνητα ή αυτόματα με τη σταθεροποίηση ορισμένων μερών του διαφορικού μεταξύ τους, έτσι ώστε τα

35 OSOSTQTOI ΤΡΟΧΟΙ δύο ημιαξόνια να λειτουργούν σαν ένας ολόσωμος άξονας. Την ολική αναστολή την εφαρμόζουμε μόνο στα μεγάλα ειδικά οχήματα (στρατιωτικά, ρυμουλκά και άλλα). Η δεύτερη περίπτωση είναι η μερική αναστολή και χρησιμοποιείται στα διαφορικά περιορισμένης - ελεγχόμενης ολίσθησης, στα οποία όταν παρουσιαστεί μεγάλη διαφορά στροφών μεταξύ των δύο τροχών, μειώνεται αυτόματα η λειτουγία του διαφορικού. Τέλος, πρέπει να επισημάνουμε τα μειονεκτήματα. Η ολική αναστολή, προκαλεί φθορά στα ελαστικά λόγω των πολλών δυνάμεων και καταπονήσεων και αυτός είναι ένας από τους λόγους που το χρησιμοποιούμε μόνο στα μεγάλα ειδικά οχήματα. Ο κύριος λόγος που βρίσκει εφαρμογή μόνο σε αυτά τα οχήματ είναι οι περισσότερες ανωμαλίες του οδοστρώματος που συναντάνε σε σχέση με τα επιβατικά οχήματα και οι χαμηλές ταχύτητες κίνησης. Διαφορικό με αναστολέα, είναι το διαφορικό που επιτρέπει με χειροκίνητο τρόπο ή με ηλεκτροκίνητο τρόπο την εμπλοκή των δύο ημιαξονίων των κινητήριων τροχών και τα ετητρέπει να κινηθούν με την ίδια περιστροφική ταχύτητα.» Όπως και στα συμβατικά διαφορικά, έτσι και αδώ υπάρχει το ζεύγος γωνιακής μετάδοσης (κορώνα - τηνιόν) οι πλανήτες και οι δορυφόροι. Υπάχει όμως και ο ωστικός τριβέας που μετακινείται χειροκίνητα ή αυτόματα και αταθεροποιεί διάφορα μέρη του διαφορικού. Τα μέρη του διαφορικού τα οποία μπορούν να σταθεροποιηθούν είναι είτε οι δορυφόροι είτε η θήκη και τα ημιαξόνια. 4. Α ια φ ορικ ά π ερ ιορ ισμένης ολίσ θησης Οι τύποι των διαφορικών περιορισμένης ολίσθησης, κατατάσσονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες. Στη πρώτη κατηγορία υπάρχουν αυτά που «αισθάνονται» την ροπή και στην δεύτερη αυτά που «αισθάνονται» τη ταχύτητα περιστροφής των κινητήριων τροχών. Τα διαφορικά που «αισθάνονται» τη ροπή, χρησιμοποιούν την μηχανική τριβή των εξαρτημάτων τους για να δημιουργήσουν την απαιτούμενη διαφορά ροπής μεταξύ των δύο αξόνων, ανεξάρτητα από την ταχύτητα περιστροφής των τροχών. Τα διαφορικά που «αισθάνονται» την ταχύτητα των τροχών, για να

