Principe d'une boîte de vitesses
Les différents engrenages (pignon+roue) des différents rapports de vitesses sont toujours en prise !!!
Les pignons et roues situés sur l'arbre primaire (arbre qui sera lié à l'arbre moteur) sont solidaires de ce dernier donc ils tournent tous à la même vitesse (celle de l'arbre moteur).
Les roues situées sur l'arbre secondaire sont en liaison pivot sur ce dernier. De ce fait, elles sont nommées roues « folles ». Elles tournent donc toutes, à des vitesses différentes autour de leur arbre.
L'action sur le levier de vitesse aura pour effet de solidariser une de ces roues folles, avec l'arbre secondaire. Ceci permettra d'entraîner l'arbre secondaire à la vitesse de cette roue folle.
Dans la vidéo ci-dessous la boîte est à 3 arbres (primaire, intermédiaire et secondaire).
Au point mort, aucune roue folle n'est solidarisée avec l'arbre secondaire.
On distingue 3 baladeurs : baladeur 1-2, baladeur 3-4 et baladeur 5-pignon intermédiaire de marche arrière (MAR).
Chaque baladeur est actionné par un axe différent. Ces axes sont commandés par le levier de vitesse.
En effet, dans l'habitacle, le déplacement transversal (perpendiculairement à l'axe de la voiture) du levier de vitesse au point mort, permet de se positionner en face de soit la 1-2 ou soit la 3-4 ou soit la MAR. Cette manœuvre permet en fait de sélectionner un axe de fourchette, et donc de commander un seul des trois baladeurs.
Le déplacement longitudinal du levier de vitesse, qui sert à « passer une vitesse », permet en fait de déplacer l'axe sélectionné précédemment et son baladeur, qui a pour rôle de solidariser une roue folle avec l'arbre secondaire.
Avant d'engager un baladeur, il faut nécessairement dégager l'autre, donc ramener le levier de vitesse au point mort.
Cas particulier de la marche arrière : MAR
La marche arrière est un peu particulière. Les pignons des arbres primaire et secondaire ne sont pas en contact. C'est un troisième pignon sur un autre arbre qui va venir s'intercaler et assurer la liaison de l'ensemble formé alors de trois pignons. Puisqu'il y a un pignon supplémentaire, 3 au lieu de 2, cela inverse le sens de rotation des roues.
Le déplacement de ce pignon intermédiaire devra se faire à l'arrêt, et avec des pignons à denture droite. Les autres rapports ont des dentures hélicoïdales (voir image ci-dessus).
La roue de la MAR sur l'arbre secondaire, est montée généralement sur un des baladeurs, qui est déjà solidaire de l'arbre (voir image ci-dessus).