Кинематическая схема коробки передач
Принципиальные кинематические схемы и работа коробок передач с неподвижными осями валов
Конструкции КП определяются назначением трактора, номинальным тяговым усилием (тяговым классом), характером эксплуатационных нагрузок и показателями комплексов агрегатируемых машин - орудий. Анализ современных конструкций КП показывает, что большинство из них являются составными комбинациями из более простых двухвальных и трехвальных КП, схемы которых приведены ниже.
Следует отметить, что на всех рассматриваемых схемах КП управляющие каретки или блокировочные муфты показаны при нейтральном их положении (на нейтральной передаче).
Простейшая схема двухвальной КП (рис. 4.2,а) с разрывом потока мощности при переключении передач, состоит из первичного вала 1 и вторичного 9. К валу 1 мощность от двигателя подводится обычно через сцепление, а выходной конец вала 9 в большинстве случаев имеет ведущую коническую шестерню 8 центральной передачи трансмиссии. На шлицах первичного вала 1 установлены подвижные двухвенцовая каретка 2 для получения второй (влево по стрелке) и третьей (вправо по стрелке) передачи и одновенцовая каретка 4 для получения первой (влево по стрелке) передачи и заднего хода (вправо по стрелке). Правый выступающий шлицевой хвостовик 5 может быть приводом зависимого ВОМ. На вторичном валу 9 неподвижно установлены ведомые шестерни передач переднего хода: первой 11, третьей 12 и второй 13, в зацепление с которыми вводятся зубчатые венцы кареток для получения необходимой передачи, и ведомая шестерня 10 заднего хода.
Рис. 4.2. Принципиальные кинематические схемы КП: а - двухвальная. 6 - трехвальная, в - трехвальная с поперечными валами
Перемещение кареток по шлицам первичного вала 1 осуществляется отдельной рычажно-тяговой системой ручного управления КП, которая позволяет фиксировать в зацеплении только одну пару шестерен, обеспечивающую необходимое передаточное число.
Шестерни и валы размещаются внутри картера 3 КП, в отверстиях стенок и перегородок которого установлены соответствующие подшипники опор валов или дополнительных осей. В отечественных тракторах в основном применяются литые чугунные картеры КП. В зарубежных конструкциях широко применяются также более легкие и прочные литейные материалы (алюминиевые сплавы).
Опорами первичного вала, как правило, являются радиапьные шариковые подшипники, нагруженные в основном радиальными силами. Опоры вторичного вала более сложные, так как в большинстве случаев они воспринимают не только радиальные усилия, действующие на них при передаче крутящего момента, но и осевое усилие, действующее от конической пары центральной передачи.
Для получения передачи заднего хода между валами КП вводят дополнительную шестеренную передачу, изменяющую направление вращения ее вторичного вала при неизменном вращении первичного вала. Это может быть шестерня или блок из двух шестерен одного или разных диаметров, находящихся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней, закрепленной на вторичном валу. В рассматриваемой схеме КП задний ход получается при введении каретки 4 в контакт с блоком шестерен 6, находящимся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 10 вторичного вала. Блок б установлен на подшипниках закрепительной оси 7.
В данной кинематической схеме двухвальной КП показано практически минимальное число передач - три вперед и одна - назад. На практике число передач не превышает шести, так как при их увеличении возрастает длина валов и их прогиб при передаче крутящего момента. Это ведет к нарушению зацепления шестерен и ухудшению работы подшипниковых узлов, а в итоге - к снижению долговечности КП.
Смазывание трущихся деталей данной КП осуществляется маслом, заливаемым в ее картер и последующим его разбрызгиванием венцами вращающихся ведомых шестерен при движении трактора. Для смазывания деталей КП при стационарной работе МТА, когда вторичный вал неподвижен, в ряде конструкций применяют специальные маслоразбрызгивающие шестерни, кинематически связанные с первичным валом. Один из этих вариантов показан на приводимой схеме КП, где свободно вращающаяся на валу 9 ведомая маслоразбрызгивающая шестерня 14 имеет постоянный привод от ведущей шестерни 15 вала 1.
Достоинствами двухвальных КП являются: конструктивная простота и высокий механический КПД, так как при передаче мощности в зацеплении участвует только одна пара шестерен. Недостатками - невозможность получения более 5-6 передач переднего хода, вследствие повышенного прогиба валов, и малый диапазон передаточных чисел, ограниченный межосевым расстоянием валов. Вследствие этого они в настоящее время имеют ограниченное применение как самостоятельные КП, но часто используются как один из редукторов составной КП. При этом очень часто они выполняются с шестернями постоянного зацепления (см. рис. 4.1,6 - г).
Простейшая схема трехвальной КП (рис. 4.2,6) с разрывом потока мощности при их переключении и с продольным расположением валов состоит из соосно расположенных первичного 1 и вторичного 8 валов и промежуточного вала 14. Валы 1 и 14 соединены парой цилиндрических шестерен постоянного зацепления - ведущей 2 и ведомой 15, образующих передаточное число первой ступени КП. На конце вала 8 обычно установлена или выполнена за одно с ним ведущая коническая шестерня 9 центральной передачи трансмиссии.
На промежуточном валу 14 жестко закреплены ведущие шестерни 13 переднего хода. В зацепление с ними входят зубчатые венцы ведомых кареток вторичного вала 8, образуя тем самым передаточные числа второй ступени данной КП. На промежуточном валу 14 закреплена и ведущая шестерня 12 передачи заднего хода, находящаяся в постоянном зацеплении с одновенцовой “паразитной” шестерней 10.
На шлицах вторичного вала 8 установлены типовые одновенцовая 7 и двухвенцовая 6 каретки и комбинированная одновенцовая каретка 4 с зубчатой блокировочной полумуфтой 3. Последняя при перемещении каретки 4 влево входит в зацепление с зубчатой полумуфтой в торце первичного вала, образуя тем самым прямую передачу мощности от вала 1 к вазу 8. Передний подшипник 16 (обычно роликовый) вала 8 установлен в расточке торца вала 1 и нагружен только радиальными силами. Остальные опоры валов установлены в отверстиях стенок или специальных перегородок картера 5 аналогично креплению валов двухвальной КП. В некоторых конструкциях трехвальных КП с целью устранения консольного крепления шестерни 2 и облегчения работы переднего подшипника 16 вала 8 исключают прямую передачу и выполняют отдельные опоры конца вала 1 и начала вала 8, тем более что на тракторах прямая передача не относится к основному (рабочему) их диапазону.
В данной кинематической схеме трехвальной КП можно получить пять передач (включая прямую) переднего хода и одну заднего.
Смазывание деталей КП производится разбрызгиванием масла, залитого в ее картер, шестернями промежуточного вала 14, который всегда вращается при работающем двигателе и включенном сцеплении независимо от режима работы МТА. Шлицевой хвостовик 11 вала 14 может использоваться как привод зависимого ВОМ.
Простейшая схема трехвальной КП с поперечным расположением валов, полным реверсированием всех передач и конструктивной компоновкой в общем корпусе заднего моста трактора, представлена на рис. 4.2,в.
Наиболее интересным элементом схемы является механизм реверса передач, позволяющий промежуточному валу 6 вращаться в разные стороны при постоянном направлении вращения первичного вала 1. Он состоит из ведущей конической шестерни 2, находящейся в постоянном зацеплении с двумя одинаковыми ведомыми коническими шестернями 3 и 4, свободно установленными на валу 6 и вращающимися в противоположные стороны. На ступицах этих шестерен имеются зубчатые венцы, аналогичные зубчатому венцу 17 вала 6, на котором установлена подвижная зубчатая муфта 8, блокирующая вал с любой из вышеуказанных шестерен. На схеме показано положение муфты 8 для движения трактора вперед. При замыкании вала 6 с шестерней 3 трактор будет двигаться назад. Перемещение муфты 8 производится отдельным рычагом управления реверсом.
Соединение одновенцовой 5 и двухвенцовой 18 карегок с ведомыми шестернями 16 вторичного вала 11 аналогично рассмотренному выше.
В аналогичных КП с полным реверсированием всех передач переднего хода иногда, как показано на схеме, выполняется одна отдельная передача заднего хода. Она осуществляется перемещением каретки 5 в зацепление с “паразитной” шестерней 9, находящейся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 10 заднего хода на валу 11. Применение данной передачи объясняется удобством управления КП одним рычагом для передач как переднего хода, так и заднего. При полностью реверсивной КП без дополнительной задней передачи для получения заднего хода трактористу приходиться одновременно манипулировать двумя рычагами управления - реверса и КП, что вызывает определенное неудобство.
Компоновка поперечно расположенных валов 6 и 11 в общем корпусе 7 трансмиссии облегчает выполнение центральной передачи цилиндрическими шестернями - ведущей 12 и ведомой 13, установленной на корпусе дифференциала 14. Шлицевый хвостовик 15 вала 11 может быть боковым приводом синхронного ВОМ.
Следует отметить также облегченные условия работы конической пары, образующей передаточное число первой ступени КП, это - более стабильный нагрузочный и скоростной режим, что позволяет в большинстве случаев отказаться от периодических регулировок зацепления шестерен до их окончательной выбраковки.
Смазывание деталей КП производится разбрызгиванием масла, находящегося в корпусе.
Подобного типа КП применяются на легких колесных универсальных тракторах, которые по характеру работы должны иметь возможность длительное время и при разных тяговых нагрузках двигаться задним ходом.
Достоинствами трехвальных КП являются:
- значительно больший, чем у двухвальных, диапазон передаточных чисел, так как на основных рабочих передачах всегда участвуют две пары шестерен;
- высокий КПД на прямой (транспортной) передаче;
- отсутствие необходимости в маслоразбрызгивающей паре шестерен;
- конструктивно более простое выполнение центральной передачи с цилиндрической парой шестерен в трехвальных КП с поперечными валами, чем у конической пары двухвальной КП.
Недостатками трехвальных КП являются:
- более низкий КПД на рабочих передачах, так как в зацеплении находятся одновременно две пары шестерен, вместо одной у двухвальной;
- невозможность получения более 5-6 передач переднего хода ввиду повышенного прогиба валов;
- повышенный износ подшипника передней опоры вторичного вала, расположенного в расточке торца первичного вала при работе трактора на основных рабочих передачах. При включенной прямой передачи указанный подшипник не вращается, но на этой транспортной передаче трактор работает, как правило, не более 12... 15% всего времени его эксплуатации.
Составные КП имеют структурные схемы, представленные на рис. 4.3. На схеме, показанной на рис. 4.3,а, впереди установлен редуктор Р с двумя передачами (n=2) для выбора диапазонов работы трактора, а за ним - основная КП с четырьмя передачами переднего хода внутри выбранного их диапазона и одной заднего (n3х=1) Общее число передач переднего и заднего хода определяется произведением чисел соответствующих видов передач в КП и Р: восемь передач переднего хода (n nx=8) и две передачи заднего (n3x= 2).
В зависимости от компоновки трансмиссии в составной КП впереди может быть установлена основная КП, а за ней - выходной редуктор Р (рис. 4.3,6), но результат будет такой же, как и в первой схеме (nnx=8; n3x=2).
На схеме, представленной на рис. 4.3,в, редуктор Р имеет nnx=3 и n3x=1. Общее число передач переднего хода nnx=12, а заднего n3x=4.
На схеме, представленной на рис. 4.3,г, показан пример применения одновременно двух редукторов P1 (nnx=3;n3x=1) и Р2 (n=2), что дает воз-можность получить nnx =24 и n3x=8.