36 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ ενεργοποιηθούν και να λειτουργήσουν, πρέπει να υπάρχει διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής των τροχών. Τα διαφορικά περιορισμένης ολίσθησης, παρουσιάζονται παρακάτω. Τύποι διαφορικών περιοριμένης ολίσθησης: 7. Με Πολύδισκους συμπ/χκτες Τα πλεονεκτήματα του LSD με πολύδισκους συμπλέκτες είναι: Περιορισμός ολίσθησης των τροχών σε στροφές με μεγάλες ταχύτητες. Διάθεση ισχύς στους τροχούς πιο ομοιόμορφα, όταν προσφέρεται η μεγαλήτερη ισχύ στο σύστημα. Ομοιόμορφη πρόσφηση και καλύτερος έλεγχος του οχήματος κατά την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση. Σε συνθήκες ομαλής οδήγησης, το σύστημα με τους δίσκους αποσυμπλέκεται, για να μειωθούν οι τριβές και το όχημα να στρίβει ευκολότερα. 2. Με Ατέρμονες οδοντωτούς τροχούς Τύπου Torsen 3. Συνεκτικής σύζευξης Η κεντρική μονάδα ελέγχου, αφού λάβει υπόψη της τις συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα και τη δυναμική συμπεριφορά του οχήματος, ρυθμίζει το ποσοστό εμπλοκής του πίσω άξονα. Η λειτουργία του κινητήρα υπολογίζεται από τις στροφές του κινητήρα και από τη θέση του πεντάλ του γκαζιού. Η δυναμική συμπεριφορά υπολογίζεται από τις στροφές από την ταχύτητα του κάθε τροχού, την πραγματική επιτάχυνση του οχήματος, τη θέση του πεντάλ του φρένου και τη λειτουργία του χειρόφρενου. Επίσης η μονάδα ελέγχου του συστήματος των φρένων, ενημερώνει τη μονάδα του Haldex εάν κάποια από τις ειδικές λειτουργίες (ABS, ESP κλπ), έχει ενεργοποιηθεί.όταν

37 ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ αναλυθούν τα δεδομένα, η μονάδα ελέγχου, ελέγχει τη ροττή που μεταδίδεται στον πίσω άξονα, μέσω της βαλβίδας η οποία ρυθμίζει την πίεση στο θδραυλικό κύκ>ω)μα. Η /χιτουργία συνεκτικής σύζευξης είναι διαθέσιμη με την εκκίνηση του κινητήρα και μπορεί να ενεργοποιηθεί ανεξάρτητα με το αν το όχημα κινείται προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Η προϋπόθεση για την μεταφορά μέρους της ροπής στο πίσω άξονα είναι η διαφορετική γωνιακή ταχύτητα μεταξύ των τροχών του εμπρός και του πίσω άξονα. Η μεταφορά ροπής μέσω συβεκτικής σύζευξης εξασφαλίζει τη βέλτιστη κατανομή ροττής ανάμεσα στον εμπρός και στον πίσω άξονα. Οι εμπρόσθιοι τροχοί παίρνουν τη ροπή κατευθείαν από το κιβώηο ταχυτήτων και η ροπή αυτή δε μπορεί να μεταβληθεί. Το σύστημα όμως παρεμβάλλεται μεταξύ του κυβωτίου ταχυτήτωνκαι των οπίσθιων τροχών και είναι υπέυθυνο να αποφασίσει πόση από τη ροπή θα πρέπει να περάσει και στον πίσω άξονα. Το τελικό αποτέλεσμα, είναι η διαφοροποίηση του ποσοστού της έλξης που παρέχεται από τον ττίσω άξονα. Τέλος, θα πρέπει να αναφερθεί ότι η τετρακίνηση με συνεκτική σύζευξη, είναι διαθλεσιμη σε κάθε ταχύτητα, ακόμη και στην ποερία προς τα πίσω (όπισθεν). Δηλαδή, η μονάδα ελέγχου αναλύει συνεχώς τη δυναμική συμπεριφορά του οχήματος (επιτάχυνση, ολίσθηση, φρενάρισμα) και την ίδια στιγμή ανταλάσσει πληροφορίες με μονάδες ελέγχου άλλων συστημάτων. Η λειτουργία δεν μπορεί να απενεργοποιηθςί από τον οδηγό. 5. Ηλεκτρονικός έλεγχος στο διαφορικό μηχανισμό Στα σημερινά σύγχρονα οχήματα, οι κατασκευαστές έχουν εκμεταλλευτεί την επιστήμη της σύγχρονης ηλεκτρονικής και έχουν κατασκευάσει οχήματα, τα οποία ελέγχουν την ολίσθηση των τροχών και τη κατεύθυνση του οχήματος σε δύσκολες καταστάσεις οδήγησης. Τα συστήματα αυτά, ανήκουν στα αυστήματα ενεργητικής ασφάλειας. Τα συστήματα αυτά, χρησιμοποιούν και εκμεταλεύονται τα εξαρτήματα και τους μηχανισμούς του συστήματος πέδησης και του συστήματος ABS, για να φρενάρουν περισσότερο ή λιγότερο μία ή δύο ρόδες. Έτσι ελέγχεται η ασφαλής κίνηση του οχήματος χωρίς να παρουσιάζονται φαινόμενα ολίσθησης των τροχών λόγω της διαφορετικής ταχύτητας ή λόγω υπερστροφής ή υποστροφής.

