A. Các cách chuyển tốc độ
Hình 1a: Chuyển tốc độ bằng cách di trượt bánh răng trong xích truyền động.
Trục vào là trục màu xanh lá quay cùng hai bánh răng. Trục ra là trục màu cam trên đó có khối hai bánh răng màu vàng lắp then trượt. Di chuyển trục kéo màu xanh làm khối bánh răng vàng đi theo, đến một trong 3 vị trí để có một trong hai tốc độ hoặc ngắt truyền động của trục ra. Các vị trí này được định vị bằng bi lò xo. Chỉ nên chuyển tốc độ khi trục vào đứng yên. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/ap7WwwVzIAE
Hình 1b: Nguyên tắc như cơ cấu hình 1a, dùng khi trục ra có 3 tốc độ. Tay gạt màu hồng có 3 vị trí ứng với 3 tốc độ, có thể thêm 2 vị trí dừng. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/IUsQ_dyTTWk
Hình 1c: Cơ cấu then kéo.
Trục vào màu xanh lá quay cùng 3 bánh răng. Trục ra là trục rỗng màu hồng, trong đó có trục màu cam di trượt. Hai trục này quay cùng nhau nhờ then màu xanh (gọi là then kéo), then này lắp khớp quay với trục màu cam. Các bánh răng đỏ, vàng và xanh luôn ăn khớp với các bánh răng màu xanh lá và quay lồng không trên trục màu hồng với các vận tốc khác nhau.
Tùy vị trí của trục màu cam (do tay gạt màu tím điều khiển), then màu xanh ăn khớp với rãnh then của một trong 3 bánh răng đỏ, vàng hay xanh để truyền động cho trục ra. Các chốt màu đỏ dùng để đưa then kéo ra khỏi rãnh then của các bánh răng khi then này di chuyển dọc trục. Một lò xo lá (không thể hiện) luôn ép then này về phía các bánh răng. Cơ cấu cho 3 tốc độ trục ra (thực tế có thể nhiều hơn).
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/2kRQHNAR3M0
Hình 2a: Cơ cấu Norton.
Trục vào màu xanh quay cùng các bánh răng xếp thành hình nón. Trục ra màu hồng trên đó có càng màu xanh lắp khớp trụ với nó. Bánh răng vàng lắp then trượt với trục màu hồng và ăn khớp với bánh răng màu cam. Càng màu xanh mang bánh răng màu cam và màu vàng có thể di trượt và quay trên trục ra màu hồng. Để chuyển tốc độ:
1. Kéo cò màu tím, quay càng màu xanh ra ngoài và di chuyển dọc đến một bánh răng xanh khác.
2. Quay càng màu xanh vào trong cho đến khi vào khớp với bánh răng xanh và thả cò.
Lò xo lá màu đỏ luôn ép cò vào lỗ định vị.
Xem mô phỏng thể hiện chuyển từ tốc độ cao nhất đến tốc độ thấp nhất:
http://youtu.be/9d2kf2A88rs
Hình 2b: Cơ cấu Mê-an.
Trục vào màu xanh lá mang hai bánh răng. Trục màu vàng cố định. Các khối hai bánh răng màu hồng quay lồng không trên trục màu xanh lá và trục màu vàng. Các khối này nhận chuyển động từ trục vào theo kiểu dích dắc (xem hình 2b bên phải là hình chiếu từ trên của cơ cấu này). Có lẽ vì thế mà có tên Mê-an (tiếng Pháp “méandre” có nghĩa là khúc sông uốn quanh co).
Trục ra màu đỏ. Càng màu xám mang bánh răng màu đỏ, màu cam, màu vàng và có thể di trượt hoặc quay trên trục ra. Bánh răng đỏ lắp then trượt với trục ra và ăn khớp với bánh răng màu cam và vàng. Bánh răng vàng ăn khớp với bánh răng xanh.
Để chuyển tốc độ:
1. Kéo cò màu tím, quay càng màu xám ra ngoài và di chuyển dọc đến một bánh răng khác của trục màu xanh lá.
2. Quay càng màu xám vào trong cho đến khi vào khớp với bánh răng đã chọn và thả cò.
Lò xo lá màu đỏ luôn ép cò vào lỗ định vị.
Xem mô phỏng thể hiện chuyển từ tốc độ cao nhất đến tốc độ đảo chiều thấp nhất:
http://youtu.be/xs9YzKWG1zs
Hình 3a: Chuyển tốc độ bằng ly hợp.
