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

Принципиальные кинематические схемы и работа коробок передач

посредством которой устанавливаются передачи внутри заданного их диапазона, а другая или другие КП предназначенны для выбора необ- ходимого диапазона передач.

С п е ц и а л ь н ы е КП имеют кинематические схемы, отличные от рассмотренных. К ним следует относить и разнообразные схемы планетарных КП.

Принципиальные кинематические схемы КП с неподвиж-

ными осями валов рассмотрим на примере КП, где переключение передач выполняется с помощью подвижных кареток.

Простейшая с х е м а д в у х в а л ь н о й К П (рис. 4.2,а) с раз- рывом потока мощности при переключении передач, состоит из пер- вичного вала 1 и вторичного 8. К валу 1 мощность от двигателя под- водится обычно через ФС, а выходной конец вала 8 может иметь ве- дущую коническую или цилиндрическую шестерню 7 главной (цен- тральной) передачи. На шлицах первичного вала 1 установлены под- вижные двухвенцовая каретка 2 для получения второй (влево по стрелке) и третьей (вправо по стрелке) передачи и одновенцовая ка- ретка 4 для получения первой (влево по стрелке) передачи и заднего хода (вправо по стрелке). Правый выступающий шлицевой хвостовик г первичного вала 1 (в тракторных КП) может быть приводом зависи- мого ВОМ. На вторичном валу 8 неподвижно установлены ведомые шестерни передач переднего хода: первой 10, третьей 11 и второй 12, в зацепление с которыми вводятся зубчатые венцы кареток для полу- чения необходимой передачи, и ведомая шестерня 9 заднего хода.

Перемещение кареток по шлицам первичного вала 1 осуществ- ляется отдельной рычажно-тяговой системой ручного управления КП, которая позволяет фиксировать в зацеплении только одну пару шес- терен, обеспечивающую необходимое передаточное число.

Шестерни и валы размещаются внутри картера 3 КП, в отвер- стиях стенок и перегородок которого установлены соответствующие подшипники опор валов или дополнительных осей. В отечественных тракторах в основном применяются литые чугунные картеры КП. В автомобилях и зарубежных конструкциях тракторов широко приме- няются также более легкие алюминиевые сплавы.

Для получения передачи заднего хода между валами КП вводят дополнительную шестеренную передачу, изменяющую направление вращения ее вторичного вала при неизменном вращении первичного

73

вала. Это может быть шестерня или блок из двух шестерен одного или разных диаметров, находящихся в постоянном зацеплении с ве- домой шестерней, закрепленной на вторичном валу. В рассматривае- мой схеме КП задний ход получается при введении каретки 4 в кон- такт с блоком шестерен 5, находящимся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 9 вторичного вала. Блок шестерен 5 установлен на подшипниках закрепительной оси 6.

Рис. 4.2. Принципиальные кинематические схемы КП:

а – двухвальной; б – трехваль- ной; в — трехвальной с попереч- ными валами; 1 – первичный вал; 2, 4, 16 – каретки; 3 – кар- тер; 5, 9 -14 – шестерни КП; 6 – ось; 7, 19 – ведущая и ведомая шестерни центральной (глав- ной) передачи; 8 – вторичный вал; 15 – зубчатая муфта; 17 – промежуточный вал; 18 – под- шипник; 20 – корпус диффе- ренциала; 21 – зубчатый венец

в)

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 уве- личении 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.

74

Смазывание трущихся деталей данной КП осуществляется мас- лом, заливаемым в ее картер и последующим его разбрызгиванием венцами вращающихся ведомых шестерен при движении автомобиля или трактора. Для смазывания деталей КП при стационарной работе МТА, когда вторичный вал неподвижен, в ряде конструкций приме- няют специальные маслоразбрызгивающие шестерни, кинематически связанные с первичным валом. Один из этих вариантов показан на приводимой схеме КП, где свободно вращающаяся на валу 8 ведомая маслоразбрызгивающая шестерня 13 имеет постоянный привод от ве- дущей шестерни 14 первичного вала 1.

Достоинствами двухвальных КП являются: конструктивная простота и высокий механический КПД, так как при передаче мощно- сти в зацеплении участвует только одна пара шестерен. Недостат- ками — невозможность получения более 5-6 передач переднего хода, вследствие повышенного прогиба валов, и малый диапазон переда- точных чисел.