38 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Επίσης, κάποια συστήματα χρεισιμοποιούν και τους μηχανισμούς της ηλεκτρονικής διαχείρισης του κινητήρα, ώστε να υπολογίζουν και να ελέγχουν την ιδανική ροττή του κινητήρα που πρέπει να εφαρμόζεται στους τροχούς σε καταστάσεις ολίσθησης τους. Το όφελος αυτών των συστημάτων και ο σκοπός κατασκευής τους, είναι να παρέχουν στον οδηγό του οχληματος όσο το δυνατόν περισσότερη ασφάλεια σε δύσκολες καταστάσεις οδήγησης και σε στιγμές πανικού. Τα συστήματα τα οποία έχον άμεση σχέση με το διαφορικό μηχανισμό είναι τα εξής: Ηλεκτρονικός έλεγχος (μπλοκάρισμα) του διαφορικού. EDL (Electronic Differential Lock) ή EDS(electronische Differentiel Sperre). Ηλεκτρονικό κινητήρα. MSR (Motor Schleppmoment Regung) (EBC (engine Braking Control). Σύστημα ελέγχου πρόσφησης των τροχών κατά την εκκίνηση. ASR (Antriebs Schluph Regeleung) ή TCS (Traction Control System) ή ASC (acceleration Skid Control).

39 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ Δ. ΚΑΤΕΣΚΕΥΗ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ /. Κατασκευή της εξειλιγμένης Αυτή η μέθοδος χάραξης των οδοντώσεων έχει σχεδόν ετηκρατήσει πλήρως. Λόγω της απλότητας αλλά και της ακρίβειας κατασκευής της. Όπως παρατηρούμε στο (Σχ. Δ.1) χαράζουμε έναν κύκλο Κ και χωρίζουμε την περιφέρεια του σε ίσα διαστήματα από το οημείο Ο δηλαδή τα 1-2, 2-3 κλπ. Στη συνέχεια φέρνουμε τις εφαπτομένες του κύκλου στα σημεία 1, 2, κλπ. Πάνω σε κάθε εφαπτομένη παίρνουμε τμήμα ίσο με το τόξο που είναι πριν από αυτή. Δηλαδή, στην εφαπτομένη στο σημείο 3 παίρνουμε τμήμα 3-3' ίσο με το τόξο της περιφέρειας 1-3 κ.α.κ. Έτσι ορίζονται τα σημεία Γ, 2', 3'... Με την Ενωση αυτών των σημείων προκύπτει η καμπύλη της εξειλιγμένης.

40 O^ONTΩTOI ΤΡΟΧΟΙ ΠΙΝΑΚΑΣ 1 Τ \ ΠΟΠΟΙΗΜΕΝΑ ΒΗΜΑΤΑ 2. Κατασκευή οδοντίοτών τροχών. Μνα οπό τις αρχαιότερες μορφές οδοντωτών τροχών, που τώρα τηα έχουν καταργηθεί ολότελα,αποτελούοε η σύνδεση ενός χυτοσιδήρου σώματος με οδοντωτή στεφάνη από ξύλο μεγάλης σκληρότητας. Αυτού του είδους οι τροχοί που σε συνεργασία με χαλύβδινο ή χυτοσίδηρο μας πρόσφεραν μια σχεδόν αθόρυβη εγκατάσταση, δεν μπόρεσαν όπως ήταν φυσικό, να ακολουθηθούν τις σύγχρονες ανάγκες της τεχνολογίας για μεγάλες μεταφερόμενες ισχείς στις μικρότερες δυνατές διαστάσεις. Ετσι, ένα άλλο είδος οδοντωτών τροχών που συναντάμε ακόμη και σήμερα, αποτέλεσαν οι χυτοί οδοντωτοί τροχοί από χυτοσίδηρο και χυτοχάλυβα. Όμως για μέτριες και μεγάλες μεταφερόμενες ισχείς, το είδος

