Классификация и схемы коробок передач

Коробка передач изменяет крутящий момент по величине и направлению, оказывает влияние на тяговые и скоростные показатели трактора.

Разная скорость движения трактора при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя достигается путем изменения передаточного числа между валом двигателя и ведущими колесами или звездочками трактора. При увеличении этого числа частота вращения ведущих колес или звездочек снижается, и скорость трактора уменьшается, а сила тяги соответственно возрастает, и наоборот.

Изменение передаточного числа достигается путем введения в зацепление в коробке передач шестерен с различным числом зубьев. Эта основная функция ступенчатой коробки характеризуется числом переключаемых передач и их передаточными числами.

Задний ход трактора осуществляется при включении между ведущей и ведомой шестернями коробки промежуточной шестерни или при помощи специального механизма — реверса. Разобщение коленчатого вала двигателя с ведущими колесами (звездочками), чему соответствует нейтральное положение коробки передач, достигается путем выведения шестерен из зацепления, а в коробках с постоянным зацеплением — путем выключения муфт.

Ступенчатые коробки передач классифицируют по следующим признакам.

По принципу зацепления шестерен — с переменным зацеплением (с передвижными шестернями) и с постоянным зацеплением.

По способу переключения передач — с переключением при остановленном тракторе (с разрывом потока мощности) и с переключением на ходу (без разрыва потока мощности).

По кинематической схеме — двух-, трехи четырехвальные.

По расположению валов — вдоль оси трактора и поперек ее.

По числу передач — четырехступенчатые, пятиступенчатые, шестиступенчатые и т. д.

По числу шестерен-кареток — двух-, трехи четырехходовые.

По конструктивному оформлению — съемные, выполненные в виде самостоятельного агрегата и смонтированные в общем корпусе с другими механизмами.

Схемы коробок передач представлены на рис. 101.

Рис. 101. Схемы коробок передач:

а — двухвальной; 6 — трехвальной с переменным зацеплением шестерен; в — трехвальной с постоянным зацеплением шестерен: 1,2, 3,4 — подвижные шестерни-каретки; 5 — промежуточная шестерня; 6 — вал заднего хода;

• 7 — коническая шестерня; 8, 9, 10, 11,24 — неподвижные шестерни;
• 12 — вторичный вал; 13 — первичный вал; 14 — шестерня первичного вала;
• 15 — промежуточный вал; 16, 18, 20, 22, 23 — шестерни, свободно сидящие на осях; 17 — фрикционная муфта; 19 — нажимной диск фрикционной муфты;
• 21 — зубчатая муфта

На рис. 101, а показана схема двухвальной коробки передач. Она имеет два основных вала — первичный 13 и вторичный 12, а также вал заднего хода 6. Первичный вал соединен с валом сцепления с помощью соединительной муфты. На шлицах первичного вала подвижно установлены шестерни-каретки 1— 4. На вторичном валу неподвижно закреплены шестерни 8— 11, а на его конце — коническая шестерня 7, через которую крутящий момент передается главной передаче трактора. В зависимости от того, какая из трех разных по числу зубьев шестерен (9, 10 или 11) вторичного вала находится в зацеплении с одной из подвижных шестерен-кареток (1,2 или 3) первичного вала, достигаются три разные передачи и соответственно три скорости движения трактора (т. е. в результате зацепления одной пары шестерен).

Для получения заднего хода вращение от первичного вала к вторичному передается через промежуточную шестерню 5, для чего с помощью шестерни 4, шестерни 5 и через неподвижную шестерню 8 вращение передается на вторичный вал 12.

Двухвальная коробка передач имеет ограниченное число ступеней и используется, как правило, в качестве составного элемента в кинематических схемах коробок передач тракторов.

Трехвальная коробка передач с переменным зацеплением шестерен (рис. 101, б) имеет три основных вала — первичный 13, вторичный 12 и промежуточный 15, а также вал заднего хода (на схеме не показан). Вторичный вал расположен соосно с первичным и является как бы его продолжением.

Шестерня первичного вала 14 находится в постоянном зацеплении с неподвижной шестерней 11 промежуточного вала, поэтому при включенном сцеплении оба вала все время вращаются. На промежуточном валу жестко закреплены шестерни 8,9 и 10, с которыми могут входить в зацепление шестерни-каретки 1— 3, сидящие подвижно на шлицах вторичного вала. Таким образом, крутящий момент первичного вала через промежуточный вал передается на вторичный вал, а от него — к главной передаче. Следовательно, в этой коробке передач разные передачи достигаются в результате зацепления двух пар шестерен.

Передняя шестерня-каретка 3 вторичного вала имеет торцевые зубья, которыми она может входить в зацепление с торцевыми зубьями шестерни 14 первичного вала. При этом оба вала вращаются как одно целое и непосредственно («напрямую») передают крутящий момент главной передаче, а промежуточный — вращается вхолостую. Поскольку передаточное число на этой передаче равно единице (i = 1), она называется прямой.

Согласно приведенной схеме коробка передач позволяет получать три передачи вперед и одну назад (при зацеплении шестерен 2 и 8 через промежуточную шестерню, которая на схеме не показана).

В коробках передач с переменным зацеплением шестерен передачи переключаются, когда трактор остановлен (во избежание удара зубьев включаемых шестерен). В связи с этим остановка и последующий разгон трактора приводят к потере рабочего времени.

В трансмиссиях тракторов К-703, ЛТ-157 устанавливают коробки, позволяющие переключать передачи на ходу без разрыва потока мощности, например, коробки с постоянным зацеплением шестерен (рис. 101, в).

Шестерни 16 и 18 свободно сидят на первичном валу 13 и сцепляются с шестернями 8 и 24, неподвижно сидящими на промежуточном валу 15. На вторичный вал 12 свободно насажены шестерни 20,22 и 23, постоянно сцепленные с шестернями 9, 10 и 11 (последняя с помощью промежуточной шестерни 5), закрепленными на промежуточном валу. Шестерни с вторичным валом сцепляются при помощи зубчатых муфт 21, сидящих на шлицах. Применяется и другая схема — шестерни первичного вала сцепляются с помощью зубчатых муфт, а вторичного — с помощью фрикционных муфт.

Передачи переключаются при помощи фрикционных и зубчатых муфт, при этом каждому зацепленному положению (режиму) зубчатой муфты соответствует своя группа (диапазон) передач. В каждом диапазоне передача переключается на ходу трактора фрикционными муфтами, а при переходе с одного режима на другой используются зубчатые муфты, переключаемые после остановки трактора.