Двухвальные КП применяют в переднеприводных и заднепри- водных (с задним расположением двигателя) легковых автомобилях. Конструктивно они объединены в одном блоке с двигателем, сцепле- нием, центральной (главной) передачей и дифференциалом. При этом они выполняются с шестернями постоянного зацепления (см. рис. 4.1,в и 4.1,г).

На тракторах двухвальные КП в качестве самостоятельного аг- регата имеют ограниченное применение, но их часто используют как один из элементов составной КП с шестернями постоянного зацепле-

ния (см. рис. 4.1,б — г).

Простейшая с х е м а т р е х в а л ь н о й К П (рис. 4.2,б) с раз- рывом потока мощности при их переключении и с продольным рас- положением валов состоит из соосно расположенных первичного 1 и вторичного 8 валов и промежуточного вала 17. Валы 1 и 17 соедине- ны парой цилиндрических шестерен постоянного зацепления — веду- щей 12 и ведомой 11, образующих передаточное число первой ступе- ни КП. На конце вторичного вала 8 в тракторных КП обычно уста- новлена или выполнена за одно с ним ведущая коническая шестерня 7 главной (центральной) передачи.

На промежуточном валу 17 жестко закреплены ведущие шес- терни 10 переднего хода. В зацепление с ними входят зубчатые венцы ведомых кареток вторичного вала 8, образуя тем самым передаточ- ные числа второй ступени данной КП. На промежуточном валу 17 за- креплена и ведущая шестерня 9 передачи заднего хода, находящаяся в постоянном зацеплении с одновенцовой “ паразитной” шестерней 5.

75

На шлицах вторичного вала 8 установлены типовые одновенцо- вая 16 и двухвенцовая 4 каретки и комбинированная одновенцовая каретка 2 с зубчатой блокировочной полумуфтой 15. Последняя при перемещении каретки 2 влево входит в зацепление с зубчатой полу- муфтой в торце первичного вала 1, образуя тем самым прямую пере- дачу мощности от вала 1 к валу 8. Передний подшипник 18 (обычно роликовый) вторичного вала 8 установлен в расточке торца первично- го вала 1 и нагружен только радиальными силами. Остальные опоры валов установлены в отверстиях стенок или специальных перегородок картера 3 аналогично креплению валов двухвальной КП. В некоторых конструкциях тракторных трехвальных КП с целью устранения кон- сольного крепления шестерни 12 и облегчения работы переднего подшипника 18 вала 8 исключают прямую передачу и выполняют от- дельные опоры конца вала 1 и начала вала 8, тем более что на тракто- рах прямая передача не относится к основному (рабочему) их диапа- зону.

В данной кинематической схеме трехвальной КП можно полу- чить пять передач (включая прямую) переднего хода и одну заднего.

Смазывание деталей КП производится разбрызгиванием масла, залитого в ее картер, шестернями промежуточного вала 17, который всегда вращается при работающем двигателе и включенном ФС. Шлицевой хвостовик г промежуточного вала 17 может использовать- ся в тракторных КП как привод зависимого ВОМ.

Трехвальные КП наибольшее распространение получили на лег- ковых, грузовых автомобилях и автобусах. На тракторах такие КП чаще применяют в качестве одного из элементов составной КП.

передач и конструктивной компоновкой в общем корпусе заднего моста трактора, представлена на рис. 4.2,в. Такие КП применяют толь- ко на тракторах.

Наиболее интересным элементом схемы является механизм ре- верса передач, позволяющий промежуточному валу 17 вращаться в разные стороны при постоянном направлении вращения первичного вала 1. Он состоит из ведущей конической шестерни 12, находящейся в постоянном зацеплении с двумя одинаковыми ведомыми кониче- скими шестернями 11 и 13, свободно установленными на валу 17 и вращающимися в противоположные стороны. На ступицах этих шес- терен имеются зубчатые венцы, аналогичные зубчатому венцу 21 вала 17, на котором установлена подвижная зубчатая муфта 15, блоки- рующая вал с любой из вышеуказанных шестерен. На схеме показано

76

положение муфты 15 для движения трактора вперед. При замыкании вала 6 с шестерней 13 трактор будет двигаться назад. Перемещение муфты 15 производится отдельным рычагом управления реверсом.

