Лабораторная работа № 10

Коробки переключения передач

Цель работы: усвоить устройство и работу коробок переключения передач автомобилей и тракторов, приобрести навыки классификации коробок переключения передач тракторов и автомобилей.

Коробка переключения передач (сокращенно КПП) предназначена для изменения крутящего момента по величине и направлению и передачи его от сцепления к ведущим колесам. Автомобили могут оснащаться механической или автомати- ческой КПП.

Различных значений крутящего момента и частоты вращения ведущих колес или звездочек достигают изменением передаточного числа трансмиссии с помощью коробки передач, понижающего редуктора, ходоуменьшителя и увеличителя кру-тящего момента. Эти сборочные единицы изменяют передаточное число за счет механических устройств (зубчатых колес, планетарных механизмов) ступенчато, т. е. через определенные интервалы. Бесступенчато регулировать угловуюско-рость можно с помощью гидравлической передачи (гидротрансформатора).

Классификация.

Механические ступенчатые коробки передач классифицируют по следующим основным признакам:

По типу зубчатых передач — с неподвижными осями валов и планетарные,

По расположению валов относительно оси трактора — с продольным и поперечным расположением,

По числу валов — двух, трех — и четырехвальные;

По числу передач переднего хода — трех, четырех-, пятиступенчатые и т. д.;

По принципу переключения передач — с подвижными зубчатыми колесами (ка- ретками) и с неподвижными зубчатыми колесами постоянного зацепления, соеди- няемыми с валом при включении передачи специальными муфтами;

По числу перемещаемых кареток — двух-, трех-, четырехходовые и т. д.;

По конструктивному оформлению — в отдельном съемном и в общем корпусе с другими механизмами;

По назначению — основная, раздаточная, понижающий или повышающий редук- тор, ходоуменьшитель.

Число передач в тракторных коробках колеблется от 5 до 24, что обеспечивает из-менение скорости движения от 0,1 до 35 км/ч. Такое число передач обусловлено большим разнообразием условий работы и выполняемых технологических про-цессов, стремлением достичь максимальной производительности при экономном расходовании топлива.

Автомобильные коробки, как правило, имеют от 3 до 5 передач. Меньшее число передач по сравнению с тракторными коробками объясняется узкоцелевым назна-чением автомобиля, различиями в использовании и регулировании мощности двигателя.

Передачи тракторов можно разделить на три группы:

основные (рабочие), транспортные, замедленные.

Основные передачи обеспечивают скорости движения 5…15 км/ч. На этих ско-ростях выполняют технологические операции при возделывании и уборке основ- ных сельскохозяйственных культур. Число основных передач в зависимости от типа трактора составляет 4…7.

Транспортные передачи служат при использовании тракторов в качестве тран-спортных средств, а также для холостых переездов. Число транспортных передач у колесных тракторов составляет 3…4, у гусеничных — 1…2.

Замедленные передачи необходимы для выполнения некоторых технологичес- ких процессов со скоростями движения около 0,1 км/ч (работа с рассадопосадоч- ными, лесопосадочными, мелиоративными и другими машинами). Таких передач может быть 2…4.

Передачи автомобилей делят на две группы: высшие и низшие.

Высшие передачи используют при движении автомобиля в хороших дорожных условиях. Как правило, последняя передача бывает прямой, когда частоты враще-ния первичного и вторичного валов одинаковы, т. е. передаточное число равно единице, или ускоряющей, если передаточное число меньше единицы.

Низшие передачи служат для трогания автомобиля с места, преодоления подъе-мов и тяжелых участков дороги.

Передачи заднего хода (у автомобилей одна, у тракторов от 1 до 8) необходимы для маневрирования трактором или автомобилем, а в тракторах и для работы зад- ним ходом с некоторыми машинами (волокушами, землеройными машинами и др.).

Устройство

Механическая КПП содержит следующие основные элементы: картер, первич-ный вал, вторичный вал, промежуточный вал, шестерни, дополнительный вал, шестерни заднего хода, синхронизаторы, механизм переключения передач, замковое устройство, блокировочное устройство, рычаг переключения передач.

Картер КПП закреплен на картере сцепления, который, в свою очередь, уста -новлен на картере двигателя. Половину объема картера КПП занимает трансмис-сионное масло, используемое для смазки деталей КПП.

Картер КПП содержит подшипники, на которых вращаются валы. Эти валы имеют наборы шестерен с разным числом зубьев. Для того чтобы передачи пере-ключались плавно и бесшумно, в КПП используются синхронизаторы. Сущность их работы состоит в том,’ что они уравнивают угловые скорости вращающихся шестерен.

Для бесшумного и безударного переключения передач, повышения надежности и увеличения срока службы в коробках передач применяют зубчатые колеса пос-тоянного зацепления. При этом одно зубчатое колесо жестко связано с валом, а другое вращается свободно. При переключении передачи свободно вращаемое зубчатое колесо необходимо жестко соединить с валом.

Для этого используют зубчатые муфты, синхронизаторы, гидроподжимные муфты.