Trục vào màu xanh lá quay cùng hai bánh răng. Trục ra màu đỏ có bánh răng hồng và vàng quay lồng không. Các bánh răng luôn ăn khớp với nhau. Ly hợp răng màu cam lắp then trượt với trục ra. 3 vị trí của ly hợp được điều khiển bởi tay gạt màu tím qua bánh răng thanh răng. Các vị trí này được định vị bằng bi lò xo. Chỉ nên chuyển tốc độ khi trục vào đứng yên. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/mecDD74_XXE
Để có thể chuyển tốc khi trục vào đang quay có cơ cấu hình 3b tương tự hình 3a nhưng trong ly hợp răng màu vàng còn thêm ly hợp ma sát màu hồng. Hai ly hợp này lắp then trượt (then răng) với nhau. Ly hợp ma sát lắp then trượt với trục ra màu xanh lá.
Ví dụ khi cho ly hợp răng di chuyển về bên trái, ly hợp ma sát cũng đi theo nhờ liên kết bi lò xo giữa chúng. Ly hợp ma sát chạm vào mặt côn ma sát màu nâu của bánh răng xanh nên ly hợp ma sát cùng ly hợp răng quay theo bánh răng xanh. Ly hợp ma sát đứng lại, bi lò xo bị ép vào và ly hợp răng có thể tiếp tục đi sang trái, vào khớp với bánh răng xanh dễ dàng vì vận tốc cả hai gần như nhau.
Hình 3c giúp hiểu thêm về quá trình vào khớp của cơ cấu hình 3b.
B. Các cách điều khiển càng gạt.
Để gạt bánh răng hoặc ly hợp, ngoài cách dùng trục kéo (hình 1a), tay gạt chốt (hình 1b), tay gạt bánh răng thanh răng (hình 3a) còn có các cách sau:
Hình 4a: Cơ cấu đĩa lỗ. Kéo đĩa màu vàng để thanh răng màu hồng và màu xanh lá ra khỏi hàng lỗ 1 rồi xoay đi một góc đến hàng lỗ 2 và đẩy trở lại. Do độ sâu khác nhau của các lỗ trên đĩa vàng mà hai thanh răng hồng và xanh lá di chuyển, quay bánh răng tím làm thanh răng mang càng gạt xanh đi lại. Không thể hiện cơ cấu định vị. Cơ cấu này được dùng cho hộp tốc độ máy tiện 1616 của Liên xô. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/J49Ro2ly1vY
► Để chuyển số thuận tiện có các cơ cấu cho phép chỉ cần 1 tay gạt mà gạt được nhiều bánh răng hoặc nhiều ly hợp.
Hình 4b: Một tay gạt màu tím điều khiển hai càng gạt màu xanh lá và màu xám.
Khi gạt trong mặt phẳng đứng, trục xanh cùng bạc màu cam lên xuống làm quay quạt răng màu hồng (nhờ rãnh xoắn trên mặt ngoài của bạc màu cam và chốt trong lỗ của bạc màu hồng) làm thanh răng cùng càng gạt màu xanh lá đi lại.
Khi gạt tay gạt tím trong mặt phẳng ngang, trục xanh quay làm quạt răng vàng quay theo (quạt răng màu vàng lắp then trượt với trục màu xanh) và thanh răng cùng càng gạt màu xám đi lại. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/dCyL54KQAZc
Hình 5a: Hộp số 4 tốc độ và một số không. Trục vào màu xanh lá quay cùng 4 bánh răng. Bánh răng ly hợp hồng, tím, vàng và xanh quay lồng không trên trục ra màu đỏ. Hai ly hợp động màu cam lắp then trượt trên trục ra. Việc gạt hai ly hợp màu cam do cam thùng hai rãnh màu xanh điều khiển. Không thể hiện cơ cấu định vị. Cơ cấu này có thể dùng cho xe máy. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/p51_OnId75I
Hình 5b: Hộp số 4 tốc độ và một số không như hình 5a. Việc gạt hai ly hợp màu cam do cam đĩa hai rãnh màu xanh điều khiển. Không thể hiện cơ cấu định vị. Cơ cấu này có thể dùng cho xe máy. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/96yo_8AIHXs
Hình 5c: Hộp số 4 tốc độ và một số không như hình 5a. Việc gạt hai ly hợp màu cam do tay gạt khớp cầu màu vàng điều khiển. Không thể hiện cơ cấu định vị. Cơ cấu này hay dùng cho ô tô. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/uZDfj0u1MXo
Hình 1a: Chuyển tốc độ bằng cách di trượt bánh răng trong xích truyền động.
