Коробка передач

 

 

 

 

 

                                                                                                     

                  Коробка передач

 

Картер коробки  передач представляет собой блочную  конструкцию, разделенную перегородками  на три секции. В первой секции со стороны маховика размещена главная  передача. Во второй секции размещены  зубчатые колеса первой и второй передач  и зубчатые колеса заднего хода, а в третьей секции — зубчатые колеса третьей и четвертой передач. Первая и вторая секции сообщаются между собой и имеют общее  отверстие для слива масла, закрытое пробкой с вклеенным постоянным магнитом для сбора металлических  частиц, попавших в масло. Третья секция сообщается с полостью задней крышки и также имеет отверстие для  слива масла, закрытое такой же пробкой. В третьей секции между зубчатыми  колесами третьей и четвертой  передач установлено зубчатое колесо привода спидометра. В передней части  картера коробки передач крепится картер сцепления, к задней — задняя крышка. Посадочные места картера коробки передач обработаны совместно с картером сцепления, поэтому они заменяются в комплекте.

Ведущий вал  коробки передач вращается на двух подшипниках: передний конец вала на игольчатом подшипнике, запрессованном в болт маховика, а задний — на подшипнике, установленном в отверстие  картера коробки передач. Упорное  разрезное кольцо, установленное  на ведущем валу, препятствует смещению подшипника и вала назад. От смещения вперед он удерживается крышкой заднего  подшипника, которая закреплена болтами  с моментом затяжки 1,6-2 кгс-м. На переднем конце ведущего вала нарезаны шлицы  для скользящей посадки ведомого диска сцепления. В средней части  вала, находящейся внутри коробки  передач, нарезана косозубая шестерня, которая находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней  первой передачи и промежуточной  ведомой шестерней заднего хода. Осевая сила, возникающая при передаче крутящего момента ведущим валом, воспринимается шариковым подшипником. За шестерней на заднем конце ведущего вала имеются эвольвентные шлицы, входящие в зацепление со ступицей промежуточного вала. Уплотнение ведущего вала осуществляется самоподвижным резиновым сальником с масло сгонной резьбой.

 

Промежуточный вал коробки передач пустотелый, выполнен заодно с ведущей шестерней  второй передачи. Вращается вал на двух подшипниках: переднем роликовом  и заднем шариковом, установленных  в отверстии картера коробки  передач. На промежуточном валу на двухрядных игольчатых подшипниках вращаются  ведущие шестерни третьей и четвертой  передач. Для ограничения осевых перемещений, возникающих на косозубых  шестернях при передаче крутящего момента, установлены упорные фигурные шайбы. Необходимый осевой разбег шестерен в пределах 0,26-0,39 мм обеспечивается длиной втулок.

 

Ось шлицевого  вала заднего хода запрессована в  отверстия передней и средней  стенок картера и дополнительно  удерживается усом крышки, входящим в  паз на переднем конце оси. Диаметр  переднего конца оси на 27 мм больше диаметра остальной части на 0,04 мм. Соответственно увеличено и отверстие  в передней стенке картера, что облегчает  сборку и разборку узла.

 

Ведомый вал  выполнен заодно целое с ведущей  шестерней главной передачи и  вращается на трех подшипниках, запрессованных в картер коробки передач. Передний подшипник двухрядный, упорный, конический, запрессован в переднюю спинку картера  и воспринимает радиальное и осевое усилия от главной передачи. От осевых перемещений, возникающих под действием  осевых сил на стальных зубьях при  передаче крутящего момента, подшипник  фиксируется крышкой, которая крепится к картеру четырьмя болтами моментом 3,2-4 кгс-м.

