§ 2. Основные детали и элементы коробок

передач

Механические коробки передач состоят из шестерен, валов с опо- рами и уплотнениями и механизма переключения передач.

Шестерни, валы, подшипники, помещенные в картерах (корпусах), несут большие нагрузки. Обеспечение высокого срока слу- жбы без ремонта (не менее 6000 ч) требует правильного выбора ки- нематических и силовых схем, материалов и технологии изготовления. Особое значение приобретают надежность уплотнений и качество масел.

Распространенная до сего времени смазка разбрызгиванием усту- пает место принудительной смазке при помощи шестеренчатых насо- сов. Жесткость корпуса коробок передач из чугунного литья увеличи- вается специальными ребрами жесткости или совмещением с корпусом заднего моста (ДТ-75, ДТ-75М).

Валы изготавливают из специальных и углеродистых сталей и под- вергают термической обработке. Основное требование к валу — высо- кая жесткость, так как деформация вала ведет к нарушению правиль- ности зацепления шестерен, быстрому их износу и разрушению под- шипников. Для установки на валы шестерен используются шлицевые соединения прямоугольного профиля с центрированием по наружному диаметру вала и шлицы с эвольвентным профилем. Геометрия шлице- вых соединений н их надежность во многом определяют срок службы шестерен и подшипников. В автомобильных коробках передач все или наиболее нагруженные и более часто включаемые шестерни изготавли- вают косозубыми. Это повышает срок службы шестерен и снижает шум зацепления. Возникающие осевые усилия от подвижных шестерен вос- принимаются косыми шлицами.

В тракторных коробках передач все шестерни прямозубые, за ис- ключнием конической шестерни вторичного вала, которая имеет спи- ральные зубья, и сопрягаемой с ней шестерни.

подвижных шестерен. Вилки 6, 8, 11 закреплены на ползунах 12 и пе- ремещаются вместе с ними. Вилка 7 закреплена на валике переключе- ния 9, который поводком 10 соединен с одним из ползунов 12. Ползу- ны удерживаются во включенном или выключенном положении фикса- торами 3 с пружинами 2.

Передвижение ползунов (валиков) проводится нижним концом ры- чага переключения передач, входящим в выемки А ползунов. Рычаг устанавливается на шаровой опоре в крышке корпуса коробки передач; движение нижнего конца рычага направляется кулисой, которая имеет прорези, ограничивающие перемещение нижнего конца рычага в опре- деленных пределах.

Включение передачи при включенном или не полностью выклю- ченном сцеплении может вызвать поломку шестерен. Для предупрежде- ния этого коробки передач снабжаются механизмами блокировки.

Механизм блокировки не допускает самовыключения ше- стерен; он имеет валик / (рис. 223,б, в), расположенный под фикса- торами 2. На валике сделан паз А (или сверление), в который могут входить концы фиксаторов. При полностью включенном сцеплении паз становится точно над фиксатором и при переключении шестерен отжи- мается валиком переключения 3. Если сцепление не выключено или выключено не полностью, то верхний конец фиксатора упрется в валик (рис. 223, б) и не допустит включения передачи.

Для предупреждения произвольного перемещения валиков перек- лючения служат замки-фиксаторы. Фиксаторы (шариковые или конус- ные) располагаются в сверлениях крышки или корпуса коробки передач и прижимаются к валику переключения 3 (рис. 223. г) пружиной 4. В нейтральном положении или при включенной передаче фиксатор под действием пружины входит в соответствующее углубление валика. Ког- да включается передача, фиксатор выжимается из углубления и дает возможность включить выбранную передачу или занять валику нейт- ральное положение. Сухарик 2 выполняет роль замка — исключает одновременное включение двух передач. Длина сухариков 2 равна рас- стоянию между валиками плюс размер одного углубления на валике. Поэтому возможно перемещение только одного валика, так как второй запирается сухариком.

В коробках передач, выполненных по схеме, как на рисунке 222, переключение передач на ходу трактора исключено, так как движение по инерции при выключенной передаче с тяговой нагрузкой, ограничен- ной низкой скоростью движения, невозможно. В процессе переключения передачи подвод мощности к движителям прекратится, и трактор оста- новится. Переключение передач тракторов на ходу, не прерывая подвода мощности к движителям, можно осуществлять двумя путями — исполь- зованием планетарных передач или фрикционных муфт.