Рис. 4.3. Структурные схемы составных КН
Элементарные кинематические схемы составных КП и компоновки их основных узлов представлены на рис. 4.4. На рис. 4.4,а дана схема КП, состоящая из входного двухступенчатого редуктора А, выполненного по трехвальной схеме, и основной коробки Б, выполненной по двухвальной схеме с тремя передачами вперед и одной назад. В данной схеме вторичный вал 1 редуктора А, является передним концом первичного вала коробки Б, а соответствующие вторичный вал 2 коробки Б и промежуточный вал 3 редуктора А имеют опоры в стенках редукторов.
В данной схеме можно получить шесть передач вперед и две назад. Так как редуктор А выполнен с ускоряющей передачей, то основные рабочие передачи составной КП осуществляются при включении прямой передачи редуктора, чтобы в зацеплении участвовала только одна пара шестерен коробки Б, чем и обеспечивается высокий КПД рабочих передач. Для получения передач с меньшей тягой на крюке трактора и транспортных в редукторе А передача осуществляется через две пары шестерен.
Рис. 4.4. Кинематические схемы составных КП
На рис. 4.4,6 приведена схема составной КП, выполненной в одном общем корпусе 3, с использованием трех параллельных валов: первичного 1, промежуточного 6 и вторичного 8. Валы 1 и 6 представляют собой входной двухвальный редуктор диапазонов передач с шестернями постоянного зацепления, блокируемых посредством зубчатых подвижных муфт 12. Шестерни 2 и 11 обеспечивают получение трех передач переднего хода, а шестерни 4, 5 и 7 - заднего. Валы 6 и 8 также представляют собой двухвальную четырехступенчатую КП с шестернями 9 постоянного зацепления, которые блокируются с валом 8 посредством многодисковых фрикционных муфт 10 с гидронажимным механизмом. Следовательно, в данной схеме составной КП можно получить двенадцать передач переднего хода и четыре заднего. При этом внутри установленного диапазона переключение передач осуществляется без остановки трактора.
В качестве примера рассмотрим составную КП тракторов МТЗ-80/82 (рис. 4.5).
Она имеет двухступенчатый понижающий редуктор и основную КП, которые обеспечивают получение 18-ти передач вперед и четырех назад. Основная КП - девятискоростная, состоит из первичного1, промежуточного 22 и вторичного 12 валов, а также вала 25 пониженных передач и передач заднего хода, расположенных в корпусе 11. На вторичном валу 12 установлена ведущая шестерня 13 центральной передачи. Внутри промежуточного вала 22 проходит вал 14 привода независимого ВОМ.
Основная КП имеет свой двухступенчатый редуктор. Он состоит из двухвенцовой шестерни-каретки 16, которая может входить в зацепление с шестерней 7 вторичного вала или с внутренними зубьями шестерни 15, свободно установленной на промежуточном валу 22 и находящейся в постоянном зацеплении с неподвижной шестерней 10 вторичного вала. Зацепление шестерен 16 и 7 дает первую ступень редуктора, а шестерен 16, 15 и 10 - вторую.
На шлицах первичного вала 1 имеются подвижные шестерни- каретки 2, 3 и 4, которые могут входить в зацепление соответственно с шестернями 21, 19 и 18, неподвижно установленными на промежуточном валу 22, и обеспечивать три передаточных числа. С промежуточного вала момент передается через первую или вторую ступень редуктора. В результате число передач удваивается. В рассматриваемой схеме КП (рис. 4.5,г) передачи с третьей по восьмую получаются по схеме трехвальной КП.
На первой и второй передачах и передачах заднего хода момент с первичного вала 1 на вторичный вал 12 передается через вал 25 пониженных передач. При этом момент с шестерни 4 через двухвенцовую шестерню 17, свободно установленную на промежуточном валу 22, передается на шестерню 28, которая находится в постоянном зацеплении с малым венцом шестерни 17. Далее с вала 25 момент передается на промежуточный вал 22 и через редуктор на вторичный вал 12. Для получения первой и второй передач каретка 27 вводится в зацепление с шестерней 19, а двух передач заднего хода с промежуточной шестерней 26. Последняя находится в постоянном зацеплении с шестерней 20.
Девятая передача получается введением в зацепление шестерни 4 с внутренними зубьями шестерни 7 (прямая передача). Переключение передач производится рычагом 8, перемещающим ползуны 5, которые удерживаются от самопроизвольного передвижения фиксаторами 6 в крышке 9.
Понижающий редуктор (см. рис. 4.5,г), установленный перед основной КП, удваивает число передач. Он состоит из двух пар шестерен 29, 24 и 23 и зубчатой муфты 30. Когда муфта вводится в зацепление с шестерней 24, момент передается без изменения (прямая передача), при введении в зацепление с шестерней 29 получается пониженная передача.
На тракторах МТЗ-80/82 может быть также установлен двухступенчатый планетарный ходоуменьшитель, позволяющий получать дополнительно четыре пониженные передачи переднего и четыре заднего хода.
Рис. 4.5. Составная КП тракторов МТЗ - 80/82:
а - продольный разрез, б - поперечный разрез, в разрез по валу пониженных передач и передач заднего хода; г - кинематическая схема
vostok-agro.info
Коробка передач | Трансмиссия
Назначение коробка передач и требования к ней
Коробка передач служит для преобразования вращающего момента по значению и направлению, изменения силы тяги на ведущих колесах, скорости и направления движения, обеспечивает возможность движения машинно-тракторных агрегатов (МТА) задним ходом и длительное разъединение двигателя и ведущих колес.
К коробке передач предъявляются следующие требования:
- увеличение тягового усилия до значения, необходимого для преодоления сопротивления движению в заданных эксплуатационных условиях при хороших показателях топливной экономичности
- обеспечение оптимального использования мощности двигателя, уменьшение работы буксования сцепления
- обеспечение управления переключением передач, сокращение переключений для повышения динамических качеств
- высокий КПД на чаще всего используемых передачах
- наличие нейтрального положения для длительного отключения двигателя от трансмиссии, а также передачи заднего хода
- возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования
Технический уровень современных тракторов и автомобилей, эффективность их использования в значительной мере зависят от типа трансмиссии, числа передач, перепада между ними, способа переключения передач, надежности и стоимости.
Ступенчатые коробки передач. Принцип действия
Наиболее распространены ступенчатые коробки передач. Их классифицируют по следующим основным признакам:
- по числу передач (ступеней) — четырех-, пятиступенчатые и т.д.;
- способу зацепления шестерен — с подвижными шестернями и с шестернями постоянного зацепления
- расположению валов относительно продольной оси трактора — с продольным и поперечным расположением валов. В тракторах Т-16М, Т-25А и ЛТЗ-55 применены коробки передач с поперечным расположением валов, в большинстве тракторов — коробки передач с продольным расположением валов
- способу переключения передач — коробки, переключаемые с остановкой трактора и без его остановки (на ходу)
- способу управления — с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмом включения передач
Принцип работы шестеренных коробок передач основан на том, что вращение от ведущего вала к ведомому передается через шестерни, которые могут входить в зацепление друг с другом в определенных сочетаниях.
Рассмотрим работу наиболее распространенной трехвальной пятиступенчатой коробки передач с прямой передачей. Вращающий момент двигателя через сцепление передается первичному валу 7, а с него через шестерни 2 и 11 — промежуточному валу 9.
Рисунок. Кинематическая схема трехвальной коробки переключения передач (КПП) с прямой передачей: 1 — первичный вал; 2, 4, 7, 8, 10, 11 — шестерни; 3 — зубчатая муфта; 5 — корпус коробки; 6 — вторичный вал; 9 — промежуточный вял; 12 — подшипник вторичного вала
На промежуточном валу 9 жестко закреплены ведущие шестерни 10, в зацепление с которыми входят соответствующие ведомые каретки шестерен 4 вала 6. Перемещая каретки шестерен 4 по шлицам вала 6, в данной схеме можно получить пять передач вперед и одну назад. Чтобы включить прямую (пятую) передачу, необходимо первую каретку шестерен 4, выполненную в виде зубчатой муфты 3, переместить влево и ввести в зацепление с зубьями первичного вала. Тогда первичный I и вторичный 6 валы будут вращаться как одно целое.
Коробки с прямой передачей компактны. Их широко применяют на автомобилях и отдельных тракторах. Для увеличения числа передач применяют составные коробки передач. Они представляют собой комбинацию двух коробок; двухвальной, называемой редуктором, и трехвальной — основной.
Видео: Коробка передач. Общее устройство
ustroistvo-avtomobilya.ru
Ступенчатые коробки передач.
Ступенчатые коробки передач
Механические ступенчатые коробки передач, в отличие от бесступенчатых, позволяют изменять крутящий момент, передаваемый трансмиссией ведущим колесам, скачкообразно (ступенчато). Это существенный недостаток такого типа коробок передач, который компенсируется простотой их конструкции, относительной надежностью и неприхотливостью. Кроме того, ступенчатые коробки передач позволяют повысить динамические качества автомобиля (например, при разгоне) и его экономичность.
По этим причинам ступенчатые коробки передач в настоящее время широко применяются во всех типах автомобилей и автобусов.
***
Типы ступенчатых коробок передач
Ступенчатые коробки передач классифицируются по нескольким основным признакам:
Они могут быть простыми (вальными) и планетарными в зависимости от подвижности геометрических осей их валов.
По числу валов простые коробки делятся на двух-, трех- и многовальные коробки передач.
По числу ступеней (учитываются лишь передачи переднего хода) коробки передач подразделяются на двух-, трех-, четырех-, пятиступенчатые и многоступенчатые.
По способу переключения передач коробки могут быть с подвижными зубчатыми колесами, муфтами легкого включения и с синхронизаторами.
По способу управления различают коробки передач с непосредственным, дистанционным, полуавтоматическим и автоматическим управлением.
По выполняемым функциям коробки передач подразделяют на основные, делители и дополнительные.
Помимо приведенных признаков классификации коробки передач делятся по числу ходов (плоскостей перемещения рычага переключения передач) на двухходовые и трехходовые. Двухходовыми являются трехступенчатые коробки передач, которые в настоящее время можно встретить лишь на автомобилях старых марок, например, ГАЗ-21.
На современных автомобилях в качестве основных наибольшее распространение получают простые, двух- или трехвальные коробки передач. Число передач в таких коробках обычно 4…5.
Увеличение числа передач на автомобилях-тягачах, вездеходах и автомобилях большой грузоподъемности осуществляется путем установки делителя (мультипликатора) или дополнительной коробки (демультипликатора), что позволяет соответственно повысить плотность ряда и расширить диапазон передаточных чисел.
В этом случае общее число передач равно произведению числа передач основной коробки передач и дополнительной. Многоступенчатые коробки передач имеют 5 или 6 валов и поэтому являются многовальными.
На большинстве легковых и грузовых автомобилей применяются коробки передач с непосредственным управлением, при котором водитель посредством рычага воздействует на элементы механизма переключения передач (штоки, вилки, синхронизаторы или муфты) и включает выбранную передачу.
При дистанционном управлении усилие от рычага управления на механизм переключения передач осуществляется через систему тяг и рычагов.
Элементы полуавтоматического управления имеются в приводе управления делителем автомобилей марки «КамАЗ» и дополнительной коробки передач автомобиля КрАЗ-260.
Автоматический привод для управления ступенчатыми коробками передач не применяется, и обычно используется в управлении гидромеханическими коробками передач.
Планетарные коробки передач, как правило, применяют в качестве дополнительных коробок в гидромеханических передачах для усиления преобразующих свойств гидротрансформаторов.
***
Кинематические схемы коробок передач
Конструкционные, преобразующие и эксплуатационные свойства коробок передач зависят от ее кинематической схемы. На рис. 1 приведены наиболее распространенные кинематические схемы простых ступенчатых коробок передач.
