4.  Конструкция коробок передач

 

В качестве примера рассмотрим двухвальную КП автомобиля ВАЗ-1111, трехвальную грузовых автомобилей ЗИЛ и составную тракторов МТЗ-80/82.

На переднеприводных легковых автомобилях устанавливают КП, объединенные в одном корпусе с центральной (главной) передачей и дифференциалом.

Четырехступенчатая двухвальная КП автомобиля BA3-1111 (рис. 4.10) состоит из картера 25, в котором на двух подшипниках установлен первичный вал 23. Вторичный вал 21 установлен передним концом на роликовом цилиндрическом, а задним - на шариковом подшипниках. На обоих валах имеются шестерни I, II, Ш и IV передач. Шестерни на вторичном валу установлены на игольчатых подшипниках 19 и свободно вращаются. Для включения I и II передач служит синхронизатор 14, а для включения Ш и IV - синхронизатор 18. 

При включении I передачи муфта синхронизатора 14 входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни 13 вторичного вала. Вращение передается с первичного вала 23 через шестерни 28 и 13 постоянного зацепления на муфту синхронизатора 13 и далее через его ступицу на вторичный вал 21. 

При включении II передачи муфта синхронизатора 14 входит в зацепление с боковым зубчатым венцом шестерни 15 вторичного вала. Вращение передается с первичного вала 23 через шестерни постоянного зацепления 26 и 15 и муфту синхронизатора 14 на ступицу синхронизатора, а затем  на вторичный вал 21. 

Рис. 4.10. Коробка передач автомобиля BA3-1111:

1 – выжимной подшипник ФС; 2 - направляющая втулка; 3 - маслосборник; 4 - ведущая шестерня привода спидометра; 5 -  опорная шайба; 6 – полуосевая шестерня; 7 - сателлит; 8 - ось сателлитов; 9 - корпус дифференциала; 10 - ведомая шестерня главной (центральной) передачи; 11 - регулировочное кольцо; 12 – конический радиально-упорный подшипник; 13, 15, 17, 20 – шестерни вторичного вала КП;   14 - синхронизатор I и II передач; 16 - упорное кольцо; 18 - синхронизатор III и IV передач; 19 - игольчатый подшипник; 21 - вторичный вал; 22, 24, 26 – 28 -  шестерни первичного вала КП; 23 - первичный вал; 25 - картер КП;  29 - рычаг выключения ФС

Передача III включается муфтой синхронизатора 18, которая входит в зацепление с боковым зубчатым венцом шестерни 17 вторичного вала. Вращение от шестерни 24 первичного вала передается на шестерню 17 вторичного вала, а затем на муфту синхронизатора 18  и через его ступицу на вторичный вал.  

Передача IV включается также муфтой синхронизатора 18, которая входит в зацепление с боковым зубчатым венцом шестерни 20 вторичного вала. Вращение с первичного вала 23 через шестерни постоянного зацепления 22 и 20 передается на муфту синхронизатора и через его ступицу на вторичный вал. 

Передача заднего хода включается промежуточной шестерней кареткой заднего хода, находящейся на отдельном валике. При включении заднего хода она входит в зацепление одновременно с наружным зубчатым венцом муфты синхронизатора 14  и шестерней 27 заднего хода первичного вала. Вращение с первичного вала 23 через шестерню 27 заднего хода передается на промежуточную шестерню каретку заднего хода, а с нее на наружный зубчатый венец муфты синхронизатора 14 и далее через его ступицу на вторичный вал 21.  

На всех передачах вращение через вторичный вал 21 КП передается на ведущую шестерню центральной (главной) передачи, выполненную за одно целое  с вторичным валом, а затем на ведомую шестерню центральной (главной) передачи 10 и через дифференциал на ведущие колеса автомобиля. 