Применение планетарных коробок передач на тракторах сопряжено с большим усложнением конструкции, так как требуемое число ступе- ней нельзя получить одним планетарным элементом, необходима их сложная комбинация. Поэтому планетарные передачи используются на тракторах лишь в качестве дополнительного кинематического эле- мента (редуктора) к обычным коробкам с неподвижными осями валов.

Планетарный редуктор, или увеличитель крутяще- го момента (УКМ) (рис.224, а), размещается между сцеплением трактора и коробкой передач и состоит из трех основных частей: сцеп- ления 8, редуктора и обгонной муфты 2.

Ведущий вал 1 через сцепление трактора соединен с коленчатым валом двигателя, а ведомый вал 5 — с первичным валом коробки пере- дач. Постоянно замкнутое сцепление 8 служит для включения и выклю- чения УКМ.

Редуктор предназначен для из- менения передаточного числа при включении УКМ и состоит из води- ла 3 и размещенного на нем блока сателлитов 7. Обгонная муфта 2 служит для блокирования водила 3 при включении УКМ (ее устройство и работа аналогичны описанию, при- веденному в § 2 главы 24).

Когда сцепление 8 УКМ вклю- чено, обгонная муфта 2 не препят- ствует вращению водила 3, и сцеп- ление УКМ, водило 3 с блоком са- теллитов 7 и ведомым валом 5 вра- щаются как одно целое. Плане- тарный редуктор заблокирован, его передаточное число равно единице, УКМ выключен, преобразования крутящего момента не происходит.

Чтобы включить УКМ, сцепле- ние 8 выключают. При этом крутя- щий момент к ведомому диску сцепления и водилу не передается, водило стремится вращаться в про- тивоположную сторону, но затор- маживается обгонной муфтой. Кру- тящий момент от ведущего вала ) к ведомому 5 передается через сол- нечную шестерню 4, блок сателли- тов 7 и солнечную шестерню 6, вра- щая ведомый вал 5 с пониженной частотой, а следовательно с боль- лим крутящим моментом. Тяговое усилие трактора увеличивается, и он преодолевает возросшее сопротивление движению. У тракторов ДТ-75 передаточное число УКМ равно 1,25.

Если на тракторе установлен УКМ, то при переходе с одной основ- ной передачи на другую основную необходима остановка трактора, а переход с основной передачи на смежную дополнительную и обратно осуществляется на ходу. Передачи, включаемые в УКМ, предназнача- ются для преодоления кратковременных сопротивлений движению агре- гата; на длительную нагрузку УКМ не рассчитан. Кроме того, УКМ по- зволяет трогать с места агрегат под нагрузкой на пониженной скоро- сти, с последующим выходом на повышенную, благодаря чему уменьша- ется время разгона. УКМ также используется при движении агрегата на поворотах в конце гона без остановки для переключения передачи.

Рис. 224. Механизм для переключе- ния передач трактора на ходу:

а — планетарный редуктор (УКМ): / — ведущий вал; 2— обгонная муфта; 3— водило; 4, 6 — солнечные шестерни; 5 — ведомый вал: 7 — блок сателлитов; 8 — сцепление УКМ; 9 — сцепление трактора; б—переключение передач фрикционными муфтами: 1— первичный вал; 2, 4— шес- терни первичного вала; 3. 5 — фрикцион- ные муфты; 6. 8 —диски; 7 — нажимной диск; 9 — вторичный вал; 10, 11 — шестер- ив вторичного вала.

Фрикционные муфты находят все больше применение, так как позволяют переключать передачи на ходу, что повышает произво- дительность агрегата, снижает расход топлива и значительно облегчает труд водителя. Принцип действия коробки передач этого типа просле- дим на упрощенной схеме. Ведущие барабаны муфт 3 и 5 (рис. 224, б) с дисками 8 жестко соединены с первичным валом 1, а ведомые бара- баны с дисками 6 сидят на нем свободно. К ведомым барабанам при- креплены ведущие шестерни 2 и 4 первичного вала. Эти шестерни нахо- дятся в постоянном зацеплении с неподвижно сидящими на вторичном (ведомом) валу 9 шестернями 10 и 11. Включение и выключение муфт производятся давлением жидкости гидравлической системы на нажим- ной диск 7. При движении трактора одна из муфт включена, а другая выключена. При перемене передачи соответствующая муфта выключа-

ется, а другая включается. Для того чтобы при переключении передачи подвод мощности к ведущим колесам не прервался и трактор не прек- ратил движение, процесс выключения одной муфты и включения дру- гой проходит с некоторым перекрытием по времени. В реальных схе- мах гидравлическое переключение передач дополняется механическим переключением отдельных групп передав (режимов).