Trục vào là trục màu xanh lá quay cùng hai bánh răng. Trục ra là trục màu cam trên đó có khối hai bánh răng màu vàng lắp then trượt. Di chuyển trục kéo màu xanh làm khối bánh răng vàng đi theo, đến một trong 3 vị trí để có một trong hai tốc độ hoặc ngắt truyền động của trục ra. Các vị trí này được định vị bằng bi lò xo. Chỉ nên chuyển tốc độ khi trục vào đứng yên. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/ap7WwwVzIAE
Hình 1b: Nguyên tắc như cơ cấu hình 1a, dùng khi trục ra có 3 tốc độ. Tay gạt màu hồng có 3 vị trí ứng với 3 tốc độ, có thể thêm 2 vị trí dừng. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/IUsQ_dyTTWk
Hình 1c: Cơ cấu then kéo.
Trục vào màu xanh lá quay cùng 3 bánh răng. Trục ra là trục rỗng màu hồng, trong đó có trục màu cam di trượt. Hai trục này quay cùng nhau nhờ then màu xanh (gọi là then kéo), then này lắp khớp quay với trục màu cam. Các bánh răng đỏ, vàng và xanh luôn ăn khớp với các bánh răng màu xanh lá và quay lồng không trên trục màu hồng với các vận tốc khác nhau.
Tùy vị trí của trục màu cam (do tay gạt màu tím điều khiển), then màu xanh ăn khớp với rãnh then của một trong 3 bánh răng đỏ, vàng hay xanh để truyền động cho trục ra. Các chốt màu đỏ dùng để đưa then kéo ra khỏi rãnh then của các bánh răng khi then này di chuyển dọc trục. Một lò xo lá (không thể hiện) luôn ép then này về phía các bánh răng. Cơ cấu cho 3 tốc độ trục ra (thực tế có thể nhiều hơn).
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/2kRQHNAR3M0
Hình 2a: Cơ cấu Norton.
Trục vào màu xanh quay cùng các bánh răng xếp thành hình nón. Trục ra màu hồng trên đó có càng màu xanh lắp khớp trụ với nó. Bánh răng vàng lắp then trượt với trục màu hồng và ăn khớp với bánh răng màu cam. Càng màu xanh mang bánh răng màu cam và màu vàng có thể di trượt và quay trên trục ra màu hồng. Để chuyển tốc độ:
1. Kéo cò màu tím, quay càng màu xanh ra ngoài và di chuyển dọc đến một bánh răng xanh khác.
2. Quay càng màu xanh vào trong cho đến khi vào khớp với bánh răng xanh và thả cò.
Lò xo lá màu đỏ luôn ép cò vào lỗ định vị.
Xem mô phỏng thể hiện chuyển từ tốc độ cao nhất đến tốc độ thấp nhất:
http://youtu.be/9d2kf2A88rs
Hình 2b: Cơ cấu Mê-an.
Trục vào màu xanh lá mang hai bánh răng. Trục màu vàng cố định. Các khối hai bánh răng màu hồng quay lồng không trên trục màu xanh lá và trục màu vàng. Các khối này nhận chuyển động từ trục vào theo kiểu dích dắc (xem hình 2b bên phải là hình chiếu từ trên của cơ cấu này). Có lẽ vì thế mà có tên Mê-an (tiếng Pháp “méandre” có nghĩa là khúc sông uốn quanh co).
Trục ra màu đỏ. Càng màu xám mang bánh răng màu đỏ, màu cam, màu vàng và có thể di trượt hoặc quay trên trục ra. Bánh răng đỏ lắp then trượt với trục ra và ăn khớp với bánh răng màu cam và vàng. Bánh răng vàng ăn khớp với bánh răng xanh.
Để chuyển tốc độ:
1. Kéo cò màu tím, quay càng màu xám ra ngoài và di chuyển dọc đến một bánh răng khác của trục màu xanh lá.
2. Quay càng màu xám vào trong cho đến khi vào khớp với bánh răng đã chọn và thả cò.
Lò xo lá màu đỏ luôn ép cò vào lỗ định vị.
