Для уменьшения частоты вращения ведущих колес и увеличения тяговых усилий на автомобилях применяют различные шестеренчатые передачи. В первую очередь это коробка передач.
Коробка передач служит для изменения величины крутящего момента или тягового усилия на ведущих колесах при изменении условий движения автомобиля. Тяговое усилие на колесах, необходимое для преодоления сопротивлений, возникающих при движении автомобиля, должно изменяться в зависимости от условий движения автомобиля.
Кроме того, коробка передач обеспечивает движение автомобиля задним ходом, а также длительное разъединение трансмиссии во время движения автомобиля накатом и при стоянке с работающим двигателем.
Когда автомобиль движется по горизонтальной гладкой дороге с небольшой скоростью, то тяговое усилие, требующееся для преодоления сопротивления воздуха и потерь на перекатывание, будет небольшим. Для получения небольшого тягового усилия требуется только часть той мощности, на которую способен двигатель. Избыток мощности можно использовать для разгона автомобиля и движения с большой скоростью.
Если автомобиль движется по плохой дороге или на подъем, то сопротивление движению возрастает и необходимо увеличивать тяговое усилие.
При трогании автомобиля необходимо преодолеть инерцию, а следовательно, иметь большее тяговое усилие.
Изменение соотношения между числом оборотов коленчатого вала двигателя и ведущих колес и обусловленное этим изменение тягового усилия на колесах осуществляются при помощи зубчатых колес (шестерен), набор которых и составляет коробку передач.
При вращении малой ведущей шестерни сцепленная с ней большая ведомая шестерня вращается медленнее во столько раз, во сколько раз число ее зубьев больше, чем у малой шестерни. При этом крутящий момент на оси ведомой шестерни во столько же раз возрастает.
Отношение числа зубьев ведомой и ведущей шестерен называется передаточным числом. Чем больше передаточное число пары, тем значительнее изменяется число оборотов вала ведомой шестерни и крутящий момент на ней. Именно на изменении передаточных чисел путем введения в зацепление шестерен с различным числом зубьев и основано действие коробки передач. Коробка передач должна иметь достаточное количество передач, чтобы обеспечить производительную работу автомобиля в заданном интервале его тяговых усилий и рациональный выбор передаточных чисел для наиболее экономичной работы.
Коробка передач состоит из набора шестерен, которые входят в зацепление друг с другом в различных сочетаниях, образуя несколько передач, или ступеней, с различными передаточными числами.
Количество передач для движения автомобиля вперед определяет ступенчатость коробки передач. Если коробка передач для движения вперед имеет четыре передачи, то она называется четырехступенчатой, если пять — то пятиступенчатой и т.д.
(Источник доступен на веб-сайте: Autoinstruction)