Коробки передач с переключением при остановке

Общие сведения

Коробка передач (КП) служит для изменения силы тяги и ско­рости движения трактора в зависимости от условий работы. С по­мощью КП можно изменить направление движения.вперед или назад и отключить работающий двигатель от трансмиссии при остановке.

Действие КП основано на том, что вращение от коленчатого вала двигателя передается на ходовую часть через зубчатые шестер­ни с определенным передаточным числом на каждой передаче.

Число, показываю­щее, во сколько раз из­меняется частота враще­ния ведомого вала по сравнению с ведущим или во сколько раз ведо­мая шестерня больше (меньше) ведущей (по числу зубьев), называет­ся передаточным числом. Если в передаче участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается пере­множением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче, На рис. 69 показана простейшая КП с тремя передачами переднего хода и одной задней. При введении в зацепление са­мой малой шестерни, расположенной на веду­щем (первичном) валу с самой большой шестер­ней на ведомом (вторич­ном) валу 2, включается первая (низшая) переда­ча. Частота вращения ве­домого вала будет наи­меньшей по сравнению с

Рис. 69. Простейшая коробка передач:

1 - двойная шестерня заднего хода; 2 и 3 — ведомый и ведущий валы; 4 - корпус; 5 - вилки; 6 — кулиса; 7 — рычаг переключения передач; 8 - фиксатор; 9 — ползуны

частотой его вращения при зацеплении других пар шестерен, а вра­щающий момент — наибольшим.

Подвижные шестерни (каретки) ведущего вала передвигаются рычагом 7 переключения передач через вилки 5, которые переме­щаются вместе с ползунами 9 или по ним как по направляющим. Для фиксации передачи и для того, чтобы не было самопроизволь­ного переключения, предусмотрены фиксаторы 8. Чтобы исклю­чить одновременное передвижение двух ползунов и включение двух передач, в КП расположена направляющая пластина - кулиса 6.

При работе по возможности выбирают более высокую передачу для большей экономичности работы двигателя и достижения вы­сокой производительности. Чем больше передач в КП, тем полнее используется мощность двигателя при переменной нагрузке.

Передачи тракторов можно условно разделить на три группы: основные, транспортные и замедленные.

Основные передачи (рабочего диапазона) соответствуют рабочим операциям в полевых условиях при агрегатировании трактора с сель­скохозяйственными машинами. У тракторов этим передачам соот­ветствуют скорости 5... 14 км/ч.

Транспортные передачи включают при перевозке грузов трак­торными поездами и переездах машинно-тракторного агрегата. У колесных тракторов таким передачам соответствуют скорости

15...30 км/ч, у гусеничных — около 15 км/ч.

Замедленные передачи необходимы для качественного выполне­ния некоторых технологических процессов (работы с рассадопоса­дочными, корнеклубнеуборочными и другими машинами), кото­рые выполняют на скоростях 0,6... 1,4 км/ч.

 

Коробки передач с переключением при остановке

Коробка передач с продольным расположением валов. Она состо­ит из корпуса 21 (рис. 70), первичного 1, промежуточного 19 и вторичного 14 валов, механизма переключения передач и шесте­рен. Корпус КП отлит из чугуна. Первичный и вторичный валы расположены соосно.

Вторичный вал вращается в роликовых подшипниках, а ос­тальные валы — в шариковых. Задний подшипник вторичного вала размещен в стакане, который находится в задней стенке корпуса. Под фланец стакана установлены регулировочные прокладки 12, с помощью которых регулируют осевой зазор в конических подшип­никах. Вторичный вал 14 изготовлен заодно с ведомой шестерней 7 первой ступени. Ее внутренние зубья предназначены для включе­ния прямой (девятой) передачи. На шлицах вторичного вала не­подвижно укреплены ведомая шестерня второй ступени редуктора и ведущая коническая шестерня главной передачи. В торце вторич­ного вала расточено углубление, в которое запрессован подшип­ник (задняя опора первичного вала).