Любая ступенчатая коробка передач представляет собой зубчатый редуктор, в картере 1 которого на валах установлены подвижные 8 или неподвижные 6, 7 зубчатые колеса. Входной вал 3 называется первичным валом, а выходной вал – вторичным валом.
В трехвальной коробке передач третий вал 10 называется промежуточным валом, а первичный и вторичный валы располагаются соосно.
Переключение передач выполняют при выключенном сцеплении, вводя подвижные зубчатые колеса (каретки) ведомого вала в зацепление с неподвижными на валу зубчатыми колесами промежуточного вала. Это зацепление сопровождается ударами торцов зубьев и приводит к их повышенному износу. Поэтому на автомобилях применяют коробки передач с постоянным зацеплением зубчатых колес и включением передач передвижением кареток (муфт) синхронизаторов.
Подвижные зубчатые колеса выполняются прямозубыми и устанавливаются на шлицах, что позволяет им смещаться вдоль вала. На шлицах также устанавливаются муфты 5 включения передач.
Неподвижные зубчатые колеса для снижения уровня шума выполняются косозубыми и устанавливаются на валу жестко или свободно на подшипниках.
Зубчатые колеса высших передач как наименее нагруженные располагаются ближе к передней опоре, а низших передач как наиболее нагруженные – ближе к задней более жесткой опоре.
Включение той или иной передачи осуществляется путем перемещения муфт 5 переключения передач, которые блокируют зубчатое колесо 7 с вторичным валом 9 или первичный 3 и вторичный валы друг с другом на прямой передаче, на которой передаточное число равно единице.
Потери мощности в коробке передач на прямой передаче практически отсутствуют, и ее КПД близок к единице, так как ни зубчатые колеса, ни промежуточный вал в передаче крутящего момента не участвуют.
На всех других передачах, кроме прямой, крутящий момент в трехвальной коробке передач передается от первичного вала последовательно через зубчатые колеса постоянного зацепления 2 и 4 на промежуточный вал 10, и от него на сблокированную с вторичным валом пару зубчатых колес.
Например, на третьей передаче (рис. 1, а) крутящий момент передается в следующей последовательности:
первичный вал 3 → зубчатое колесо постоянного зацепления первичного вала 4 → зубчатое колесо постоянного зацепления промежуточного вала → зубчатое колесо 12 третьей передачи промежуточного вала 2 → зубчатое колесо 6 третьей передачи вторичного вала → вторичный (выходной) вал 9.
Включение низших передач или передачи заднего хода может осуществляться перемещением подвижного зубчатого колеса 8.
Вращение вторичного вала в обратную сторону (при заднем ходе) происходит благодаря установке дополнительного зубчатого колеса 11.
Для обеспечения движения с большой скоростью при сравнительно небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя и получения тем самым максимальной экономичности, высшие передачи выполняются ускоряющими, т. е. с передаточным числом меньше единицы.
Принцип работы трансмиссии с механической ступенчатой коробкой передач наглядно показан в видеоролике, размещенном внизу страницы.
***
Требования к ступенчатым коробкам передач
Требования, предъявляемые к ступенчатым коробкам передач аналогичны требованиям, предъявляемым ко всем типам подобных агрегатов:
- обеспечение высоких тягово-скоростных и топливно-экономических качеств автомобиля;
- надежная связь двигателя с трансмиссией;
- легкость и удобство управления;
- обеспечение движения автомобиля задним ходом;
- высокий КПД;
- низкий уровень шума при работе;
- надежность в эксплуатации и простота технического обслуживания и ремонта;
- малые габаритные размеры и вес.
***
Надежность и долговечность коробок передач
Прочность деталей коробок передач и их КПД зависят от применяемых материалов, выбранной геометрии зубьев колес, жесткости, числа и расположения опор валов, их механической и термической обработки.
В коробке передач наиболее нагруженными элементами являются зубчатые колеса. Они подвергаются действию статических и динамических нагрузок, например, при резком включении сцепления в момент трогания автомобиля с места. Разрушение зубьев колес часто происходит из-за снижения контактной усталостной прочности.
От многократного приложения максимальных нагрузок возникают трещины в зоне контакта зубьев, образуются щербины (питтинг) и зубчатое колесо выходит из строя.
Зубчатые колеса рассчитывают с запасом прочности 1,2…2,0.
Изготавливают зубчатые колеса для коробок передач и легированных сталей. Так, например, для изготовления зубчатых колес коробок передач ВАЗ применяют стали 20ХГНМ, 19ХГН, для КПП ГАЗ - 20ХГР, 20ХНМ, для зубчатых колес ЗИЛ - 18ХГТ, 30ХГТ, для ЯМЗ - 12ХНЗА.
После изготовления зубчатых колес они подвергаются цементации, азотированию, поверхностной закалке и шлифованию.
Валы коробок передач во время работы подвергаются кручению и изгибу, поэтому они должны быть прочными и жесткими. При недостаточной жесткости валы могут прогибаться под действием радиальных нагрузок, вследствие чего возникает перекос зубьев, уменьшается прочность зубчатых колес и повышается шумность работы коробки передач в целом.
***
***
Устройство автомобильных коробок передач
k-a-t.ru
Кинематическая схема десятиступенчатой коробки передач КамАЗ-5320
Кинематическая схема коробки перемены передач (ВАЗ-2108).
Первая передача (рис. 3.3, а) включается перемещением при помощи вилки муфты синхронизатора 22 вправо и соединением синхронизатора со свободно установленной на вторичном валу 12 ведомой шестерней 21 первой передачи. При этом крутящий момент от первичного вала 2 будет передаваться через жестко установленную на нем ведущую шестерню 10 на ведомую шестерню 21 первой передачи и далее через муфту синхронизатора 22, ступица которого закреплена на шлицах вторичного вала, на вторичный вал 12 коробки передач.
Вторая передача (рис. 3.3, б) включается перемещением муфты синхронизатора 22 влево. При этом муфта соединяет ведомую шестерню 23 второй передачи со ступицей синхронизатора, и крутящий момент от ведущей шестерни 6 через муфту 22 передается на ступицу синхронизатора и на вторичный вал 12.
Третья и четвертая передачи (рис. 3.3, в, г) включаются перемещением муфты синхронизатора 25 вправо или влево. При этом с помощью синхронизатора обеспечивается соединение вторичного вала 12 с ведомой шестерней 24 третьей или 26 четвертой передачи. Крутящий момент от первичного вала 2 на вторичный вал 12 будет передаваться через шестерни 5 и 24 третьей передачи или через шестерни 4 и 26 четвертой передачи.
Пятая передача (рис. 3.3, д) включается перемещением муфты синхронизатора 28 вправо и соединением ее с ведомой шестерней 27 пятой передачи. При этом крутящий момент будет передаваться от первичного вала на вторичный через ведущую 3 и ведомую 27 шестерни пятой передачи и муфту синхронизатора 28, ступица которого закреплена неподвижно на шлицах вторичного вала.
Передача заднего хода (рис. 3.3, е) включается перемещением влево установленной на оси 9 промежуточной шестерни 8 заднего хода, благодаря чему она вводится в зацепление с ведущей шестерней 7 и зубчатым венцом 11 муфты 22 синхронизатора I и II передачи, обеспечивая тем самым передачу крутящего момента с первичного вала на вторичный. При помощи промежуточной шестерни вторичный вал изменяет направление своего вращения.
Передачу заднего хода включают при полностью остановленном автомобиле, так как синхронизаторы имеются только у передач переднего хода. Шестерни передачи заднего хода - прямозубые.
2.Схема пятиступенчатой коробки передач автомобиля ЗИЛ-130:
Кинематическая схема десятиступенчатой коробки передач КамАЗ-5320
Она состоит из основной пятиступенчатой коробки передач 1 и переднего приставного редуктора - делителя 2.
Основная коробка передач кинематически подобна рассмотренной ранее коробке передач МАЗ, за исключением следующего:
включение первой передачи и заднего хода осуществляется зубчатой муфтой 11, перемещаемой по шлицам ведомого вала 10, в связи с чем шестерни первой передачи 13 и заднего хода 12 установлены на валу на игольчатых подшипниках;
• пятая передача является прямой;
• ведущий вал коробки передач 7 в передней своей части имеет шлицы, на которых установлена зубчатая муфта 6 с конусом для обеспечения работы синхронизатора 16 делителя передач.24
Включение основных передач в коробке (II... V) производится двумя синхронизаторами 8 и 9.
Делитель передач представляет собой двухступенчатый редуктор с передаточными числами: на низшей (прямой) передаче - 1,0 и на высшей (ускоряющей) - 0,815.
На ведущем валу 5 делителя свободно, на игольчатом подшипнике установлена шестерня 4 с зубчатым венцом и конусом, а на шлицах -синхронизатор 16 для включения передач делителя. Шестерня 4 находится в постоянном зацеплении с шестерней 3 промежуточного вала 15 делителя. Последний в свою очередь жестко связан с передним концом промежуточного вала 14 коробки передач.
На низшей передаче делителя синхронизатор 16 связывает между собой ведущий вал делителя 5 и основной вал 7 коробки передач. На высшей (ускоряющей) передаче делителя крутящий момент передается через шестерни 4 и 3 на промежуточный вал 14 коробки передач. Привод синхронизатора делителя пневматический.
4.Кинематическая схема раздаточной коробки:
А) КамАЗ-4310
:1 — первичный вал с фланцем, 2 — ведущая шестерня, 3— крышка верхнего люка, 4 — шестерня отбора мощности, 5 — муфта включения коробки отбора мощности (только на КамАЗ-4310), 6 — коробка отбора мощности (только на КамАЗ-4310), 7 — маслосборник, 8— шестерня понижающей передачи, 9— штуцер, 10— вал привода задних мостов, // — задняя обойма дифференциала, 12— эпициклическая (коронная) шестерня дифференциала, 13 — ведущая шестерня межосевого дифференциала, 14 — солнечная шестерня, 15 — передняя часть корпуса дифференциала, 16 — картер раздаточной коробки, 17 — шестерня повышающей передачи, 18 — передняя крышка раздаточной коробки, 19 — пробка, 20 — муфта включения высшей передачи, 21 — муфта блокировки дифференциала, 22 — ведущая шестерня привода электрического спидометра, 23 — вал привода переднего моста, 24 — вилка муфты блокировки дифференциала, 25 — пневматическая камера, 26 — шток, 27 — мембрана, 28 — выключатель, 29 — промежуточный вал, 30 — муфта включения низшей передачи, 31 — промежуточная шестерня
Б) ВАЗ 21213.
5.Cхему инерционного синхронизатора.
Инерционный синхронизатор состоит из трех основных элементов: выравнивающего и включающего, как у простого синхронизатора;
- блокирующего - устройства, препятствующего включению зубчатой муфты до полного выравнивания угловых скоростей соединяемых деталей, чем обеспечивается безударное и бесшумное включение передачи.
Рассмотрим некоторые конструкции синхронизаторов, применяемые в КП современных тракторов и автомобилей.
Ползуны своими выступами прижаты к кольцевой проточке внутренней поверхности муфты двумя пружинными кольцами, отогнутые концы которых заведены в паз одного из ползунов. Тем самым осуществляется упругая фиксация ползунов в средней части муфты при нейтральном ее положении.
С обеих сторон ступицы синхронизатора установлены латунные блокирующие кольца с зубчатыми венцами и торцами с тремя продольными пазам. Ширина последних больше, чем на пазах ступицы на величину половины шага зубьев. В пазы колец входят концы ползунов, чем обеспечивается их совместное вращение.