41 ΟΑΟ.\ΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ αυτό των οδοντωτών τροχών περιορίζεται μόνο για την κατασκευή του μεγάλου τροχού και όχι του πινίου. Τέλος, οι σύγχρονοι οδοντωτοί τροχοί κατασκευάζονται κατά κύριο λόγο από δύο κατηγορίες εργαλειομηχανών. Εργαλειομηχανές με κοπτικά εργαλεία μορφής (φραίζες). Εργαλειομηχανές εργαζόμενες με τη μέθοδο της κυλίσεως. 3. Εργα/.εΐ(ψη/σ.νές με κοπτικά εργα/χίο μορφής. Σ αυτήν την κατηγορία, το κοπτικό εργαλείο έχει τη μορφή δίσκου και κινείται παράλληλα προς τον άξονα αλλά συγχρόνως και κατά την ακτίνα του τροχού. Μια σειρά από 15 κοπτικά εργαλεία χρησιμοποιείται για κάθε συγκεκριμένο βήμα. Κάθε δε κοπτικό εργαλείο χρησιμεύει για την καταοκευή των δοντιών του τροχού που φέρει αριθμό δοντιών της σειράς του. 4. Εργαλειοηχανές εργαζόμενες με τη μέθοδο της κυλίσεως. Σε αυτήν την κατηγορία εργαλειομηχανών μπορούμε να ξεχωρίσουμε δύο βασικές υποδιαιρέσεις. Η μία απ' αυτές αναφέρεται στις μεθόδους «Fellows» και «Sykes» και η άλλη στη μέθοδο «Maag». Στις μεθόδους «Fellows» και «Sykes» το κοπτικό εργαλείο έχει τη μορφή του μικρού συνεργαζόμενου τροχού (pinion), η δε κίνησή του είναι περιστροφική και παλυνδρομική σε αντίθεστ] με τον προς κατεργασία τροχό ο οποίος απλός περιστρέφεται. Στη μέθοδο του εργοστασίου «Maag» όπως και στη μέθοδο του επίσης πρωτοποριακού εργοστασίου «Sunderland» το κοτττικό εργαλείο έχει τη μορφή οδοντωτού κανόνα, η δε κίνηση του είναι προφανώς πολυνδρομική.

42 OWNTQTO! ΤΡΟΧΟΙ Πρωτοποριακές εργα/.ειομηχανές «Fellows» και «Sykes» κατα το έτος Τέλος μια άλλη μορφή κοπτικού εργαλείου που θα μπορούσαμε να το παρομοιάσουμε με ατέρμονα κοχλία χρησιμοποιείται με άριστα αποτελέσματα από πλευράς ακρίβειας κατασκευής, αλλά και οικονομίας!... (με το ίδιο εργαλείο κατασκευάζουμε τροχούς του ίδιου modul και οποιουδήποτε αριθμού οδόντων). Το τελευταίο στάδιο για την ολοκλήρωση της κατασκευής των οδοντωτών τροχών αποτελεί η Απόξεση - Βαφή και Λείανση (αν κριθεί σκόπιμη). Εδώ θα περιοριστούμε απλά στο να σας παρουσιάσουμε μια πρωτοποριακή λειαντική μηχανή του Εργοστασίου «Maag», κατά το έτος Πρωτοποριακή εργαλειομηχανή «Sunderland» (έτος 1945).