Пятиступенчатая трехвальная КП грузовых автомобилей ЗИЛ представлена на рис. 4.11. В ее картере 9 на подшипниках установлены три вала - первичный 1, вторичный 10 и промежуточный 16. За одно целое с первичным валом изготовлена ведущая косозубая шестерня 2, соединенная с ведомой шестерней 17, которая закреплена с помощью шпонки на промежуточном валу. Промежуточный вал 16 изготовлен за одно целое с ведущей прямозубой шестерней 11 первой передачи. На нем закреплены с помощью шпонок ведущие косозубые шестерни второй 12, третьей 14 и четвертой 15 передач. Прямозубая шестерня-каретка 8 первой передачи и заднего хода установлена подвижно на шлицах вторичного вала 10, а ведомые косозубые шестерни второй 7, третьей 5 и четвертой 4 передач - свободны и находятся в постоянном зацеплении с ведущими шестернями соответственно 12, 14 и 15. На вторичном валу на шлицах установлены синхронизаторы 6 и 3 для включения соответственно II и Ш, IV и V передач.

Для включения I передачи подвижная прямозубая шестерня каретка 8 вводится в зацепление с шестерней 11, а для включения передачи заднего хода - с шестерней 18 блока шестерен заднего хода, шестерня 19 которого находится в постоянном зацеплении с шестерней 13. Блок шестерен заднего хода установлен на оси 20 на игольчатых подшипниках.

Рис. 4.11. Коробка передач грузовых автомобилей ЗИЛ:

1 - первичный вал; 2, 4, 5, 7, 8, 11-15, 17- 19 - шестерни; 3, 6 - синхронизаторы; 9 - картер; 10 - вторичный вал; 16 - промежуточный вал; 20 - ось

При включении II передачи муфта синхронизатора 6  входит в зацепление с боковым зубчатым венцом шестерни 7. Вращение передается с первичного вала 1 через шестерни постоянного зацепления 2, 17, 12 и 7 на муфту синхронизатора 6 и далее через ступицу синхронизатора на вторичный вал 10. 

Передача III включается также муфтой синхронизатора 6, которая входит в зацепление с боковым зубчатым венцом шестерни 5. Вращение от шестерни 2 первичного вала передается на шестерню 17 промежуточного вала, а затем через шестерни 14 и 5 на муфту синхронизатора 6  и далее через его ступицу на вторичный вал 10.  

Передача IV включается муфтой синхронизатора 3, которая входит в зацепление с боковым зубчатым венцом шестерни 4. Вращение с первичного вала 1 через шестерни постоянного зацепления 2, 17, 15 и 4 передается на муфту синхронизатора 3 и через его ступицу на вторичный вал.

При включении V передачи муфта синхронизатора 3  входит в зацепление с боковым зубчатым венцом шестерни 2, соединяя тем самым первичный 1 и вторичный 10 валы КП. В результате получается прямая передача.   

 Механизм переключения передач находится в крышке КП. Он состоит из рычага, трех ползунов с вилками, трех шариковых фиксаторов с пружинами, шарикового замка со штифтом и плунжерного предохранителя с пружиной. Фиксаторы исключают самопроизвольное выключение передач, замок - одновременное включение двух передач, а предохранитель - ошибочное включение передачи заднего хода при включении I передачи. 

Составная КП тракторов МТЗ-80/82 (рис. 4.12) имеет двухступенчатый понижающий редуктор и основную КП, которые обеспечивают получение 18-ти передач вперед и четырех назад. Основная КП - девятиступенчатая, состоит из первичного 1, промежуточного 22 и вторичного 12 валов, а также вала 25 пониженных передач и передач заднего хода, расположенных в картере 11. На вторичном валу 12 установлена ведущая шестерня 13  главной (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 шестерникаретки 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. 4.12,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.


Рис. 4.12. 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; 1 – первичный вал; 2 - 4, 7, 10, 13, 15 - 21, 23, 24, 26 – 29 - шестерни; 5 – ползуны; 6 – фиксаторы; 8  - рычаг управления КП; 9 – крышка; 11 картер; 12 вторичный вал; 14 – вал привода ВОМ; 22 – промежуточный вал; 25 – вал пониженных передач и передач заднего хода; 30 – зубчатая муфта

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. 4.12,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.