Таким образом, первичный и вторичный валы КП жестко соединяются между собой, что соответствует включению соответствующей передачи.
В конструкции элементы трения выполнены в виде конических поверхностей на подвижной включающей зубчатой муфте и блокирующем кольце. В качестве элементов блокировки используются внутренние зубья блокирующего кольца и торцевые участки зубьев, нарезанные на ступице шестерни. Шестерня и блокирующее кольцо упруго связаны между собой в осевом направлении с помощью сжатой пружины, удерживаемой стопорным разрезным кольцом. Это способствует установке деталей конструкции в исходное нейтральное положение и, одновременно, не препятствует блокировке кольца, его разблокировки и включению передачи.
Синхронизатор работает в следующей последовательности:
сближаются конусные поверхности трения муфты и блокирующего кольца;
блокируется кольцо и, следовательно, муфта;
выравниваются угловые скорости муфты и шестерни;
разблокируется кольцо и муфта, перемещаясь в осевом направлении, включается на полную длину зубьев.
Конструкция синхронизатора отличается от ранее рассмотренных, в основном, устройством блокирующего элемента. Рассмотрим его конструкцию более подробно. Корпус синхронизатора выполнен в виде цилиндра с внутренними конусами на торцах, смонтирован на диске включающей муфты и удерживается на нем конусными фиксаторами, размещенными в радиальных отверстиях диска. Муфта установлена на зубчатой втулке вала и перемещается с помощью кольца и пальцев. Дисковый инерционный синхронизатор с блокирующими пальцами: блокирующий палец; многодисковые фрикционные муфты странения. Их иногда применяют в КП на тракторах большой мощности и большегрузных автомобилей для включения низших передач.
Необходимо отметить, что фиксаторы в инерционных синхронизаторах выполняют вспомогательную роль и их пружины должны лишь обеспечивать центровку корпуса и задание начального момента трения в выравнивающем элементе для обеспечения поворота корпуса и включения блокирующего устройства синхронизатора.
6. Схема пневмосистемы управления делителем.
Читайте также:
Рекомендуемые страницы:
Поиск по сайту
poisk-ru.ru
Механическая коробка передач.В подробностях.Теория и практика. — DRIVE2

Вернёмся немного к назад и посмотрим что же это за механизм такой, разберём устройство и принципы работы!
Механическая коробка передач (МКПП) представляет собой набор шестерен, которые входят в зацепление в различных сочетаниях, образуя несколько передач или ступеней с различными передаточными числами. Чем больше число передач, тем лучше автомобиль «приспосабливается» к различным условиям движения.
Преимущества:
Наименьшая по сравнению с другими типами КПП стоимость и масса;
Высокие КПД, топливная экономичность и динамика разгона;
Простота и отработанность конструкции, а следовательно — высокая надежность;
Не требуют дорогостоящих расходных материалов, просты в обслуживании;
Благодаря жесткой связи двигателя с ведущими колесами, водитель может более эффективно использовать автомобиль при передвижении в гололедицу, по грязи и бездорожью;
МКПП допускает полное разобщение двигателя и трансмиссии, поэтому такой автомобиль легко пускается «с толкача» и может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью.
Недостатки:
Утомляющее водителя переключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках, необходимость навыка для правильного выбора передачи и плавного переключения передач без рывков;
Ступенчатое изменение передаточного отношения;
Малый ресурс сцепления.
Ступенчатые механические коробки передач выполняются по двум схемам: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных и заднемоторных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы этих коробок передач имеют различия, поэтому они рассмотрены отдельно.
• Трехвальная коробка передач
Как следует из названия, такая коробка имеет три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.
Ведущий вал соединяется со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Далее крутящий момент передается через шестерню, находящуюся на валу в жестком зацеплении, на промежуточный вал.
Промежуточный вал расположен параллельно ведущему валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.
Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Такое расположение осуществляется за счет подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и свободно вращается на нем. Между шестернями ведомого вала располагаются муфты синхронизаторов. Муфты имеют жесткое зацепление с ведомым валом, но могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которые могут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах (кроме заднего хода).
Шестерня ведущего вала, блок шестерен промежуточного и ведомого вала находятся в постоянном зацеплении. При нейтральном положении рычага переключения крутящий момент от двигателя на ведомый вал не передается, а его шестерни свободно вращаются. При перемещении рычага КПП, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора, который обеспечивает выравнивание (синхронизацию) угловых скоростей шестерни ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. После этого, зубчатый венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Ведомый вал передает крутящий момент от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом. При соединении синхронизатором первичного и вторичного валов (минуя шестерни) образуется прямая передача. Передаточное число прямой передачи равно единице. На прямой передаче шестерни вращаются вхолостую и не изнашиваются, коробка работает с максимальным КПД. Движение задним ходом обеспечивается за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси. Шестерни трехвальной коробки передач обычно (кроме первой передачи и передачи заднего хода) делают косозубыми. Такие шестерни обладают повышенной прочностью, более долговечны и бесшумнее в работе, чем прямозубые.
Посмотреть анимированное изображение.
• Двухвальная коробка передач
Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен, а не одна шестерня, как в трехвальной коробке. Промежуточный вал отсутствует. Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.
Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Однако прямой передачи в двухвальной коробке нет. Каждая передача, кроме заднего хода, создается одной парой шестерен, а не двумя, как в трехвальной коробке. Это повышает КПД двухвальной коробки, но не позволяет добиться большого передаточного числа. Поэтому и применяется она только в легковых автомобилях.
• Как работает синхронизатор
Синхронизатор служит для бесшумного переключения передач путем выравнивания угловых скоростей включаемых элементов. Он состоит из ступицы 1, муфты 2, двух блокировочных колец 3, трех сухарей 4, двух проволочных колец 5. Ступица устанавливается на шлицах вторичного вала и жестко фиксируется. На ступице нарезаны наружные зубья и пазы под сухари. Муфта расположена на зубьях ступицы и в среднем положении удерживается сухарями, выступы которых входят во внутреннюю кольцевую канавку муфты. Сухари прижимаются к муфте упругими кольцами (как вариант, вместо колец могут использоваться подпружиненные шарики). Бронзовые блокировочные кольца имеют наружные зубья со скосами и впадины под сухари; ширина впадин несколько больше ширины сухарей. Кольцо может провернуться относительно ступицы на величину разницы ширины паза кольца и ширины сухаря. Для увеличения сил трения на конической поверхности кольца нарезана резьба и выполнены продольные канавки.
Работает синхронизатор следующим образом. При включении передачи вилка переключения перемещает муфту в направлении шестерни включаемой передачи. При перемещении муфты усилие через сухари передается на одно из блокировочных колец, которое вместе с муфтой перемещается относительно ступицы в сторону включаемой шестерни до соприкосновения с ее конической поверхностью. Вследствие разности угловых скоростей включаемой шестерни и ведомого вала на конических поверхностях возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора его в сухари. При этом зубья блокировочного кольца станут напротив зубьев муфты и дальнейшее перемещение муфты становится невозможным. После выравнивания угловых скоростей шестерни и синхронизатора сила, сместившая блокировочное кольцо, исчезает; под действием усилия водителя оно вернется в первоначальное положение, чему способствуют скосы на зубьях муфты и кольца. После этого муфта свободно проходит между зубьями блокировочного кольца и соединяется с зубьями малого венца включаемой шестерни. При этом гребни сухарей выходят из кольцевой проточки муфты, а сухари утапливаются, преодолевая упругую силу кольцевых пружин. Шестерня жестко соединяется со вторичным валом, передача включается. Весь процесс занимает время порядка милисекунд. С помощью одного синхронизатора можно поочередно включать две передачи в коробке.
• Механизм переключения
Конструкция механизма переключения передач зависит от конструкции автомобиля. В заднеприводных рычаг располагается непосредственно на корпусе коробки передач. В этом случае весь механизм переключения расположен внутри корпуса коробки и рычаг напрямую воздействует на него. Плюсы такой схемы – простота, более чёткое переключение передач, меньший износ в процессе эксплуатации. Недостаток — такой привод непригоден для использования на большей части переднеприводных и всех заднемоторных автомобилях. В этом случае применяется иная схема механизма переключения: рычаг располагается дистанционно (напольно, на рулевой колонке или на панели приборов) и связан с коробкой передач при помощи расположенных вне ее корпуса тросов либо тяг (называемых обычно «кулисой»). Плюсы такого решения — удобное расположение рычага КПП, отсутствие его вибрации и практически полная свобода в компоновке автомобиля. Однако, дистанционный привод менее долговечен и со временем допускает разбалтывание, что требует его регулировки или замены. Кроме того, чёткость переключения передач с таким механизмом переключения хуже, чем при непосредственном расположении рычага на корпусе КПП.
Несмотря на различия в конструкции привода включения передач, механизм включения в большинстве коробок передач имеет одинаковое устройство. Он состоит из подвижных штоков 1, расположенных в крышке коробки передач, и закрепленных на каждом штоке вилок 2. Вилки своими концами входят в пазы муфт синхронизаторов, а вилка включения заднего хода — в кольцевую проточку шестерни заднего хода. Также в любой коробке передач предусмотрены устройства, предохраняющие от неполного включения, самовыключения передачи и одновременного включения двух передач.
КПП с непосредственным приводом включения передач
При расположении рычага переключения 3 непосредственно на корпусе коробки передач его нижний конец входит в пазы головок подвижных штоков. Поперечное перемещение рычага, находящегося в нейтральном положении, приводит к выбору необходимого штока (передачи), а продольное — вызывает смещение штока, закрепленной на нем вилки и включение требуемой передачи.
Для удержания штока в нейтральном или включенном положении в нем выполнены гнезда, к которым поджимается пружиной шарик фиксатора. Штоки имеют по три гнезда под шарик фиксатора: среднее служит для удержания штока в нейтральном положении, а крайние — для фиксации одной из включенной передач. Шток вилки включения заднего хода имеет два гнезда: одно для фиксации штока в нейтральном положении, другое — во включенном положении передачи заднего хода.
Чтобы исключить одновременное включение двух передач, в приводе имеется замковое устройство. Один из вариантов его конструкции — три блокировочных сухаря 4. Два крайних сухаря установлены в отверстия задней стенки картера, а средний — в отверстии среднего штока. У штоков имеются гнезда для сухарей. При перемещении одного из крайних штоков он выдавливает из своего гнезда сухарь, который, перемещаясь, входит в гнездо среднего штока и одновременно сдвигает два других сухаря, блокируя и второй крайний шток. При перемещении среднего штока, он прижимает два крайних сухаря в гнезда крайних штоков. Тем самым неподвижные штоки оказываются в запертом положении.
КПП с дистанционным приводом включения передач
Если рычаг коробки передач располагается дистанционно, то, как уже упоминалось, он соединяется с коробкой с помощью тросов или тяг 1, которые через шток выбора передач 2 воздействуют на механизм выбора передач 3. На конце штока выбора передач крепится двуплечий рычаг 4, который при перемещении штока поворачивает трехплечий рычаг 5 механизма выбора передач. Трехплечий рычаг перемещает шток выбранной передачи с закрепленной на нем вилкой. Одно плечо трехплечего рычага служит для включения передач переднего хода, другое для включения заднего хода, а на третье плечо действует рычаг штока выбора передач. Блокировочные скобы 6 предназначены для предотвращения одновременного включения двух передач. Механизм включения передач состоит из штоков, вилок и шариковых фиксаторов.
