O cutie de viteze este o metodă mecanică de transfer de energie de la un dispozitiv la altul și este utilizată pentru a crește cuplul în timp ce reduce viteza. Cuplul este puterea generată prin îndoirea sau răsucirea unui material solid. Acest termen este adesea folosit interschimbabil cu transmisia.
Situată în punctul de joncțiune al unui arbore de putere, cutia de viteze este adesea folosită pentru a crea o schimbare a direcției în unghi drept, așa cum se vede la o cositoare rotativă sau un elicopter. Fiecare unitate este realizată cu un scop specific în minte, iar raportul de transmisie utilizat este conceput pentru a oferi nivelul de forță necesar. Acest raport este fix și nu poate fi schimbat odată ce cutia este construită. Singura modificare posibilă după fapt este o reglare care permite creșterea vitezei arborelui, împreună cu o reducere corespunzătoare a cuplului.
Într-o situație în care sunt necesare mai multe viteze, o transmisie cu mai multe trepte poate fi utilizată pentru a crește cuplul în timp ce încetinește viteza de ieșire. Acest design se găsește în mod obișnuit în transmisiile de automobile. Același principiu poate fi folosit pentru a crea o treaptă de viteză care crește viteza de ieșire în timp ce scade cuplul.
O turbină eoliană este un exemplu de cutie de viteze foarte mare. Turbina se mișcă cu o rată lentă de rotație cu un cuplu mare. Transmisia traduce această putere în viteza de rotație a cuplului mai rapidă, dar mai mică a generatorului de electricitate. Datorită dimensiunii mari și cantității de putere pe care o pot genera, turbinele eoliene au mai multe trepte și trepte. Această caracteristică este necesară pentru a se asigura că generatorul de energie electrică poate oferi o ieșire constantă chiar dacă viteza de rotație a turbinei fluctuează.
Într-un automobil, există trei tipuri de transmisie: automată, manuală sau variabilă continuu. Un vehicul cu transmisie manuală oferă cel mai bun exemplu de cutie de viteze simplă. Atât în transmisiile automate, cât și în transmisiile cu variație continuă, cutiile de viteze sunt sisteme închise, care necesită foarte puțină interacțiune umană.
Transmisia manuală este disponibilă în două sisteme diferite: plasă glisantă și plasă constantă. Sistemul de plasă glisantă folosește roți dintate drepte. Treptele se rotesc liber și necesită manipularea șoferului pentru a sincroniza tranziția de la o viteză la alta. Șoferul este responsabil pentru coordonarea turațiilor motorului la viteza necesară pe drum. Dacă tranziția între viteze nu este cronometrată corect, acestea se ciocnesc, creând un zgomot puternic de măcinat pe măsură ce dinții angrenajului se ciocnesc.
Sistemul de plasă constantă are seturi de angrenaje elicoidale sau elicoidale duble tăiate în diagonală, care sunt angrenate permanent împreună. Conuri de frecare sau inele sincronizate au fost adăugate la roți dințate pentru a crea o tranziție mai lină la schimbarea vitezelor. Acest tip de transmisie se găsește de obicei în mașinile de curse și echipamentele agricole.