 

Синхронизаторы  предназначаются для выравнивания скоростей вращающихся деталей  силовой передачи при переключении передач. В коробке передач предусмотрены  два синхронизатора: для четвертой  и третьей передач и для  второй и первой. Синхронизаторы имеют  одинаковое устройство и одни и те же размеры, но в синхронизаторе второй и первой передач муфтой служит ведомая  шестерня заднего хода. Ступица синхронизатора внутренними шлицами надета на шлицы  промежуточного вала и удерживается на нем вместе с другими деталями, шайбами и гайкой. На наружной поверхности  ступицы нарезаны шлицы, по которым  может перемещаться муфта синхронизатора. Кроме шлицев, на ступице вырезаны на разных расстояниях один от другого  три продольных паза, в которых  помещены три штампованных сухаря с  выступами на середине. Сухари прижаты  к шлицам муфты двумя пружинными кольцами, причем выступы сухарей  входят в кольцевую проточку муфты. С обеих сторон ступицы установлены  латунные блокирующие кольца. На торцах этих колец, обращенных к ступице, сделано  по три паза, в которые входят концы сухарей. Блокирующие кольца имеют внутреннюю коническую поверхность, которая соответствует конической поверхности венцов синхронизатора шестерен. На конической поверхности  колец нарезана мелкая резьба. В  цилиндрическую проточку на верхней  поверхности муфты синхронизатора входит вилка включения передач. Она разрывает пленку между блокирующими кольцами и конической поверхностью шестерни включаемой передачи при их соприкосновении, вследствие чего между  кольцом и конической поверхностью возникает повышенное трение. Снаружи  на кольцах имеются короткие прямые зубцы, такие же, как и на соседних с ними венцах синхронизатора шестерен. Эти зубцы соответствуют впадинам между шлицами муфты синхронизатора, в результате чего муфта, перемещаясь  в осевом направлении, может входить  в зацепление своими шлицами с  зубцами блокирующих колец и  с зубчатыми венцами. Муфты и  ступицы подбираются на заводе комплектами, таким образом обеспечивается плавное и легкое

 скольжение  муфты по ступицам с минимальным  зазором.

Переключение  передач осуществляется с помощью  муфт, вилок и трех подвижных штоков параллельных друг другу и расположенных в одном ряду. Штоки перемещаются в отверстиях, расточенных в задней и средней стенках картера коробки передач. Концы штоков, входящие в полость задней крышки, имеют пазы, в которые входит ползун переключения. Для фиксации рабочих положений штоков на их поверхности имеются углубления, в которые входят фиксаторы в виде шариков, прижатых пружинами, расположенными во втулках. Втулки запрессованы в отверстия картера и закрыты общей крышкой. Для предотвращения включения сразу двух передач установлено блокирующее устройство, состоящее из верхнего и нижнего замков и толкателя. Управление коробкой передач осуществляется рычагом на туннеле пола кузова. Нижний палец рычага шарнирно соединен с ползуном механизма управления коробкой передач. Ползун при помощи вала и резиновой упругой муфты соединен с ползуном коробки передач. На задней крышке коробки передач установлен выключатель фонарей заднего хода, который включается специальным выступом, выполненным на штоке включения заднего хода. Главная передача с дифференциалом расположена между картером сцепления и картером коробки передач и конструктивно изготовлена в одном блоке с коробкой передач (рис. 17). Ведущая шестерня главной передачи одновременно выполняет и функции ведомого вала коробки передач, который вращается на трех опорах. Между буртом переднего подшипника и передней стенкой картера установлены регулировочные прокладки, определяющие положение ведущей шестерни. Ведомая шестерня главной передачи крепится на корпусе дифференциала болтами и вместе с дифференциалом вращается на двух конических подшипниках, установленных в корпусах. Корпуса подшипников вставляются в боковые отверстия картера коробки передач и сцепления и крепятся к нему гайками. Конические подшипники ведомой шестерни крепятся регулировочными гайками, которыми устанавливается боковой зазор в зацеплении главной пары в пределах 0,1-0,22 мм. Стопорение регулировочных гаек осуществляется стопорами, входящими в их пазы. В корпусе дифференциала размещены сателлиты и полуосевые шестерни. Полуосевые шестерни имеют фасонный паз, в который сухарями вставляется полуось. Для защиты главной передачи от пыли и грязи, а также от вытекания смазки из картера, на полуоси устанавливается защитный резиновый чехол, внутри которого помещаются корпус манжеты и манжета. Корпуса манжет имеют маслосгонную резьбу: левый корпус — левую, правый — правую. Для их отличия на конце втулки левого корпуса сделана проточка (А). Для предохранения манжетного устройства от грязи на расстоянии 224 мм от фланца на полуоси установлен грязеотражатель.