• Уход и эксплуатация
При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации автомобиля. При грамотно
www.drive2.ru
Ступенчатая коробка передач. Устройство и принцип действия
Механическая коробка (переключения) передач (МКПП или МКП) — разновидность коробки передач, механизм, предназначенный для ступенчатого изменения передаточного отношения, в котором выбор передачи осуществляется оператором (водителем) вручную. Названа так, поскольку весь её основной функционал реализуется исключительно за счёт механических устройств, без применения гидравлических или электрических элементов (в отличие от гидромеханической или электромеханической трансмиссий, содержащих в своей конструкции, соответственно, гидравлические и электрические элементы).
Ступенчатые простые коробки передач широко применяются в трансмиссиях транспортных средств, так как отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации. К коробкам передач этого вида предъявляются следующие требования:
- высокие тягово-динамические качества ТС
- высокая прочность, жесткость, надежность и долговечность
- высокий КПД, особенно на наиболее употребляемых передачах
- легкость управления и бесшумность работы
- надежное фиксирование включенной и выключенной передач, недопущение одновременного включения двух передач
- малые размеры и масса
Предъявляемые требования определяют рациональную конструкцию коробки передач и ее отдельных частей.
На большинстве изучаемых колесных транспортных средствах устанавливаются пятиступенчатые трехходовые простые коробки передач (пять ступеней для движения вперед и одна ступень заднего хода). Число «ходов» коробки передач соответствует числу подвижных элементов, с помощью которых осуществляется включение тех или иных передач.
Пятиступенчатая коробка передач имеет 3 вала:
- ведущий 7, связанный при помощи сцепления с коленчатым валом двигателя
- ведомый 5, установленный соосно с ведущим валом 7 и соединенный с карданной передачей
- промежуточный вал 6 с закрепленными на нем шестернями
Валы установлены на подшипниках качения в картере, служащем одновременно и масляным резервуаром, с наливным, контрольным и сливным отверстиями, а также вентиляционным устройством. В картере закреплена ось с установленным на ней на подшипниках блоком 7 шестерен ЗХ. Шестерня 17 выполнена заодно с ведущим валом и находится в постоянном зацеплении с соответствующей шестерней 16 промежуточного вала, в результате чего промежуточный вал получает от ведущего вала вращение с постоянным передаточным числом, которое определяется отношением числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей. Шестерни ведомого вала (кроме шестерни I передачи и ЗХ) находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала, но установлены на ведомом валу свободно (могут вращаться относительно вала, но не перемещаться вдоль него). Поэтому, хотя промежуточный вал при работе двигателя и включенном сцеплении будет вращаться, вращение к ведомому валу, а следовательно, и к ведущим колесам движителя передаваться не будет (нейтральное положение).
Рис. Схема пятиступенчатой коробки передач
Включение передач обеспечивается двумя синхронизаторами — 2 и 3 и шестерней 4 I передачи и ЗХ, которые установлены на ведомом валу на шлицах и могут перемещаться вдоль вала. Механизм переключения передач содержит рычаг управления, валики (штоки) с вилками, перемещающими синхронизаторы и каретку 4, фиксаторы и предохранительное замковое устройство, установленные в крышке коробки передач. Синхронизаторы имеют зубчатые венцы, которые при включении передач входят в зацепление с соответствующими зубчатыми венцами шестерен постоянного зацепления, что обеспечивает передачу вращающего момента на ведомый вал и далее к ведущим колесам движителя. Передаточное число между промежуточным и ведомым валами определяется отношением числа зубьев шестерни ведомого вала к числу зубьев шестерни промежуточного вала. Передаточное число между ведущим и ведомым валами, т. е. общее передаточное число коробки передач представляет собой произведение двух передаточных чисел, одно из которых — между ведущим и промежуточным валами, а другое — между промежуточным и ведомым валами.
Чем больше передаточное число коробки передач, тем больше при одном и том же вращающем моменте двигателя вращающий момент, передаваемый к ведущим колесам, а скорость движения ТС соответственно меньше. На I передаче, когда передаточное отношение самое большое, обычно осуществляют трогание ТС с места и первоначальный разгон, а также движение в особо трудных условиях. Включение I передачи обеспечивается передвижением шестерни 4 вперед и введением ее в зацепление с шестерней 8 промежуточного вала. По мере улучшения условий движения осуществляется включение более высоких передач с меньшими передаточными числами, когда не требуется значительного увеличения тяговой силы на ведущих колесах, а скорость движения ТС возрастает.
Высшей в приведенной схеме коробки передач является V передача, которая получается соединением ведущего 1 и ведомого 5 валов при помощи зубчатых венцов ведущего вала и синхронизатора 2; передаточное число в этом случае равно единице (прямая передача).
При движении ТС на прямой передаче промежуточный вал коробки передач вращается вхолостую.
Задний ход обеспечивается перемещением шестерни 4 назад и введением ее в зацепление с одной шестерней блока 7 3Х. Другая шестерня блока находится в постоянном зацеплении с шестерней 11, жестко связанной (закрепленной с помощью шпонки) с промежуточным валом.
Вращающий момент передается от ведущего вала к ведомому через следующие детали:
- при включении I передачи — через шестерни 16, 17, 8 и 4
- II — через шестерни 16, 17, 9, 10 и синхронизатор 3
- III — через шестерни 16,17, 12, 13 и синхронизатор 3
- VI — через шестерни 16,17,14, 15 и синхронизатор 2
- V — через шестерню 16 и синхронизатор 2
- ЗХ — через шестерни 16, 17, 11, блок шестерен 7 и шестерню 4
Для более плавного зацепления и бесшумной работы шестерни постоянного зацепления обычно выполняют косозубыми. Углы и направление наклона зубьев на различных парах шестерен подбирают так, чтобы осевые силы на валах получались наименьшими. Эти осевые силы обычно воспринимаются радиальным шариковым подшипником, устанавливаемым на одном из концов вала. Другой конец вала опирается на роликовый цилиндрический подшипник. Этим предотвращается возникновение дополнительных напряжений в подшипниках в результате теплового удлинения валов. Гнезда подшипников закрываются крышками с уплотнительными прокладками. В случае выхода конца вала наружу в крышках устанавливают уплотнения, предотвращающие вытекание смазки. Этому же способствуют маслосгонные канавки на валах.
Смазывание деталей в коробке передач осуществляется разбрызгиванием при вращении шестерен или с помощью масляного насоса. Для смазывания используют специальные трансмиссионные масла.
Коробка передач обычно крепится к картеру сцепления и устанавливается вместе с двигателем на эластичных опорах на раме.
Для примера на рисунке приведен продольный разрез коробки передач автомобиля КамАЗ.
В последнее время наблюдается тенденция к установке на транспортных средствах большой грузоподъемности, предназначенных для тяжелых условий работы, дополнительной коробкой передач — понижающей или ускоряющей (в некоторых случаях — одновременно обеих). Наличие понижающей дополнительной коробки передач, обычно устанавливаемой за основной в одном и том же картере, позволяет увеличить общее передаточное число между двигателем и ведущими колесами при движении на всех передачах в основной коробке передач. Ускоряющая дополнительная коробка передач, устанавливаемая обычно перед основной в одном с нею картере, позволяет увеличить скорость движения ТС и уменьшить вращающие моменты на валах основной коробки передач. Кроме того, в основной коробке передач устанавливают 2 промежуточных вала, а шестерни постоянного зацепления выполняют прямозубыми, что позволяет уменьшить размеры и массу коробки передач.
Рис. Коробка передач (продольный разрез) автомобиля КамАЗ:
1 — ведущий вал; 2 — крышка заднего подшипника ведущего вала; 3 — регулировочная прокладка; 4 — шток рычага; 5 — опора штока; 6 — пружина; 7 — опора рычага переключения передач; 8 — ось блока шестерен ЗХ; 9 — блок шестерен ЗХ; 10 — роликоподшипник; 11 — верхняя крышка; 12 — крышка заднего подшипника ведомого вала; 13 — задний шарикоподшипник ведомого вала; 14 — втулка; 15 — фланец крепления карданного вала; 16 — крышка подшипника; 17— сферический роликоподшипник; 18 — промежуточный вал; 19 — картер коробки передач; 20 — ведомый вал; 21 — крышка переднего подшипника промежуточного вала; 22 — картер сцепления; 23 — вилка выключения сцепления; 24 — вал вилки выключения сцепления; 25 — муфта выключения сцепления
ustroistvo-avtomobilya.ru
Механизмы управления коробками передач
Механизмы управления КП служат для включения передачи, ее переключения в зависимости от меняющихся условий работы трактора и ее выключения - перевода в режим нейтральной передачи. Их конструкция зависит от метода переключения передач - с остановкой трактора ( с разрывом потока мощности) или без его остановки (без разрыва или с кратковременным разрывом потока мощности).
Рис. 4.7. Схемы составной планетарной КП
В первом случае механизм управления КП служит:
- для установки шестеренкареток или жестких блокировочных муфт (при наличии шестерен постоянного зацепления) в рабочее или нейтральное положение;
- их фиксации от осевых перемещений;
- предотвращения их самопроизвольного включения или выключения;
- предотвращения одновременного включения двух передач.
Механизм управления представляет собой механическую рычажнотяговую систему, управляемую мускульной силой тракториста.
Во втором случае в КП установлены только шестерни постоянного зацепления, а их блокировка может осуществляться тремя способами: с использованием синхронизаторов или фрикционных многодисковых муфт с гидроподжатием (для КП с неподвижными осями валов) или аналогичных фрикционных муфт и тормозов (для ПКП). В двух последних случаях гидравлическое управление КП состоит в подаче масла под давлением в бустер необходимой муфты или тормоза и его отводе из них при их разблокировании, а также в предотвращении самопроизвольного их включения и выключения.
Механизмы управления ступенчатыми коробками передач.
Принципиальные схемы механизмов управления КП рычажно-тяговой системы и отдельных ее элементов показаны на рис. 4.8. Осевое передвижение шестерен-кареток 16 или жестких блокировочных муфт и муфт синхронизаторов производится управляющими вилками 15, которые вводятся в кинематическую связь с рычагом 18 управления КП. Концы вилки 15, как правило, входят в кольцевую проточку М на наружной поверхности каретки 16 (или блокировочной муфты), не мешая ее вращению, но ограничивая ее осевое перемещение по валу, фиксируя тем самым включенное или нейтральное ее положение. Вилки 15 в большинстве случаев жестко связаны с цилиндрическими 14 или прямоугольными 28 (рис. 4.8,г) ползунами. На ползунах имеются специальные прямоугольные пазы Н, в которые вводится конец короткого плеча управляющего рычага 18. Внешний, более длинный и удобно расположенный к трактористу конец рычага обычно имеет пластмассовую головку 6.
Встречаются конструкции (рис. 4.8,в), когда каретка находится в глубине КП и прямую ее связь с ползуном осуществить сложно. Тогда применяют промежуточный двуплечий рычаг 22. В этом случае обычно на головке вилки 23 делают фрезерованный боковой паз Р, посредством которого рычаг 22 перемещает ее по неподвижной направляющей оси 24. Необходимо отметить, что подобное перемещение головки вилки по направляющей оси иногда применяется для непосредственного ее соединения с рычагом управления КП или с промежуточным прямоугольным ползуном.
Жесткое соединение управляющей вилки 15 с цилиндрическим ползуном (рис. 4.8,е) осуществляется чаще всего посредством фиксирующего болта 29 или стяжного фиксирующего болта 30. Болты обычно стопорятся проволокой 31. Управляющие вилки с прямоугольными ползунами обычно соединяются стыковой электросваркой.
Число внешних рычагов управления КП зависит от ее кинематической схемы, но обычно не превышает двух. В продольно расположенных двух- и трехвальных КП применяют только один рычаг. В поперечно расположенных трехвальных КП с реверсированием передач, а также в составных и специальных, используют два рычага: один для переключения передач в диапазоне, а другой для выбора диапазона передач в редукторе.
