Коробка передач представляет собой механический метод передачи энергии от одного устройства к другому и используется для увеличения крутящего момента при снижении скорости. Крутящий момент — это мощность, возникающая при изгибании или скручивании твердого материала. Этот термин часто используется как синоним трансмиссия.
Расположенный в точке соединения приводного вала, редуктор часто используется для создания прямого угла изменения направления, как это видно в роторной косилке или вертолете. Каждая единица изготавливается с определенной целью, а используемое передаточное число предназначено для обеспечения требуемый уровень силы. Это соотношение является фиксированным и не может быть изменено после изготовления коробки. Единственная возможная модификация постфактум – это регулировка, позволяющая увеличить скорость вращения вала при соответствующем снижении крутящего момента.
В ситуации, когда требуется несколько скоростей, можно использовать трансмиссию с несколькими передачами для увеличения крутящего момента при снижении выходной скорости. Эта конструкция обычно встречается в автомобильных трансмиссиях. Тот же принцип можно использовать для создания повышающей передачи, которая увеличивает выходную скорость при уменьшении крутящего момента.
Ветряная турбина является примером очень большой коробки передач. Турбина движется с низкой скоростью вращения с большим крутящим моментом. Трансмиссия переводит эту мощность в более высокую скорость вращения электрогенератора, но с более низким крутящим моментом. Из-за огромных размеров и количества энергии, которую они могут генерировать, ветряные турбины имеют несколько передач и ступеней. Эта функция необходима для того, чтобы генератор электроэнергии мог обеспечивать постоянную мощность даже при колебаниях скорости вращения турбины.
В автомобиле есть три типа трансмиссии: автоматическая, механическая или бесступенчатая. Автомобиль с механической коробкой передач представляет собой лучший пример простой коробки передач. Как в автоматической, так и в бесступенчатой трансмиссии коробки передач представляют собой закрытые системы, требующие минимального вмешательства человека.
Механическая коробка передач доступна в двух различных системах: со скользящим зацеплением и с постоянным зацеплением. В системе скользящей сетки используются цилиндрические прямозубые шестерни. Шестерни вращаются свободно и требуют манипуляций со стороны водителя для синхронизации перехода с одной скорости на другую. Водитель отвечает за согласование оборотов двигателя с требуемой скоростью движения. Если переход между шестернями не рассчитан правильно, они сталкиваются, создавая громкий скрежет при столкновении зубьев шестерни.
Система с постоянным зацеплением представляет собой наборы косозубых или двойных винтовых зубчатых колес, которые находятся в постоянном зацеплении друг с другом. К шестерням добавлены фрикционные конусы или синхронизированные кольца, чтобы обеспечить более плавный переход при переключении передач. Этот тип трансмиссии обычно используется в гоночных автомобилях и сельскохозяйственном оборудовании.