Mis on käigukast?

Käigukast on mehaaniline meetod energia ülekandmiseks ühest seadmest teise ja seda kasutatakse pöördemomendi suurendamiseks, vähendades samal ajal kiirust. Pöördemoment on võimsus, mis tekib tahke materjali painutamisel või keeramisel. Seda terminit kasutatakse sageli vaheldumisi ülekandega.
Jõuvõlli ristumiskohas asuvat käigukasti kasutatakse sageli täisnurga suunamuutuse tekitamiseks, nagu on näha rootorniiduki või helikopteri puhul. Iga seade on valmistatud konkreetset eesmärki silmas pidades ja kasutatav ülekandearv on kavandatud nii, et see tagaks vajaliku jõu. See suhe on fikseeritud ja seda ei saa pärast kasti ehitamist muuta. Ainus võimalik muudatus pärast tõsiasja on reguleerimine, mis võimaldab võlli pöörlemiskiirust suurendada koos pöördemomendi vastava vähendamisega.

Olukorras, kus on vaja mitut kiirust, saab mitme käiguga jõuülekannet kasutada pöördemomendi suurendamiseks, samal ajal väljundkiirust aeglustades. Seda disaini leidub tavaliselt autode käigukastides. Sama põhimõtet saab kasutada ülekäigukasti loomiseks, mis suurendab väljundkiirust, vähendades samal ajal pöördemomenti.

Tuuleturbiin on näide väga suurest käigukastist. Turbiin liigub aeglasel pöörlemiskiirusel suure pöördemomendiga. Ülekanne muudab selle võimsuse elektrigeneraatori kiiremaks, kuid väiksemaks pöördemomendiks. Tuuleturbiinidel on nende tohutu suuruse ja genereeritava võimsuse tõttu mitu käiku ja astmeid. See funktsioon on vajalik tagamaks, et elektrigeneraator suudab tagada ühtlase väljundi isegi siis, kui turbiini pöörlemiskiirus kõikub.

Autos on kolme tüüpi käigukasti: automaatne, manuaalne või pidevalt muutuv. Manuaalkäigukastiga sõiduk on parim näide lihtsast käigukastist. Nii automaat- kui ka astmeteta käigukastides on käigukastid suletud süsteemid, mis nõuavad väga vähe inimtegevust.

Manuaalkäigukast on saadaval kahes erinevas süsteemis: liugvõrk ja püsivõrk. Liugvõrgusüsteem kasutab sirge lõikega hammasrattaid. Käigud pöörlevad vabalt ja nõuavad juhi manipuleerimist, et sünkroniseerida üleminekut ühelt kiiruselt teisele. Juht vastutab mootori pöörete kooskõlastamise eest vajaliku teekiirusega. Kui üleminek käikude vahel pole õigesti ajastatud, põrkuvad need kokku, tekitades hammasratta hammaste kokkupõrkel valju lihvimismüra.

Konstantse võrguga süsteemil on diagonaalselt lõigatud spiraalsed või topeltspiraalsed hammasrattad, mis on püsivalt omavahel ühendatud. Käigudele on lisatud hõõrdekoonused või sünkroniseeritud rõngad, et käiguvahetusel oleks sujuvam üleminek. Seda tüüpi käigukasti leidub tavaliselt võidusõiduautodes ja põllumajandusseadmetes.