Соединение одновенцовой 2 и двухвенцовой 4 кареток с ведо- мыми шестернями 10 вторичного вала 17 аналогично рассмотренно- му выше.

В аналогичных КП с полным реверсированием всех передач пе- реднего хода иногда, как показано на схеме, выполняется одна от- дельная передача заднего хода. Она осуществляется перемещением каретки 2 в зацепление с “ паразитной” шестерней 5, находящейся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 9 заднего хода на вто- ричном валу 8. 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 одно- временно манипулировать двумя рычагами управления — реверса и КП, что вызывает определенное неудобство.

Компоновка поперечно расположенных валов 17 и 8 в общем корпусе 3 трансмиссии облегчает выполнение центральной (главной) передачи цилиндрическими шестернями — ведущей 7 и ведомой 19, установленной на корпусе дифференциала 20. Шлицевый хвостовик г вторичного вала 8 может быть боковым приводом синхронного ВОМ.

Смазывание деталей КП производится разбрызгиванием масла, находящегося в корпусе.

Подобного типа КП применяются на легких колесных универ- сальных тракторах, которые по характеру работы должны иметь воз- можность длительное время и при разных тяговых нагрузках двигать- ся задним ходом.

Достоинствами трехвальных КП являются: значительно боль-

ший чем у двухвальных диапазон передаточных чисел, так как на ос- новных рабочих передачах всегда участвуют две пары шестерен; вы- сокий КПД на прямой (транспортной) передаче и отсутствие необхо- димости в маслоразбрызгивающей паре шестерен. Недостатками — более низкий КПД на всех передачах кроме прямой, так как в зацеп- лении находятся одновременно две пары шестерен, вместо одной у двухвальной; невозможность получения более 5-6 передач переднего хода, ввиду повышенного прогиба валов; повышенный износ под- шипника передней опоры вторичного вала, расположенного в расточ- ке торца первичного вала при работе автомобиля или трактора на всех передачах, кроме прямой. При включенной прямой передачи указан- ный подшипник не вращается. Поскольку на этой транспортной пере-

77

даче трактор работает, как правило, не более 12…15% всего времени его эксплуатации, то такие схемы КП в настоящее время на тракторах не применяют.

Элементарные к и н е м а т и ч е с к и е с х е м ы с о с т а в н ы х КП и компоновки их основных узлов представлены на рис. 4.3. На рис. 4.3,а приведена схема КП, состоящая из входной двухступенча- той коробки А, выполненной по трехвальной схеме, и основной ко- робки Б, выполненной по двухвальной схеме с тремя передачами впе- ред и одной назад. В данной схеме вторичный вал 1 коробки А, явля- ется передним концом первичного вала коробки Б, а соответствую- щие вторичный вал 2 коробки Б и промежуточный вал 3 коробки А имеют опоры в стенках корпусов.

В данной схеме можно получить шесть передач вперед и две назад.

Рис. 4.3. Кинематические схемы составных КП:

1-3 – валы КП; 4, 6 – 9, 11 – шестерни; 5 – картер; 10 – фрикционные муфты; 12 – зубчатые муфты

На рис. 4.3,б приведена схема составной КП, выполненной в од- ном общем картере 5, с использованием трех параллельных валов: первичного 1, промежуточного 2 и вторичного 3. Валы 1 и 2 пред- ставляют собой входную двухвальную коробку диапазонов передач с шестернями постоянного зацепления, блокируемых посредством зубчатых подвижных муфт 12. Шестерни 4 и 11 обеспечивают получение трех передач переднего хода, а шестерни 6, 7 и 8 — заднего. Валы 2 и 3 также представляют собой двухвальную четырехступенча- тую КП с шестернями 9 постоянного зацепления, которые блокиру- ются с валом 3 посредством многодисковых фрикционных муфт 10 с

78

гидронажимным механизмом. Следовательно, в данной схеме состав- ной КП можно получить двенадцать передач переднего хода и четыре заднего. При этом внутри установленного диапазона переключение передач осуществляется без остановки машины.

Составные КП применяют на тракторах, автомобилях повышен- ной грузоподъемности и автомобилях-тягачах, что обеспечивает при минимальных габаритах получение большого числа передач и диапа- зона изменения их передаточных чисел.