 

Рис. 70. Коробка передач трактора МТЗ-80:

1, 14 и 19 - соответственно первичный, вторичный и промежуточный валы;

2 - каретка шестерен четвертой, пятой, седьмой и восьмой передач; 3 - каретка шестерен третьей, шестой и девятой передач; 4 - крышка; 5 - ползун с вилкой; 6 - замковая пластина; 7 - ведомая шестерня первой ступени; 8 - фиксатор; 9 - сапун; 10 - рычаг переключения; 11 — рамка блокировки пуска пускового двигателя; 12 - регулировочные прокладки; 13 — коническая шестер­ня; 15 - регулировочная шайба; 16 - ведущая шестерня второй ступени; 17" каретка переключения диапазонов (ступеней); 18 — шестерня с двумя венцами; 20 - вал независимого привода ВОМ; 21 - корпус; 22 - блок промежуточных шестерен понижающего редуктора; 23 и 25 - ведомая и ведущая шестерня редуктора; 24 - зубчатая муфта; 26 - рычаг включения редуктора

 

Промежуточный вал выполнен пустотелым. Внутри его проходит вал 20 независимого привода ВОМ. На шлицы промежу­точного вала надет ряд шестерен. Первые четыре шестерни (по ходу трактора) жестко закреплены стопорным кольцом. Пятая и шестая шестерни 18 свободно вращаются на ступице четвертой шестерни. Седьмая и восьмая шестерни выполнены в виде передвижной ка­ретки 17 и могут свободно передвигаться по шлицам вала. Двигаясь вперед, каретка включает первую ступень редуктора, а при движе­нии назад - вторую. Первая ступень - первая, третья, четвертая и пятая передачи переднего хода и первая передача заднего хода. Вто­рая ступень - вторая, шестая, седьмая, восьмая передачи передне­го хода и вторая передача заднего хода.

Ведущая шестерня 16 второй ступени с внутренними и наруж­ными зубьями. На ее торце, выступающем из КП, предусмотрены зубья для синхронного привода ВОМ. Внутри шестерни находится игольчатый подшипник — задняя опора промежуточного вала. По­этому шестерня 16 и промежуточный вал вращаются независимо. Шестерня опирается на два шариковых подшипника, заключен­ных в стакане. Он установлен в расточенное отверстие задней стен­ки корпуса коробки передач.

На шлицы первичного вала надеты две передвижные каретки ведущих шестерен. Движением передней каретки 2 вперед включают пятую или восьмую передачи (в зависимости от включенной ступени редуктора, а движением назад — четвертую или седьмую передачи).

Задняя каретка 3 может находиться в двух рабочих положениях. В переднем положении она включает третью или шестую передачи, в заднем — девятую (прямую) передачу.

В среднем положении каретка 3 (см. рис. 70) передает враще­ние валу 11 (рис. 71) заднего хода, расположенному с левой сто­роны корпуса, с помощью надетой на него шестерни 10. На шли­цах вала 11 помещена передвижная шестерня 12. Движением на­зад она включает первую или вторую передачу переднего хода, а движением вперед - передачи заднего хода.

Промежуточная шестерня 13 заднего хода вращается на непод­вижной оси и находится в постоянном зацеплении с малым вен­цом передней шестерни, установленной на шлицах промежуточ­ного вала 8. Задний ход включают передвижением шестерни 12 вперед (влево по рис. 71). В рассматриваемой КП устанавливают понижаю­щий редуктор, а по заявке заказчика - ходоуменыпитель.

Понижающий редуктор размещен перед КП в корпусе сцепления. Редуктор предназначен для понижения частоты враще­ния каждой передачи в 1,3 раза. В него входят ведущая 1 и ведомая 4 шестерни с зубчатыми венцами, соединительная (зубчатая) муф­та 3 и блок 14 промежуточных шестерен. Редуктор включают пере­движением соединительной муфты вперед. Таким образом, при использовании понижающего редуктора число передач КП удва­ивается.