Наиболее распространен рычаг управления с шаровым шарниром (рис. 4.8,а), образованным шаровым утолщением 3 рычага 18 и сферическим гнездом 7 поддерживающей колонки. Штифт 8, входящий из колонки в вертикальный паз утолщения 3, предотвращает осевое вращение рычага 18, но позволяет устойчивое его продольное и поперечное качание для управления ползунами. Сферический колпак 4 и пружина 5 обеспечивают плотную защиту шарового шарнира от пыли и грязи. Иногда сверху колпака устанавливают защитный гофрированный резиновый чехол для лучшей защиты внутренней полости КП от проникновения внутрь абразива и влаги.
При нейтральной передаче пазы 11 ползунов 14 и 28 располагаются в одной поперечной плоскости, чтобы нижний конец рычага 18 мог свободно перемещаться из одного паза в другой при его поперечном качении. Для включения передачи необходимо боковым перемещением рычага 18 ввести его нижний конец в зацепление с необходимым ползуном. Затем, двигая рычаг 18 вперед или назад, переместить его с вилкой 15 до полного зацепления включаемой пары шестерен на полную ширину зубчатого венца или блокировочной муфты.
Чтобы исключить одновременное перемещение двух соседних ползунов перемещение рычага 18 часто происходит по направляющим прорезям О пластинчатых кулис 17 в пределах, необходимых для включения каждой передачи. Обычно кулиса 17 устанавливается под шаровой опорой, но встречается ее установка и сверху последней. Широко в качестве кулисы применяют и неподвижные разделительные планки 27 (рис. 4.8,г) с прямоугольным боковым пазом Т, установленные между прямоугольными ползунами 28 вилок включения. При "нейтральной передаче" пазы Н и Т соответственно ползунов 28 и планок 27 совпадают, и нижний конец рычага 18 имеет возможность свободного поперечного качания до упоров в боковые ограничительные планки 26, не имеющие пазов.
При включении передачи нижний конец рычага 18 вместе с пазом ползуна смещается относительно пазов Т на разделительных планках, как показано на схеме, что исключает одновременность перемещения двух ползунов. Иногда для этой цели применяют блокирующие замки (рис. 4.8Д), состоящие из двух шариков 25, расположенных с небольшим зазором в боковых соосных отверстиях между каждой парой цилиндрических ползунов 14. При нейтральной передаче они находятся против полукруглых проточек С ползунов 14. При включении какой - либо передачи передвигающийся ползун сдвигает шарики 25, зажимая ими кольцевые проточки С смежных ползунов, блокируя возможность их перемещения, как показано на схеме.
Для закрепления кареток 16 (или соответствующих блокировочных муфт) в рабочих положениях, а также для предотвращения их самопроизвольного выключения при работе трактора их ползуны 14 и 28 удерживаются пружинными фиксаторами. Для этого фиксаторы чаще всего выполняются в виде ступенчатого стержня 11 (рис. 4.8,а) с нижней конусной головкой 13, которая под действием пружины 12, постоянно прижата к ползуну. Иногда фиксатором служит шарик 20 (рис. 4.8,в), поджимаемый пружиной 21.
Для включения или переключения передач тракторист должен приложить усилие к рычагу 18 и сдвинуть ползун 14 или 28, выжимая при этом фиксатор из выточки Л, и перемещать рычаг до тех пор, пока фиксатор вновь не опустится в смежную выточку, что будет соответствовать включенной или выключенной передаче. При этом обычно слышен щелчок фиксатора.
В ряде механизмов управления КП применяются блокировочные устройства, исключающие возможность перемещения ползунов при включенном сцеплении во избежание поломок зубьев подвижных шестерен и муфт.
Часто этот механизм блокировки (рис. 4.8,а) состоит из блокировочного валика 10, располагаемого над концами стержней 11 фиксаторов, управляемого системой рычагов 9 и тяг 2 от педали 1 сцепления. На валике 10 имеется продольный паз К или местные сверления, лежащие в поперечных плоскостях, проходящих через ось фиксаторов. При включенном сцеплении, как показано на схеме, концы стержней 11 упираются в цилиндрическую поверхность валика 10, что исключает возможность их подъема, а, следовательно, и переключения передач.
При полностью выключенном сцеплении валик 10 повернут в положение, когда продольная плоскость паза К совпадает с продольной плоскостью осей фиксаторов. В этом случае фиксаторы могут подниматься при переключении передач. Иногда (рис. 4.8,6) блокировочный валик 19 имеет не вращательное движение, а осевое. В этом случае ползуны 14 блокируются непосредственно цилиндрической частью валика 19, как показано на схеме. При выключении сцепления последний сместится в положение, когда его фрезерованные участки П не будут препятствовать перемещению ползунов 14, то есть переключению передач.
В современных конструкциях КП предусматриваются устройства, исключающие возможность запуска двигателя при включенной передаче. Обычно они имеют датчик положения рычага управления, включенный в электрическую схему магнето пускового двигателя или стартера.
Синхронизаторы. Синхронизатором называют узел механизма управления КП, служащий для бесшумного и безударного включения передач. В основу действия синхронизатора положен принцип использования сил трения для выравнивания (синхронизации) угловых скоростей соединяемых деталей, образующих передачу. Обычно синхронизаторы имеют конические поверхности трения, хотя встречаются и дисковые.
Различают синхронизаторы простые и инерционные.
Простые синхронизаторы не препятствуют включению передачи до полного выравнивания угловых скоростей соединяемых деталей КП, что обычно сопровождается появлением ударных нагрузок и шума.
Инерционные синхронизаторы получили наибольшее распространение в КП тракторов и автомобилей, так как имеют устройство блокировки для безударного и бесшумного включения передачи.
Инерционный синхронизатор состоит из трех основных элементов:
выравнивающего - фрикционного устройства, поглощающего энергию касательных сил инерции вращающихся масс
включающего - зубчатой муфты, включающей передачу.
блокирующего - устройства, препятствующего включению зубчатой муфты до полного выравнивания угловых скоростей соединяемых деталей.
На рис. 4.9 представлен инерционный синхронизатор, получивший распространение в КП тракторов и автомобилей. На шлицах переднего конца вторичного вала 10 неподвижно закреплена ступица 8 синхронизатора, на зубчатом венце которой установлена муфта 3 включения, управляемая вилкой 4. Зубчатый венец имеет три продольных паза 9, в которые установлены ползуны 7. Последние имеют в средней наружной части выступы, а на внутренней стороне - проточки в виде паза.
Ползуны 7 своими выступами прижаты к кольцевой проточке внутренней поверхности муфты 3 двумя пружинными кольцами 5, отогнутые концы которых заведены в паз одного из ползунов. Тем самым осуществляется упругая фиксация ползунов 7 в средней части муфты 3 при нейтральном ее положении.
С обеих сторон ступицы 8 синхронизатора установлены латунные блокирующие кольца 2 с зубчатыми венцами. На торцах колец выполнены три продольных паза 11, ширина которых несколько больше ширины ползунов 7. В пазы колец 2 входят концы ползунов 7, чем обеспечивается их совместное вращение.
На внутренней конической поверхности блокирующих колец 2 нареки3 резьба с мелким шагом, которая служит для разрушения масляной пленки и увеличения коэффициента трения между конусами блокирующих колец и наружной конической поверхностью ступиц зубьев шестерен 1 и 6. На ступицах шестерен 1 и 6 нарезаны зубья, такие же, как и на зубчатых венцах ступицы 8 и колец 2. Торцы зубьев блокирующих колец, обращенные к ступице 8, имеют скосы. Такие же скосы выполнены на «убьях муфты 3 и на зубьях ступиц шестерен.
Функцию включающего элемента выполняет муфта 3, выравнивающего - конусные поверхности ступиц шестерен 7 и 6 и колец 2, блокирующего - кольца 2.
Конструкция позволяет включить одну из двух передач: прямую (при блокировке вала К) и шестерни 7) и замедленную (при блокировке нала К) и шестерни 6). Рассмотрим работу синхронизатора при включении, например, прямой передачи.
Для включения передачи водитель выключает ФС и перемещает рычаг ом управления ползун, связанный с вилкой 4. Муфта 3 перемещается влево вместе с ползунами 7 и кольцом 2, пока последнее не войдет в контакт с шестерней 1. По мере увеличения усилия на рычаге, пружинные » оньца 5 деформируются, выступы ползунов выходят из проточки муфты, и она перемещается влево вдоль ползунов. Если угловые скорости кольца и шестерни одинаковые, то муфта, проходя через зубья кольца 2, входит в зацепление с зубьями шестерни 1, включая тем самым прямую передачу. Скосы на торцах зубьев при необходимости обеспечивают правильную и взаимную ориентацию блокируемых элементов за счет их поворота.
Если угловые скорости кольца 2 (вала 10) и шестерни 1 разные, то под действием возникшей силы трения между конусами кольцо 2 поворачивается на некоторый угол относительно муфты 3 в пределах зазора между ползунами 7 и пазами 11. При этом зубья кольца 2 занимают положение препятствующее дальнейшему перемещению муфты 3. С косы, выполненные на торцах зубьев муфты и кольца 2, обеспечивают передачу осевого усилия со стороны муфты на конусные поверхности трения. Одновременно с этим на зубьях кольца возникают реакции, стремящиеся вернуть кольцо в исходное состояние по отношению к муфте. Однако углы скосов зубьев выбраны так, что пока угловые скорости шестерни 1 и вала 10 не станут равными, момент трения между шестерней 1 и кольцом 2 сделать это не позволит.
Таким образом, синхронизатор позволяет включить передачу только после выравнивания угловых скоростей блокируемых элементов. Заметим, что вал 10 всегда кинематически связан с ведущими колесами. Скорость его вращения зависит от скорости трактора, и изменить ее с помощью синхронизатора практически невозможно. Шестерни 1 и 6 связаны с ведомыми частями ФС, которые при полностью выключенном сцеплении могут вращаться лишь по инерции. Поэтому всегда при работе синхронизатора выравнивание скоростей блокируемых элементов происходит за счет изменения скорости элемента, связанного с ведомыми частями ФС.
На рис. 4.10,а представлена другая конструкция инерционного синхронизатора. Он состоит из подвижной включающей муфты 1 с зубчатыми венцами 6, которая устанавливается на шлицах ведомого вала КП. Диск муфты 1 имеет три отверстия для полуцилиндров 5 фиксаторов, соединяющих его с двумя конусными кольцами 2, и три отверстия с коническими поясками для блокирующих пальцев 3, жестко связывающих конусные кольца. В средней части пальцы имеют проточку с коническими краями. Между двумя полуцилиндрами 5 каждого фиксатора расположены пружины 4.
В нейтральном положении (рис. 4.10,6) муфта 1 находится посредине между шестернями 7 и 9. При включении передачи муфта 1, перемещая полуцилиндры 5 фиксаторов, прижимает конусное кольцо 2 к конусу шестерни 7 (рис. 4.10,е). Если муфта 1 и шестерня 7 вращаются с разными угловыми скоростями, то за счет зрения между коническими поверхностями кольцо 2 проворачивается относительно диска муфты 1 в пределах разницы диаметров отверстия в диске для блокирующего пальца и проточки пальца. Контакт конических фасок отверстий и пальцев препятствует осевому перемещению муфты относительно кольца и не дает возможности включить передачу. Только после выравнивания угловых скоростей шестерни 7 и муфты1, когда трение между коническими поверхностями исчезает, появляется возможность относительного поворота муфты и кольца под действием осевой силы на поверхностях фасок. Муфта перемещается дальше, сжимая при этом пружины 4 полуцилиндров 5 фиксаторов, а ее зубья входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом 8 шестерни 7 (рис 4.10,г).