В настоящее время на современных легковых автомобилях стали применять составные КП с двумя фрикционными муфтами.

В качестве примера на рис. 4.4 приведена схема составной КП

DSG (Direct Shift Gearbox).

Представленная схема КП является преселекторной, так как для включения какой-либо передачи необходимо последовательно выполнить два управляющих воздействия на органы ее управления. С точки зрения принципа управления данная КП является секвенталь- ной, так как здесь можно включать только соседнюю повышенную или пониженную передачу и нельзя перескочить через одну или более передач.

Она состоит из двух параллельных КП.

Первая КП состоит из первичного вала 1, двух вторичных ва- лов 3 и 4 и промежуточного вала 5. Она обеспечивает с помощью синхронизаторов С1, С3, С5 и СЗХ включение соответственно 1, 3, 5 передачи и передачи заднего хода. При включении 1 и 3 передачи крутящий момент с первичного вала 1 КП передается на вторичный вал 4 и далее через ведущую шестерню 7 центральной (главной) пере- дачи на ее ведомую шестерню 8. При включении 5 передачи крутя- щий момент с первичного вала 1 передается на вторичный вал 3 и да- лее через вторую ведущую шестерню 6 центральной (главной) пере- дачи на ее ведомую шестерню 8. Включение передачи заднего хода осуществляется синхронизатором СЗХ. Здесь крутящий момент с пер- вичного вала 1 КП на вторичный вал 3 передается через промежуточ- ный вал 5. Для получения указанных передач связь между валом дви- гателя и КП осуществляется фрикционной муфтой М1. Таким обра- зом, данная КП предназначена для включения всех нечетных передач и передачи заднего хода.

Вторая КП состоит из первичного вала 2 и двух вторичных ва- лов 3 и 4. Она предназначена для включения с помощью синхрониза- торов С2, С4 и С6 соответственно 2, 4 и 6 передач (всех четных пере- дач). Здесь связь между валом двигателя и КП осуществляется фрик- ционной муфтой М2.

79

Рис. 4.4. Кинематическая схема коробки передач DSG:

1, 2 – первичные валы; 3, 4 – вторичные валы; 5 – промежуточный вал; 6, 7 – ведущие шестерни центральной (главной) передачи; 8 – ведомая шестерня центральной (главной) передачи; М1, М2 — фрикционные муфты; С1 – С6 и СЗХ – синхронизаторы включения соответственно 1 – 6 передач и передачи заднего хода

Управление процессом переключения передач в данной КП выполняется с помощью бортового компьютера. При стоянке автомо- биля фрикционные муфты М1 и М2 и синхронизаторы С1 – С6 и СЗХ выключены. Для начала его трогания с места синхронизатором С1 включают 1 передачу и после этого включают фрикционную муфту М1. В результате происходит трогание с места и разгон автомобиля на 1 передаче. При достижении точки переключения передачи, основы- ваясь на данных о динамике разгона автомобиля, компьютер прини- мает решение о включении 2 передачи. В результате этого происхо- дит включение синхронизатора С2 и разгон ведомых деталей фрикци- онной муфты М2. После выравнивания угловых скоростей синхрони- зируемых деталей трансмиссии начинается процесс включения фрик- ционной муфты М2 и одновременного выключения муфты М1. Обе муфты буксуют с перекрытием без разрыва потока мощности, поэто-

80

му ощутимого снижения скорости движения автомобиля не происхо- дит. После выключения фрикционной муфты М1 синхронизатор С1 также выключается. Автомобиль продолжает разгон уже на 2 переда- че и когда скорость движения автомобиля достигает очередной точки переключения передачи, то происходит включение 3 передачи. По- следующие переключения передач происходят по той же схеме.

Аналогичные процессы происходят и при снижении скорости автомобиля, когда включается более низкая передача. При нажатии на педаль тормоза обе муфты М1 и М2 выключаются, но бортовой ком- пьютер продолжает отслеживать скорость движения автомобиля и со- ответственно с ней выбирать нужную передачу в КП (включается со- ответствующий синхронизатор).

Таким образом, составные КП с двумя параллельными КП яв- ляется перспективными для применения в трансмиссиях автомобилей и тракторов, так как позволяют существенно уменьшить число фрик- ционных элементов управления, а, следовательно, повысить КПД КП, обеспечивая при этом процесс переключения без разрыва потока мощности с различной степенью перекрытия передач. При этом зна- чительно снижается стоимость КП.