 

Рис. 71. Схема коробки передач трактора МТЗ-80:

а - основные передачи; б - ходоуменыиитель; в - привод бокового ВОМ;

1 и 4 - ведущая и ведомая шестерни понижающего редуктора; 2 - вал сцепления; 3 - зубчатая муфта; 5 и 8 - первичный и промежуточный валы;

6 — передвижная шестерня (каретка) первичного вала; 7 — шестерня вторично­го вала; 9 - ведущая и передвижная шестерня ходоуменьшителя; 10 — ведомая шестерня первой и второй передач переднего и заднего ходов; 11 - вал первой передачи и заднего хода; 12 — ведущая передвижная шестерня первой передачи и заднего хода; 13 - промежуточная шестерня заднего хода; 14 - блок промежу­точных шестерен понижающего редуктора; 15 - шестерня ходоуменьшителя;

16 - привод бокового ВОМ; 17 - шестерня привода ВОМ

 

Ходоуменьшитель смонтирован в отдельном корпусе и мо­жет быть установлен на место левой крышки КП. Он представляет собой планетарный редуктор. Ходоуменыпителем пользуются толь­ко для понижения первой и второй передач переднего и заднего ходов. Поэтому для его привода используют вал 11 заднего хода. При включении ходоуменыиителя шестерню 9 перемещают назад. В этом случае она — ведущая шестерня ходоуменыиителя, а шестер­ня 10 — ведомая. Во избежание несчастных случаев необходимо помнить, что при работе с ходоуменыпителем при включении пе­редач переднего хода трактор движется назад, а при включении заднего хода — вперед.

При необходимости вместо ходоуменыпителя с левой стороны КП устанавливают привод 16 бокового ВОМ. На пропашных трак­торах с передними ведущими колесами на место правой крышки КП устанавливают раздаточную коробку. Ведущей шестерней раз­даточной коробки служит шестерня 7.

На некоторых тракторах ходоуменьшитель собирают в отдель­ном корпусе, который прикрепляют к передней стенке КП. Ходо­уменьшитель включают только на основных пониженных переда­чах специально для низких скоростей, а не для получения больших тяговых усилий, так как это может вызвать поломки механизмов трансмиссии трактора.

Механизм переключения передач состоит из рычага 10 (см. рис. 70) переключения, ползунов 5 с вилками, замковых пластин и фиксаторов. Каждая вилка переключения перемещает одну каретку.

Замковые пластины 6 предотвращают включение сразу двух пе­редач. Шариковые фиксаторы 8 удерживают ползуны и каретки от произвольного перемещения.

Коробки передач некоторых тракторов снабжены механизмом блокировки переключения передач, с помощью которого невоз­можно переключать передачи без остановки вала главного сцепле­ния. Благодаря этому механизму уменьшается износ зубьев шесте­рен при переключении передач и обеспечивается более надежная фиксация подвижных шестерен коробки передач во время работы.

Механизм блокировки состоит из фиксаторов 7 (рис. 72) и ва­ликов 6, соединенных через рычаги и тягу с педалью сцепления. Вдоль валиков имеются выточки. Когда сцепление включено (по­ложение 1), выточки на валиках располагаются вбок (фиксаторы 7 не могут подняться из углублений ползуна 2 и переместить его для переключения передач). Чтобы включить нужную передачу, следу­ет нажать на педаль сцепления. Валик 6 повернется (положение II) на угол, при котором его выточка расположится внизу (над фикса­торами). Затем надо установить нижний конец рычага 5 переключе­ния передач против ползуна и перевести его вперед или назад (в зависимости от желаемой передачи).

На тракторах применяют блокировку пуска пускового двигателя или электростартера. Пуск пускового двигателя выполняют только

Рис. 72. Коробка передач (а) тракторов ДТ-75Д и ДТ-75МЛ и ее механизмы блокировки (б) и переключения (в):

1 и 11 — ведущий (первичный) и ведомый (вторичный) валы; 2 — ползун;

3 - планка; 4 — конец рычага переключения передач; 5 — рычаг переключения передач; 6 - валик; 7 - фиксатор; 8 - вилка; 9 - каретка шестерен третьей и четвертой передач; 10 - каретка шестерен первой и второй передач;

12 и 13 - ведомые шестерни; 14 - кулиса; I - механизм переключения заблокирован; II - механизм переключения разблокирован

 

при нейтральном положении рычага КП. В ее крышке установлены втулка с выключателем и подвижная рамка.

Сущность блокировки заключается в том, что при перемещении рычага из нейтрального положения рамка под действием рычага на­жимает на включатель, который замыкает первичную обмотку магне­то на «массу». Чтобы пустить пусковой двигатель, надо обязательно установить рычаг переключения передач в нейтральное положение.

Коробка передач с поперечным расположением валов. При попе­речном расположении валов уменьшается длина КП, которую мож­но объединить с механизмами заднего моста в единый агрегат, уменьшив габариты трактора.