Xem mô phỏng thể hiện chuyển từ tốc độ cao nhất đến tốc độ đảo chiều thấp nhất:
http://youtu.be/xs9YzKWG1zs
Hình 3a: Chuyển tốc độ bằng ly hợp.
Trục vào màu xanh lá quay cùng hai bánh răng. Trục ra màu đỏ có bánh răng hồng và vàng quay lồng không. Các bánh răng luôn ăn khớp với nhau. Ly hợp răng màu cam lắp then trượt với trục ra. 3 vị trí của ly hợp được điều khiển bởi tay gạt màu tím qua bánh răng thanh răng. Các vị trí này được định vị bằng bi lò xo. Chỉ nên chuyển tốc độ khi trục vào đứng yên. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/mecDD74_XXE
Để có thể chuyển tốc khi trục vào đang quay có cơ cấu hình 3b tương tự hình 3a nhưng trong ly hợp răng màu vàng còn thêm ly hợp ma sát màu hồng. Hai ly hợp này lắp then trượt (then răng) với nhau. Ly hợp ma sát lắp then trượt với trục ra màu xanh lá.
Ví dụ khi cho ly hợp răng di chuyển về bên trái, ly hợp ma sát cũng đi theo nhờ liên kết bi lò xo giữa chúng. Ly hợp ma sát chạm vào mặt côn ma sát màu nâu của bánh răng xanh nên ly hợp ma sát cùng ly hợp răng quay theo bánh răng xanh. Ly hợp ma sát đứng lại, bi lò xo bị ép vào và ly hợp răng có thể tiếp tục đi sang trái, vào khớp với bánh răng xanh dễ dàng vì vận tốc cả hai gần như nhau.
Hình 3c giúp hiểu thêm về quá trình vào khớp của cơ cấu hình 3b.
B. Các cách điều khiển càng gạt.
Để gạt bánh răng hoặc ly hợp, ngoài cách dùng trục kéo (hình 1a), tay gạt chốt (hình 1b), tay gạt bánh răng thanh răng (hình 3a) còn có các cách sau:
Hình 4a: Cơ cấu đĩa lỗ. Kéo đĩa màu vàng để thanh răng màu hồng và màu xanh lá ra khỏi hàng lỗ 1 rồi xoay đi một góc đến hàng lỗ 2 và đẩy trở lại. Do độ sâu khác nhau của các lỗ trên đĩa vàng mà hai thanh răng hồng và xanh lá di chuyển, quay bánh răng tím làm thanh răng mang càng gạt xanh đi lại. Không thể hiện cơ cấu định vị. Cơ cấu này được dùng cho hộp tốc độ máy tiện 1616 của Liên xô. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/J49Ro2ly1vY
► Để chuyển số thuận tiện có các cơ cấu cho phép chỉ cần 1 tay gạt mà gạt được nhiều bánh răng hoặc nhiều ly hợp.
Hình 4b: Một tay gạt màu tím điều khiển hai càng gạt màu xanh lá và màu xám.
Khi gạt trong mặt phẳng đứng, trục xanh cùng bạc màu cam lên xuống làm quay quạt răng màu hồng (nhờ rãnh xoắn trên mặt ngoài của bạc màu cam và chốt trong lỗ của bạc màu hồng) làm thanh răng cùng càng gạt màu xanh lá đi lại.
Khi gạt tay gạt tím trong mặt phẳng ngang, trục xanh quay làm quạt răng vàng quay theo (quạt răng màu vàng lắp then trượt với trục màu xanh) và thanh răng cùng càng gạt màu xám đi lại. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/dCyL54KQAZc
http://youtu.be/p51_OnId75I
Hình 5b: Hộp số 4 tốc độ và một số không như hình 5a. Việc gạt hai ly hợp màu cam do cam đĩa hai rãnh màu xanh điều khiển. Không thể hiện cơ cấu định vị. Cơ cấu này có thể dùng cho xe máy. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/96yo_8AIHXs
Hình 5c: Hộp số 4 tốc độ và một số không như hình 5a. Việc gạt hai ly hợp màu cam do tay gạt khớp cầu màu vàng điều khiển. Không thể hiện cơ cấu định vị. Cơ cấu này hay dùng cho ô tô. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/uZDfj0u1MXo