Принципиальные кинематические схемы планетарных КП

(ПКП). ПКП представляет собой соединение нескольких планетар- ных рядов, различное сочетание которых обеспечивает получение не- обходимого диапазона передаточных чисел и числа передач. Включе- ние передач в ПКП достигается торможением или блокировкой от- дельных ее звеньев.

Планетарный ряд состоит из двух центральных соосных шесте- рен разных диаметров, сателлитов, находящихся в постоянном зацеп- лении с ними и водила — держателя осей сателлитов, ось вращения ко- торого совпадает с центральной осью.

Управляются ПКП остановочными ленточными или многодис- ковыми фрикционными тормозами и блокировочными многодиско- выми фрикционными муфтами, как правило, c гидравлическим под- жатием. Переключение передач в большинстве случаев производится без остановки машины, что в ряде случаев исключает необходимость применения в ней ФС. Подобная система управления ПКП позволяет ее относительно легко автоматизировать.

ПКП по сравнению с КП с неподвижными осями валов отлича- ются более высоким КПД, меньшими габаритными размерами и мас- сой, удобством управления, однако они сложнее в изготовлении и в эксплуатации, их стоимость выше.

Различают ПКП с двумя и с тремя степенями свободы.

81

Кинематическая схема IR500MF4 с модифицированной коробкой передач | Скачать чертежи, чертежи, блоки Autocad, 3D модели

• Русский

• кинематический

• Компас

• Образовательный

Узнайте, как скачать этот материал

Telegram бот для поиска материалов

Покупка чертежей

Подпишитесь на получение информации о новых материалах:

t.me/alldrawings

vk.com/alldrawings

Описание

Рисунок выполняется в программе компаса. Представлены 3 версии: 18.1, 5.11, 16.1

Содержание проекта

Дополнительная информация

Чертежи

станок_16,1. frw

станок_5,11.frw

станок.frw

Аналогичные материалы

Насос центробежный натриевый ЦНН-9А (модифицированный) (общий вид)

Проект модифицированного КамАЗ 6520

Схема сборки редуктора цилиндрического одноступенчатого шевронного редуктора и самого редуктора

Разработка инновационного технологического процесса изготовления детали — Изделия редуктора редуктора цилиндрического двухступенчатого редуктора с последовательным расположением ступеней ЦД2-100

Структурно-кинематический и динамический анализ кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания. Определение параметров эвольвентного зацепления планетарного редуктора

Кинематическая схема станка 1Н713

Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка

Кинематическая схема станка для шлифования заготовок

Бесплатная загрузка на сегодня

Обновление через: 15 часов 9 минут

Вертолет Ка-52. Основная поддержка

Многоэтажка в скетчапе

Электрическая часть стоматологического кабинета

ТТК Разработка траншей экскаватором ЭТР-134 — типовая технологическая схема

Прочие материалы

Рабочий проект подачи воздуха

Скрепер с элеваторной загрузкой

Комбинированный вибрационный каток

Quanta VM7 Tonga & Tyler T2 — версия 3C — схема материнской платы

Mechanics Map — Системы с ременным и зубчатым приводом

Системы с ременным и шкивным приводом, наряду с системами с зубчатым приводом, представляют собой распространенные способы, с помощью которых инженеры передают вращательное движение и крутящий момент с одного вала на другой вал. Ремни обеспечивают гибкость, поскольку валы не обязательно должны располагаться рядом друг с другом, а шестерни чаще используются в приложениях с высокими нагрузками.

Положение, скорость и ускорение в системах с ременным приводом

На приведенной ниже схеме показана простая система с ременным приводом. Шкив A и шкив B имеют каждый свой радиус и соединены ремнем, который, как мы предполагаем, не проскальзывает относительно шкивов. Каждый шкив вращается с фиксированной осью и поэтому будет следовать этим кинематическим правилам отдельно; однако движение ремня можно использовать для связи движения двух шкивов.

На приведенной выше диаграмме показана простая система с ременным приводом, соединяющая шкив A и шкив B.