При использовании синхронизаторов в качестве механизмов переключения передач требуется определенное время для выравнивания скоростей блокируемых элементов. При этом ФС выключено и мощность к и» лущим колесам не подводится. Однако, в большинстве своем, условия работы трактора таковы, что если во время его движения выключить ФС, (и фактор практически сразу же остановиться. Т.е синхронизатор непозволяет трактору при выполнении им основных работ переключать передачи «на ходу». Это не относится к колесным тракторам, выполняющим транспортные работы. Здесь условия работы трактора схожи с условиями для прочих транспортных машин, когда машина может продолжать движение некоторое время после выключения сцепления по инерции. Этим объясняется, что синхронизаторы в отечественных тракторных коробках передач до последнего времени практически не использовались.
Имеется опыт их применения на зарубежных колесных тракторах для переключения передач транспортного диапазона.
Механизмы переключения передач без остановки трактора. При переключении передач без остановки трактора чаще всего применяют многодисковые фрикционные муфты с гидроподжатием. На рис. 4.11,а показана конструкция наиболее распространенной двухбарабанной фрикционной муфты для управления двумя передачами.
| |
Две гидроподжимные фрикционные муфты установлены в кольцевых расточках ведущего барабана 10, закрепленного на шлицах ведущего вата А. С двух сторон барабана расточены соосные кольцевые полости, в которые установлены поршни - нажимные диски 8 с внутренним резиновым кольцом 15 и наружным разрезным чугунным кольцом 9. В торцах барабана 10 прорезан ряд продольных пазов, в которые входят наружные шлицы ведущих стальных дисков 12. Такие же шлицы выполнены на внешней кромке поршня 8, предотвращающие его проворачивание в цилиндре.
В промежутках между ведущими дисками установлены ведомые диски 13 с накладками из порошкового фрикционного материала и внутренними шлицами. Диски 13 устанавливаются на шлицах ступиц соответствующих шестерен 4 и 17 постоянного зацепления, свободно вращающихся на двух шарикоподшипниках 2. Последние установлены на промежуточных шлицевых втулках 1 вала А, разделены дистанционным кольцом 18 и зафиксированы относительно шестерен стопорными кольцом 3. Сквозные сверления В между шлицами служат для лучшей смазки поверхностей трения муфт.
Внутренняя кольцевая полость цилиндра, в которую подается масло для включения передачи, называется бустером Д. Включение муфты происходит под давлением масла, поступающего в бустер из распределительного устройства (на схеме не показано) по продольным Б и радиальным Г сверлениям вала А. Под давлением масла происходит перемещение поршня 8, пакет дисков перемещается до упора в диск 6 и сжимается. Диск 6 фиксирован стопорным кольцом 14, установленным в кольцевой проточке барабана 10. При этом происходит сжатие возвратных пружин 7, установленных в сверлениях ступицы поршня 8 и поджимаемых к опорному диску 5, фиксированному стопорным кольцом 16.
При выключении передачи бустер муфты сообщается со сливом, поршень под действием возвратных пружин перемещается и освобождает диски. Для более быстрого удаления масла из бустера при выключении передачи в поршне 8 установлен сливной клапан. Наибольшее распространение имеет шариковый клапан 20, схема работы которого показана на рис. 4.11,6. Пока давление масла Рd в бустере, действующее и на шарик 19, не дает центробежной силе Рц открыть отверстие клапана, то он находится в положении 1, препятствуя вытеканию масла из бустера. При выключении передачи давление масла в бустере снижается и тогда под действием центробежной силы Рц шарик займет положение II, открывая отверстие для быстрого вытекания масла. Масло под действием центробежной силы выбрызгивается внутрь полости муфты, смазывая ее поверхности трения.
Для улучшения размыкание дисков фрикционной муфты при ее выключении иногда ее металлические диски без фрикционных покрытий или накладок делают слегка вогнутыми. В других случаях (рис. 4.11 ,в) на шлицевых выступах 23 этих дисков 12 посредством заклепок 21 устанавливают специальные разжимные пластинчатые пружины - лапки 22.
Гидравлическая система КП кроме подачи масла в определенном порядке к бустерам фрикционных муфт предназначена также для смазки деталей, фильтрации и охлаждения масла. Основными агрегатами гидравлической системы управления КП являются: насос, фильтр, редукционный клапан, регулирующий давление в системе, маслораспределитель для подачи масла к бустерам и другие устройства, способствующие переключению передач без остановки движения трактора.
Обычно предусматривается два варианта привода насоса системы: основной - от двигателя, и запасной - от ведущих колес. Запасной используется для включения передачи при запуске двигателя с буксира.
vostok-agro.info
Назначение и устройство коробки передач автомобиля
Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.
Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.
Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.
Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода
Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).
Принцип работы автомобильных коробок передач
Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.
Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.
Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.
На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.
Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.
Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.
Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.
Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.
При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.
Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).
Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода
Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.
Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.
Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.
Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.
Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.
Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.
Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.
Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы
При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.
Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.
В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.
Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.
Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.
В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.
Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора
Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.
Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.
Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.
В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Кинематические схемы планетарных механизмов АКПП
Кинематические схемы планетарных механизмов АКПП
Итак, как уже отмечалось, планетарные механизмы появились на автомобилях в начале ХХ-го столетия. И первым серийно выпускаемым автомобилем с планетарной, но не автоматической, коробкой передач был знаменитый ФОРД-Т. Это была коробка, позволяющая реализовать две передачи переднего хода, одна из которых прямая, и одну передачу заднего хода. Она состоит из двух планетарных рядов (характерной особенностью которых было положительное значение внутреннего передаточного отношения при остановленном водиле) двух ленточных тормозов и одной блокировочной муфты (рис.1). Причем водило для этих двух планетарных рядов является общим элементом, и одновременно ведущим звеном 0.
Рис.1.
При затяжке тормоза звена 2 коробка работает в редукторном режиме, а при включении тормоза звена 1 реализуется передача заднего хода. Включение блокировочной муфты, установленной между ведущим звеном 0 и ведомым Х приводит к полной блокировки планетарного механизма, что соответствует прямой передачи. Конструкция этой коробки была далеко несовершенной, и, кроме того, наличие двух передач было явно не достаточно, но все равно она долгое время использовалась на автомобилях ФОРД-Т.
Прежде, чем рассмотреть кинематические схемы построения планетарных механизмов современных АКПП, познакомимся с основными элементами планетарных механизмов. Любой планетарный механизм (рис.2) состоит из ведущего звена (О), ведомого звена (Х), звеньев (1,2, 3,…), планетарных рядов (ПР1, ПР2,…) и трех типов элементов управления: тормозов (Т1, Т2,…), блокировочных муфт (М1, М2,…) и муфт свободного хода (А1, А2,…).
Как правило, современные АКПП состоят из двух или трех планетарных рядов. Причем, используются в основном планетарные ряды второго класса, т.е. планетарные ряды с отрицательным внутренним передаточным отношением.
Тормоз предназначен для остановки (блокировки с картером) звеньев планетарного механизма. При включении тормоза какого-либо звена его угловая скорость становится равной нулю, так, например, при включении тормоза Т1 (рис.2) угловая скорость первого звена ω1=0. Тормоз может быть ленточным (Т1), дисковым (Т2) или в качестве тормоза может быть использована муфта свободного хода (А1).
Блокировочная муфта служит для жесткого соединения (блокировки) любых двух звеньев планетарного механизма. При ее включении угловые скорости звеньев, которые она соединяет, становятся равными. Например, включение муфты М1 (рис.2) приведет к тому, что угловая скорость второго звена станет равной угловой скорости ведущего звена 0. В качестве блокировочных муфт в АКПП используются дисковые муфты (М1) или муфты свободного хода (А2).
Рис.2.
В теории планетарных механизмов планетарные коробки передач принято классифицировать по числу степеней свободы, которыми они обладают в случае полного выключения всех элементов управления. Коробки бывают:
· двухстепенными;
· трехстепенными;
· четырехстепенными и т.д.
Для включения передачи в случае двухстепенной коробки передач, необходимо воздействовать на один элемент управления. Причем, если это будет блокировочная муфта, то коробка полностью заблокируется, что соответствует прямой передаче. Если коробка передач обладает тремя степенями свободы, то для включения передачи необходимо воздействовать на два элемента управления. При этом одновременное включение двух блокировочных муфт приведет к блокировке коробки передач, т.е. ее передаточное отношение будет равно 1. В случае четырехстепенной коробки передач для включения передачи необходимо воздействие на три элемента управления и т.д.
Определить количество степеней свободы любой планетарной коробки передач достаточно просто. Для этого можно воспользоваться формулой Чебышева:
W = n - kмех
где W- число степеней свободы;
n – число звеньев, включая ведущее и ведомое;
kмех – число планетарных рядов, входящих в состав планетарной коробки передач.
Так, например, коробка передач автомобиля ФОРД-Т (рис.1) обладает двумя степенями свободы:
W=4-2=2,
а коробка передач, кинематическая схема которой представлена на рисунке 2, обладает тремя степенями свободы:
W=5-2=3.
В настоящее время в АКПП используются планетарные механизмы с тремя и четырьмя степенями свободы.
Долгое время легковые автомобили оснащались трехскоростными автоматическими коробками передач. Причем, как правило, они строились по одной из двух кинематических схем:
· схеме Симпсона;
· схеме, в которой используется планетарный ряд со сцепленными сателлитами.
Схема Симпсона - схема, которая состоит из двух последовательно расположенных планетарных рядов (рис.8). Оба ряда относятся ко второму классу планетарных механизмов, т.е. их внутренние передаточные отношения при остановленном водиле имеют отрицательные значения. Для управления используются две блокировочные муфты, два ленточных тормоза и муфта свободного хода. Особенностью является объединенные в одно звено малые центральные колеса (МЦК) этих двух планетарных рядов. Большое центральное колесо (БЦК) первого планетарного ряда и общие МЦК могут через две блокировочные муфты жестко соединяться с ведущим валом (О). Водило второго планетарного ряда оборудовано тормозом. Ведомое звено (Х) входит в оба планетарных ряда – в первый в качестве водила, а во второй в качестве БЦК. Схема Симпсона позволяет реализовать следующие режимы:
· нейтраль;
· две понижающие передач;
· прямую передачу;
· задний ход.
Рис.8.
В схеме со сцепленными сателлитами (рис.9) два планетарных ряда, также относящихся ко второму классу планетарных рядов, имеют общее водило с тремя парами сцепленных сателлитов. Каждая такая пара состоит из одного короткого и одного длинного сателлита. Каждое из двух независимых малых центральных колес имеют зацепление с одним из двух сцепленных сателлитов. Кроме того, имеется одно БЦК, которое входит в зацепление с длинными сателлитами. Для управления используются две блокировочные муфты, два тормоза и одна обгонная муфта. Схема позволяет реализовать следующие режимы:
· нейтраль;
· две понижающие передач;
· прямую передачу;
· задний ход.
Рис.9.
Необходимость повышения топливной экономичности транспортных средств привело к требованию дополнения трехскоростных АКПП четвертой, повышающей, передачей. Здесь разработчики пошли двумя путями:
. стали искать новые кинематические схемы с целью получения четвертой передачи;
· дополнили уже существующие трехскоростные схемы дополнительным, так называемым, повышающим планетарным рядом.
Причем повышающий планетарный ряд устанавливается как перед основной коробкой передач (рис.10), так и после нее (рис.11).
Рис.10
Рис.11.