Зубчатые муфты с синхронизаторами (синхронизаторы) широко применяют в коробках передач автомобилей, в которых переключение передач происходит при движении накатом. Как правило, синхронизаторами оснащают зубчатые колеса

передач, переключаемых наиболее часто. Зубчатые колеса первой передачи и зад- него хода синхронизаторов не имеют.

Синхронизаторы предназначены для выравнивания угловых скоростей зубчатого колеса включаемой передачи и вторичного вала, что обеспечивает безударное и бесшумное введение шлицев зубчатой муфты в шлицевой венец зубчатого колеса.

Гидроподжимные муфты для переключения передач без разрыва потока мощ-ности установлены на тракторах МТЗ-100, МТЗ-102, Т-150, Т-150К, К-701.

Для управления гидроподжимными муфтами, т. е. для включения или выключе-ния той или иной передачи, коробка передач оборудована гидравлической систе -мой.

Гидроподжимные муфты включаются под давлением масла, нагнетаемого в рабо-чие цилиндры (бустеры). Масло попадает в пространство между поршнем и стен- кой барабана и, действуя на поршень, перемещает его вдоль оси, преодолевая сопротивление пружин. Поршень прижимает ведомые и ведущие диски к упорно-му диску, который закреплен на барабане стопорным кольцом, включая при этом муфту. Вращение от зубчатого колеса через включенную муфту и барабан пере- дается на вторичный вал.

Увеличитель крутящего момента. На ряде тракторов (ДТ-75М, МТЗ-80 и др.) для повышения их маневренности и производительности передаточные числа транс- миссии изменяются последовательно увеличителем крутящего момента и короб -кой передач.

Увеличитель крутящего момента предназначен для увеличения тяговых усилий без остановки трактора на всех передачах. Он устанавливается между сцеплением и коробкой передач и представляет собой планетарный редуктор, управляемый фрикционной муфтой сцепления и роликовой муфтой свободного хода.

Муфта сцепления увеличителя крутящего момента однодисковая, сухая, постоян- но замкнутого типа. Ее работа и устройство почти такие же, как и у главной муф- ты сцепления, с той лишь разницей, что диск с фрикционными накладками явля- ется ведущим.

Приводы управления механическими коробками передач

Основным узлом КПП является механизм переключения передач, с помощью которого осуществляется смена передач.

Они должны обеспечивать легкость управления, невозможность одновременного включения двух передач, фиксацию включенной передачи от самовыключения, надежность в эксплуатации, а в коробках с переключением передач, требующих остановки трактора, невозможность их переключения без выключения муфты сцепления. Управление этим механизмом производится с помощью рычага, расположенного в салоне.

Приводы управления делят на механические, с управляющими элементами и автоматические.

Механический привод осуществляется воздействием водителя на рычаг управле-ния и связанный с ним механизм переключения передач. Механический привод широко распространен на автомобилях и тракторах.

Приводы с управляющими элементами представляют собой специальные устрой-ства с гидро — или электроприводом, воздействуя на управляющий элемент кото- рых достигают переключения передач. К таким приводам можно отнести управ-ление переключением передач в коробках с гидроподжимными муфтами.

Автоматический привод состоит из устройств, обеспечивающих переключение передач с гидроподжимными муфтами без участия водителя в зависимости от за- грузки двигателя и скорости движения.

Замковое устройство предотвращает включение одновременно | двух передач, а блокировочное устройство предотвращает само- произвольное выключение передач.

Работа

Основной принцип работы КПП базируется на том, что разные шестерни имеют разное число зубьев. К примеру, коленвал вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту и передает этот крутящий момент на первичный вал с шестерней, которая входит в зацепление с другой шестерней, большей по размеру и имеющей в два раза больше зубьев. Вал, на котором установлена эта вторая шестерня, будет вращаться со скоростью в два раза меньшей, т. е. 1500 оборотов в минуту. При использовании разных сочетаний входящих в зацепление шестерен (установленных на разных валах) этот принцип позволяет получать и передавать на ведущие колеса разный крутящий момент.

Для движения задним ходом в КПП предусмотрена возможность включения задней передачи. В данном случае вторичный вал КПП вращается в обратную сторону благодаря использованию нечетного количества входящих в зацепление шестерен (в этом случае направление крутящего момента меняется на противопо- ложное). Эта «нечетная» шестерня находится на дополнительном валу КПП.

Чем ниже передача — тем она сильнее, но в то же время — медленнее. Следовательно, самыми сильными передачами, используемыми для начала движения и езды на небольшой скорости, являются первая и задняя передачи.

Задание

Классифицировать КПП заданной модели автомобиля или трактора

Марка, модель автомобиля или трактора ___________________________

Марка, модель двигателя_________________________________________

а) по типу зубчатых передач______________________________________

б) по расположению валов относительно оси машины ________________

в) по числу валов_______________________________________________

г) по числу передач переднего хода ________________________________

д) по принципу переключения передач _____________________________

е) по конструктивному оформлению_______________________________

ж) по назначению _______________________________________________

Нарисовать схему переключения передач.