Классификация простых КП

 

По числу  основных валов с шестернями:

двухвальные с одной парой зацепления — наиболее просты, но не имеют прямой передачи (большинство переднеприводных и заднемоторных автомобилей)

трёхвальные с двумя парами зацепления:

соосные —  первичный и вторичный вал  соосны — имеют прямую передачу, характеризуются уменьшенным поперечным габаритом, но увеличенным продольным (большинство заднеприводных автомобилей)

с несоосными валами — не имеют прямой передачи (раздаточные коробки полноприводных автомобилей, КПП тракторов)

многовальные с переменным числом зацеплений — позволяют получать большое число передач (КПП тракторов, коробки скоростей и подач токарных станков)

многовальные с последовательным редуцированием — фактически объединяют в себе несколько последовательно включенных КПП (нашли применение на тракторах и бронетехнике)

безвальные КП

соосные безвальные КП (немецкий танк Pz.III)

несоосные безвальные КП (немецкий танк Pz.VI «Тигр»)

 

По числу  ходов (подвижных шестерен-кареток  или муфт): трех-, четырех- и пятиходовые.

 

По способу  переключения ступеней:

с подвижными шестернями-каретками

с постоянным зацеплением шестерен и переключением  с помощью зубчатых муфт:

без синхронизаторов

с синхронизаторами

с фрикционным  включением ступенейКлассификация планетарных КП

 

По числу  степеней свободы при выключении всех фрикционных устройств:

с двумя степенями  свободы;

с тремя степенями  свободы;

с четырьмя и более степенями свободы. Основное различие между автомобильным и электрическим тяговым двигателем с интересующей нас точки зрения заключается в тяговых характеристиках, то есть в том, как меняется в зависимости от числа оборотов мощность и крутящий момент. У электродвигателя крутящий момент при небольших оборотах довольно велик. По мере раскручивания момент падает. Для транспортной машины такая характеристика наиболее благоприятна: при трогании с места и разгоне, когда приходится преодолевать значительные силы инерции, желательно иметь как можно больший крутящий момент. А для поддержания равномерного движения момент нужен уже намного меньше. Заметим, что мощность электродвигателя на любых оборотах может оставаться близкой к максимальной и на всех режимах используется почти полностью, то есть он отлично приспособлен к дорожным условиям работы. У двигателя внутреннего сгорания все обстоит иначе: мощность при низких оборотах у него значительно понижена, а величина крутящего момента в пределах эксплуатационных чисел оборотов вообще мало изменяется. График показывает (рис.А), что если сопротивление движению увеличилось, и обороты двигателя начинают падать, то у электродвигателя это сопровождается значительным (в несколько раз) увеличением крутящего момента; у автомобильного же двигателя момент сначала немного растет, а потом уменьшается - двигатель глохнет. Как видим, тяговая характеристика двигателя внутреннего сгорания совершенно неудовлетворительна. Но силовая установка с таким мотором по своей легкости, экономичности и другим качествам пока превосходит электромотор. Поэтому конструкторам пришлось примириться с недостатками ДВС и для их преодоления поставить на автомобиль коробку передач, которая изменяет передаточное отношение между двигателем и ведущими колесами и соответственно крутящий момент на них. На рисунке Б показано, как с помощью ступенчатой коробки передач тяговая характеристика ДВС пытается приблизиться к идеальной гиперболе.