В качестве ограничения мы можем предположить, что скорость шкива будет одинаковой по всему контуру в любой момент времени. Если бы это было не так, ремень бы сбивался в одних местах и ​​растягивался в других. Если ремень не проскальзывает, скорость ремня будет равна скорости края каждого из двух шкивов. Установив эти две скорости равными друг другу и работая в обратном направлении, чтобы связать их с угловыми скоростями, мы получим среднее уравнение ниже. Взятие интеграла или производной позволяет нам также связать угловые смещения или угловые ускорения с помощью подобных уравнений.

Если у нас есть более сложная серия ремней и шкивов, мы будем анализировать систему шаг за шагом. Это будет включать в себя шкивы, соединенные ремнями, как указано выше, а также шкивы, соединенные валом, как показано со шкивами B и C на диаграмме ниже.

На схеме выше показана многоступенчатая система с ременным приводом, соединяющая шкив A и шкив D. Шкивы A и B соединены ремнем, затем B и C находятся на одном валу, затем C и D соединены ремнем.

Со шкивами на одном валу угловые смещения, угловые скорости и угловые ускорения будут одинаковыми.

Если нам известны угловое смещение, угловая скорость или угловое ускорение шкива A, мы могли бы найти угловое смещение, угловую скорость или угловое ускорение шкива D, совершая одно взаимодействие за раз (определяя движение шкива В, затем С, затем Г).

Положение, скорость и ускорение в зубчатых передачах

На приведенной ниже схеме показана простая зубчатая передача. Механизм A и механизм B имеют каждый свой собственный радиус и взаимодействуют в точке контакта. Каждая шестерня вращается с фиксированной осью и поэтому будет следовать этим кинематическим правилам отдельно; однако движение зубьев в точке контакта можно использовать для связи движения одной шестерни с другой.

На приведенной выше диаграмме показана простая система передач с взаимодействующими шестернями A и B.

В качестве ограничения можно предположить, что скорость зубьев в точке контакта будет одинаковой. Если бы это было не так, зубья одной шестерни проходили бы через зубья другой шестерни. Установив эти две скорости равными друг другу и работая в обратном порядке, чтобы связать угловые скорости, мы находим второе уравнение ниже. Взятие интеграла или производной позволяет нам также связать угловые смещения или угловые ускорения с помощью подобных уравнений.

Вы заметите, что приведенные выше уравнения совпадают с уравнениями для систем с ременным приводом, за исключением знака минус в правой части каждого уравнения. Это связано с тем, что зацепленные шестерни вращаются в противоположных направлениях (если одна шестерня вращается по часовой стрелке, другая будет вращаться против часовой стрелки), в то время как шкивы в системах с ременным приводом всегда вращаются в одном направлении.

Подобно системам с ременным приводом, мы можем иметь составные зубчатые передачи с тремя или более передачами, как показано на рисунке ниже. В этих сценариях у нас также, вероятно, будут шестерни, которые соединены через вал, такие как синяя и желтая шестерни, показанные ниже. В таких ситуациях шестерни на одном валу будут иметь соответствующие угловые смещения, угловые скорости и угловые ускорения. Как и в системах с ременным приводом, вам просто нужно перемещать зубчатую передачу по одному шагу за раз, применяя правильный набор уравнений для соответствия каждому шагу взаимодействия.

На приведенной выше анимированной диаграмме показана составная зубчатая передача. Красная и синяя шестерни взаимодействуют через зацепление зубьев, затем синяя и желтая шестерни находятся на одном валу, затем, наконец, желтая и зеленая шестерни взаимодействуют через зацепление зубьев.

Концепция, которая обычно используется в зубчатых передачах, но обычно не используется в системах с ременным приводом, — это концепция передаточного отношения . Для любой зубчатой ​​передачи передаточное число определяется как угловая скорость на входе, деленная на угловую скорость на выходе. Основываясь на приведенных выше уравнениях, мы также можем доказать, что отношение угловых перемещений или угловых ускорений будет аналогично равно передаточному числу. Передаточное число всегда определяется как положительное число; однако вам все равно придется использовать интуицию, чтобы определить направление выхода.

В простой двухступенчатой ​​системе передаточное число будет равно радиусу выходной шестерни, деленному на радиус входной шестерни, или числу зубьев выходной шестерни, деленному на количество зубьев на входная шестерня (поскольку количество зубьев будет прямо пропорционально радиусу).