43 ΟΑΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ 5. Ιίοιοτικός έλεγχος Ο κάθε οδοντωτός τροχός, όπως και κάθε άλλο στοιχείο μηχανών, πριν τοποθετηθεί σε κάποιο συγκεκριμένο μηχάνημα ή πριν την παρουσίαση του στο εμπόριο, κρίνεται απόλυτα αναγκαίο να περάσει από σχολαστικό ποιοτικό έλεγχο. Η μορφή και η σχολαστικότητα του ποιοτικού ελέγχου ενός προϊόντος, αποτελεί ένα από τα βασικότερα κριτήρια αξιοπιστίας, τόσο του συγκεκριμένου είδους όσο και του κατασκευαστικού οίκου γενικότερα. 6. Υλικά κατασκευής οδοντωτών τροχών Πρωταρχικό παράγοντα επιλογής του υλικού κατασκευής ενός συγκεκριμένου ζεύγους οδοντωτών τροχών, αποτελούν το είδος του μηχανήματος που κινούν, οι συνθήκες λειτουργίας του και φυσικά το κόστος κατασκευής του. Με άλλα λόγια φροντίζουμε πάντοτε για την επιλογή του κατά το δυνατόν φθηνότερου υλικού, ικανού όμως να εκπληρώσει τις εκάστοτε ανάγκες μας. Όπως γνωρίζουμε στους οδοντωτούς τροχούς η ισχύς μεταφέρεται από τον κινητήριο προς τον κινούμενο τροχό με την τριβή. Αυτό λοιπόν σημαίνει ότι τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν θα πρέπει να μας παρέχουν ένα μικρό συντελεστή τριβής. Σήμερα στις περισσότερες εφαρμογές συναντάμε μικρούς οδοντωτούς τροχούς (pinion) από χαλυβοκράματα και μεγάλους τροχούς από χυτοσίδηρο, χυτοχάλυβα, βελτιωμένους χάλυβες ή ακόμη και συνδυασμό των παραπάνω υλικών κατασκευής. Μερικές όμως ουσιώδεις παρατηρήσεις που πρέπει να κάνουμε σχετικά με τιι χημική) σύνθεση των υλικών για οδοντωτούς τροχούς είναι οι ακόλουθες.

44 0\0ΝΤΩΤ0Ι ΤΡΟΧΟΙ Σε ότι αφορά τους μεγάλους τροχούς ένας από τους πλέον διαδεδομένους σήμερα συνδυασμούς, είναι οι τροχοί από ανθρακούχους χυτοχάλυβες με περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,35% μέχρι 0,4%. Μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε άνθρακα, ιδιαίτερα πάνω από 0,60% δυσκολεύει αφ' ενός τη μηχανουργική τους κατεργασία (υψηλής αντοχής κοπτικά εργαλεία άρα υψηλό κόστος κατασκευής), αφ' ετέρου συντελεί αρνητικά στην ακρίβεια κατασκευής τους. Για τους μικρούς συνεργαζόμενους τροχούς (pinion) τα πλέον διαδεδομένα υλικά κατασκευής τους είναι οι χρωμονικελλιούχοι χάλυβες με διάφορες περιεκτικότητες σε χρώμιο. (Ο) και νικέλιο (Νί) Εμπειρικά έχει αποδειχθεί ότι οι χάλυβες με ετηφανειακή βαφή και περιεκτικότητα σε 0=1,5-2% και Ni=4-5% ετητρέπουν τις μικρότερες δυνατές διαστάσεις των οδοντωτών τροχών για κάθε συγκεκριμένο φορτίο, λόγω της μεγάλης αντοχής τους στη φθορά. Τέλος ο καταλληλότερος συνδυασμός υλικών για την κατασκευή ατέρμονα και κορώνας είναι ο ετηφανειακά σκληρημένος (βαμμένος) νικελιούχος χάλυβας για τον ατέρμονα και διάφορα κράματα φωσφορούχου ορείχαλκου για την κορώνα ή έστω τη στεφάνη της κορώνας, (όπως π.χ. ο τύπος JH 17 Bronze). Στο σημείο αυτό, πρέπει να τονίσουμε ότι ανεξάρτητα από το υλικό κατασκευής των οδοντωτών τροχών, που θα προκόψει από τους υπολογισμούς αντοχής των δοντιών, ένα επίσης σοβαρό κριτήριο κατασκευής τους αποτελεί και η διαμόρφωση τους. Ειδικότερα στους μεγάλους οδοντωτούς τροχούς η διαμόρφωση τους ακολουθεί το (Σχ. 5) δηλαδή την κατασκευή της πλύμνης, των βραχιόνων και Σχ. 5 Κατασκευή παρα)1ήλων οδοντωτών τροχών.