В повышающем планетарном ряду ведущим звеном является водило, а ведомым - большое центральное колесо. Этот ряд, как правило, оборудован блокировочной муфтой, муфтой свободного хода, дублирующей блокировочную муфту, и тормозом малого центрального колеса. На первых трех передачах переключения происходят в основной трехступенчатой коробке передач, а повышающий планетарный ряд заблокирован с помощью муфты свободного хода или блокировочной муфты (рис.10, 11). Для получения повышающей передачи в основной коробке включается третья (прямая) передача, а повышающий планетарный ряд разблокируется и в нем включается тормоз малого центрального колеса, что соответствует формированию повышающей передачи.
Использование повышающего планетарного ряда приводит к тому, что коробка передач становится четырехстепенной:
W = n - kмех = 7-3 = 4.
Поэтому для получения жесткой кинематической связи между ведущим и ведомым звеньями необходимо включить три элемента управления.
В настоящее время, практически, все фирмы, занимающиеся разработкой автоматических коробок передач, выпускают четырехступенчатые коробки, построенные с помощью двух планетарных рядов. Все эти коробки передач обладают тремя степенями свободы, что несколько упрощает их систему управления. Ниже представлены кинематические схемы четырехскоростных коробок передач основных фирм, занимающихся производством автоматических коробок передач.
По материалам сайта www.tahoe.ru
www.toyotaownersclub.ru
Кинематические схемы и назначение агрегатов трансмиссии погрузчика
Категория:
Погрузчики
Публикация:
Кинематические схемы и назначение агрегатов трансмиссии погрузчика
Читать далее:
Кинематические схемы и назначение агрегатов трансмиссии погрузчика
С устройством и работой агрегатов трансмиссии изучаемых автопогрузчиков можно ознакомиться на примере кинематической схемы погрузчика 4043М.
Рис. 1. Кинематическая схема трансмиссии погрузчика 4043М: 1 — нажимный диск, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 25 — зубчатые ко-леса, 5— ось, 12, 17, 26, —валы, 9, 19 — карданные валы, 11 — дифференциал
Крутящий момент, необходимый для вращения ведущих колес автопогрузчиков, передается от коленчатого вала двигателя через трансмиссию — силовую передачу, состоящую из сцепления, коробки передач, реверсивного механизма, ведущего моста и карданных валов.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Сцепление предназначено для временного отсоединения трансмиссии от коленчатого вала двигателя и для плавного их соединения. Работа сцепления основана на использовании сил трения.
Основные части сцепления — ведущий диск, который является также маховиком двигателя, ведомый диск, от которого вращение передается на вал, и нажимной диск, соединенный с маховиком. Специальным нажимным устройством ведомый диск прижимается нажимным диском к ведущему диску. Под действием сил трения, возникающих между нажимным и ведущим дисками, ведомый диск вращается вместе с ними. При нажатии на педаль сцепления нажимный диск смещается и ведомый диск освобождается.
Коробка перемены передач представляет собой двухступенчатый редуктор, передаточное число которого может изменяться водителем для изменения тягового усилия в соответствии с условиями движения. Очевидно, наибольшее тяговое усилие должно быть при движении нагруженного погрузчика на подъеме, при этом передаточное число коробки передач устанавливается максимальным. Основные части коробки перемены передач: ведущий вал, ведомый вал и промежуточный вал (с ним связаны зубчатые колеса 2, 3, 4, 6, имеющие различные диаметры).
Ведомые зубчатые колеса посажены на шлицах и, вращая вал, могут одновременно скользить вдоль него, входить в зацепление с различными зубчатыми колесами промежуточного вала, что позволяет изменять передаточное число между ведущим и ведомым валами коробки перемены передач.
Зубчатые колеса имеют полумуфты. Кроме того зубчатое колесо, вращаясь вместе с валом одновременно может перемещаться вдоль его оси.
Зубчатые колеса объединены в один блок и также могут передвигаться вдоль вала. Зубчатые колеса объединяются в один блок валом и могут вращаться на оси .
Показанное на чертеже положение соответствует холостому ходу, при котором вращаются ведущее зубчатое колесо и блок промежуточных зубчатых колес. Ведомый вал остается неподвижным.
Реверсивный механизм предназначен для изменения направления движения погрузчика и одновременно является понижающим редуктором с постоянным передаточным числом. На ведущем валу жестко закреплены зубчатые колеса на ведомом валу — зубчатое колесо 8, которое может перемещаться вдоль оси вала. Между валами расположена ось с зубчатым колесом, которое находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом. Вводя в зацепление зубчатое колесо с ведущим зубчатым колесом или промежуточным, можно изменять направление вращения вала, что и соответствует изменению направления движения погрузчика.
От реверсивного механизма через карданный вал крутящий момент передается ведущему мосту. Он состоит из одноступенчатой главной передачи (зубчатые колеса), дифференциала и приводных валов.
Валы отдельных агрегатов трансмиссий соединяются между собой карданными валами. Благодаря особому устройству специальных шарниров карданные валы обеспечивают передачу крутящих моментов между несоосными валами и в процессе работы допускают изменение величины несоосности.
Кинематическая схема трансмиссии погрузчика 4045М отличается 0т рассмотренной установки двухступенчатой главной передачи ведущего моста.
Несколько иначе устроена трансмиссия погрузчика Ф17.ДУ32.33. тягу с педалью. В исходное положение муфта, подшипник и вилка оттягиваются возвратной пружиной.
В сцеплении смазывается упорный подшипник. Для смазки подшипника на крышке бокового люка картера устанавливается масленка, соединенная с муфтой гибким шлангом.
В сцеплении регулируется зазор между упорными болтами рычагов и нажимным подшипником. Он должен равняться 3—4 мм. По мере износа фрикционных накладок зазор уменьшается и может «возникнуть положение, при котором подшипник будет постоянно нажимать на рычаги, вызывая пробуксовывание сцепления.
Нормальному зазору соответствует ход педали, равный 35—45 мм. Эту величину можно установить поворотом гайки регулируемой тяги.
Сцепление погрузчика Ф17.ДУ32.33 показано на рис. 2. Его принципиальное устройство аналогично рассмотренной выше конструкции.
Рис. 165. Сцепление погрузчика Ф17.ДУ32.33.1: 1— колпачковая масленка, 2 — шланг, 3 —нажимная муфта, 4—возвратная пружина, 5—крышка, 6—вилка, 7—шаровой палец, 8 — пружина, 9 — маховик, 10 — ведомый диск, 11 — кожух. 12 — болт, 13 — нажимный диск, 14 — кронштейн, 15—рычаг, 16— первичный вал, 17—опорный шариковый подшипник, 18—нажимная пружина
Его литой массивный корпус прикреплен к двигателю болтами. Ведомый диск 10 надет шлицевой ступицей на вал — ведущий вал коробки перемены передач. Ведущая часть сцепления образована торцовой поверхностью маховика, кожухом и нажимным диском. Пружины установлены между нажимным диском и кожухом и обеспечивают необходимое сжатие ведущей и ведомой части сцепления, при этом теплоизолирующие шайбы под пружинами предупреждают их перегрев и самоотпуск.
Рис. 3. Устройства управления погрузчиком Ф17.ДУ32.33.1: 1 — ограничительный болт, 2 — гибкая тяга регулировки подачи топлива, 3 — возвратная пружина, 4 — рукоятка ручной подачи топлива, 5—педаль сцепления, 6—педаль подачи топлива, 7—возвратная пружина, 8— вилка, S — тяга, 10— специальная гайка, 11 — пресс-масленка
Механизм выключения сцепления состоит из рычагов с упорными Регулировочными болтами на внутренних концах, нажимной муфты с упорным подшипником и выключающей вилки, опирающейся на шаровый палец.
В сцеплении регулируется зазор между регулировочными винтами « и нажимным подшипником. Он должен быть равен 4 мм, что соответствует свободному ходу педали привода выключения в 34—45 мм.
В сцеплении смазывается нажимный подшипник, в которому от колпачковой масленки подведен маслопроводной гибкий шланг.
Привод выключения сцепления шарнирно-рычаждого типа.
Рекламные предложения:
Читать далее: Коробка перемены передач погрузчиков
Категория: - Погрузчики
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
Выбор кинематической схемы трансмиссии автомобиля и определение кпд трансмиссии
Кинематическая схема трансмиссии автомобиля выбирается на основании анализа существующих трансмиссий.
Рис. 1.1. Примерная кинематическая схема трансмиссии автомобиля
Коробки передач современных автомобилей выполняются по двум основным кинематическим схемам - трехвальными двухпарными с прямой передачей и двухвальные. В зависимости от типа, класса, грузоподъемности и назначения автомобиля коробки передач отличаются друг от друга только по числу передач и могут быть с постоянным и непостоянным зацеплением шестерен.
Динамические качества автомобиля улучшаются с увеличением числа передач. Однако, конструкция коробки передач при этом становится сложнее.
Несмотря на это, стремление к улучшению динамических качеств автомобиля привело к тому, что современные легковые автомобили имеют четырёхступенчатые коробки передач с прямой (высшей) или повышающей передачей. Трехступенчатые и двухступенчатые коробки передач в легковых автомобилях используются, как правило, с гидротрансформаторами. Однако в курсовом проекте по тяговому расчету легкового автомобиля студент может принять и трехступенчатую коробку передач, если максимальное значение динамического фактора на прямой (высшей) передаче превышает 0,105, в противном случае надо использовать четырехступенчатую коробку передач.
В грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности (mг до 4000 кг) применяются четырехступенчатые коробки передач с прямой (высшей) передачей. В грузовых автомобилях ЗИЛ (грузоподъемностью mr = 4000 - 5000 кг) применяются пятиступенчатые коробки передач, причем, если ранее высшая передача была ускоряющей, то в современных автомобилях высшая передача стала прямой. В грузовых автомобилях грузоподъемностью mг = 7000 кг и более применяются в основном пятиступенчатые коробки передач с пятой ускоряющей передачей, имеющей передаточное число 0,78-0,81.
Кинематическая схема части трансмиссии с постоянным передаточным числом в легковых автомобилях и в грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности (с четырёхступенчатыми коробками передач) выполняется однопарной (главная передача), состоящей из конических шестерен. В автомобилях большой грузоподъемности (с пятиступенчатыми коробками передач) постоянное передаточное число имеет двойная главная передача, состоящая из пары конических и пары цилиндрических шестерен или включает в себя пару конических шестерен центральной передачи и конечную передачу в виде эпициклического планетарного ряда (ЭПР).
Выбрав кинематическую схему коробки передач и механизмов с постоянным передаточным числом, составляется кинематическая схема трансмиссии автомобиля. Делается анализ кинематической схемы и определение КПД трансмиссии.
Определение коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля
Коэффициент полезного действия трансмиссии равен:
, (1.8)
где: ηц = 0,98 - к. п. д. цилиндрической пары шестерен с учетом механических и гидравлических потерь;
ηк = 0,97 - к. п. д. конический пары шестерен с учетом механических и гидравлических потерь;
ηк.п =0,99 - к. п. д. карданной передачи с углом между валами от 0 до 7° и 0,98 с углом между валами от 7 до 20°;
n - число пар цилиндрических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче;
m - число пар конических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче;
k - число карданных передач.
Число пар шестерен, передающих вращающий момент на той или иной передаче, определяется по кинематической схеме трансмиссии автомобиля, которая составляется при помощи справочной литературы.
Результаты анализа трансмиссии автомобиля заносятся в табл.1.
Передача | Шестерни, передающие поток мощности | ηтр |
1-я | Z8, Z7, Z4, Z3, Z11, Z12 | |
2-я | Z8, Z7, Z5, Z2, Z11, Z12 |
И ак для каждой передачи.
studfile.net