Отличительная особенность КП - реверс (обратный ход) на все передачи. Переместив зубчатую муфту 14 (рис. 73) реверса

Рис. 73. Коробка передач с поперечным расположением валов трактора Т-30А-80:

а — устройство; б — механизм реверса; 1 — вилка переключения замедленных передач; 2 - шестерня дифференциала второй, четвертой, шестой и второй замедленной передач; 3 - шестерня дифференциала первой, третьей, пятой и первой замедленной передач; 4 - ведомая шестерня первой-второй и замедлен­ных передач; 5 - ведомая шестерня пятой-шестой передач; 6 - шестерня передачи к дифференциалу; 7 — каретка ведущей шестерни замедленных передач; 8 — вал замедленных передач; 9 - промежуточный вал; 10 — каретка ведущих шестерен первой-второй и пятой-шестой передач; 11 - левая коничес­кая шестерня реверса (задний ход); 12 - зубчатая втулка механизма реверса;

13 — приводной вал замедленных передач и ВОМ; 14 - зубчатая муфта реверса; 75 и 20 - первичный и вторичный (главный) вал; 16 - правая коническая шестерня реверса (передний ход); 77- каретка ведущей шестерни третьей- четвертой передач; 18 — шестерня привода к дифференциалу второй, четвертой, шестой и второй замедленной передач; 19 — ведомая шестерня третьей-четвер­той передач; 21 - вилка переключения первой-второй и пятой-шестой передач;

22 - вилка включения удвоителя; 23 — вилка переключения реверса;

24 - вилка переключения третьей-четвертой передач; 25 — рычаг переключения реверса; 26 - рычаг переключения передач; 27 - втулка

вправо, включают передний ход на все передачи, а влево — зад­ний ход.

На промежуточном валу 9 перемещаются по шлицам каретки 17 и 10, с помощью которых можно получить три передачи. Эти пере­дачи удваиваются посредством удвоителя, который состоит из двух шестерен 18 и 6. Шестерня 18 свободно размещена на втулке и находится в постоянном зацеплении с малой шестерней 2 главной передачи (дифференциала).

Передвижная шестерня 6 помещена на шлицах вторичного вала 20 и может занимать два положения: левое при зацеплении с боль­шой шестерней 3 главной передачи и правое — с внутренними зу­бьями шестерни 18. Такая КП снабжена замедленной передачей от второго диска сцепления через приводной вал 13 и каретку 7 на шестерню 4 вторичного вала.

Переключением шестерни 6 главной передачи можно получить две замедленные передачи.

Разработаны механические КП с переключением передач по­средством синхронизаторов (синхронизированные КП) или гид­равлического механизма управления. Ведущие и ведомые шестерни находятся в постоянном зацеплении, но вращающий момент пере­дается на ведомые шестерни только при их соединении с ведомым валом с помощью синхронизаторов либо гидроподжимных муфт.

Диаграмма рабочих скоростей. Коробки передач многоступенча­тые. Это облегчает механизатору оптимально загрузить дизель, вклю­чив соответствующую передачу. Если число рабочих передач дости­гает 18 и дизель не загружен (на малоэнергоемких работах), то ему

сложно выбрать наиболее производительную и эко­номичную передачу для конкретных условий ра­боты. Это можно видеть из диаграммы скоростей (рис. 74). По ординате на диаграмме нанесены зна­чения скорости движения агрегата, а по абсциссе - значение частоты враще­ния коленчатого вала. Сплошными линиями от­мечены передачи тракто­ра с включенным редуктором (слева) и без редуктора (справа).

Из диаграммы видно, чтопри работе на скоростях6... 11 км/ч механизаторможет выбрать пять раз-

 

1400 1600 1800 2000 2200 2000 1800 1600 1400

Частота вращения коленчатого вала двигателя, мин'1

Рис. 74. Диаграмма рабочих скоростейтрактора МТЗ-80:III...VIII- рабочие передачи

 

 

личных передач с разной частотой вращения коленчатого вала (оп­ределяемой по тахометру) на одной скорости движения машинно- тракторного агрегата и только одна из передач будет самая эконо­мичная. Выбрав ее, механизатор может экономить в среднем до 10% топлива при той же производительности.