Назначение, устройство и принцип действия

Назначение. Коробка передач служит для передачи крутящего мо­мента от муфты сцепления или промежуточного соединения к главной передаче, изменения крутящего момента по величине и направлению, а также отсоединения работающего дизеля от трансмиссии при останов­ках трактора. С ее помощью можно изменять передаточное число трансмиссии, скорость движения трактора и его тяговое усилие. На тракторах устанавливают механические и гидромеханические коробки передач.

Действие коробки передач основано на изменении сочетаний зубча­тых колес, передающих крутящий момент, что достигается введением в зацепление колес с различным числом зубьев. При этом меняются крутящий момент и частота вращения ведомого вала коробки.

С уменьшением или увеличением частоты вращения ведомого вала во столько же раз соответственно возрастает или уменьшается крутящий момент. Число, показывающее, во сколько раз изменяется частота вра­щения ведомого вала по сравнению с ведущим, называют передаточным числом и определяют как отношение числа зубьев ведомого зубчатого колеса к числу зубьев ведущего.

На рисунке 49 показана схема простейшей коробки передач. Веду­щий вал 3 получает вращение от муфты сцепления через промежуточ­ное соединение. Его называют первичным. Ведомый вал 2, соединенный с главной передачей и передающий вращение от первичного через зуб­чатые колеса, называют вторичным. Валы коробки передач должны быть особенно жесткими, поскольку даже незначительный прогиб вала приводит к перекосу зубчатых колес и повышенному износу их зубьев.

Валы изготавливают из качественных углеродистых сталей. Они мо­гут быть изготовлены заодно с зубчатыми колесами, для чего должны быть применены малоуглеродистые цементируемые стали. Для соедине­ния с зубчатыми колесами на поверхности валов имеются шлицы.

Валы коробки передач устанавливают в подшипниках (в основном шариковых и роликовых). В малонагруженных сборочных единицах применяют бронзовые подшипники скольжения.

Зубчатые колеса перемещаются по первичному валу по шлицам и вводятся поочередно в зацепление с зубчатыми колесами вторичного вала вилками 5 механизма переключения передач. Зубчатые колеса, перемещаемые на валу на шлицах, называют каретками. Они являются наиболее нагруженными деталями, и их изготавливают из высокока­чественных цементируемых сталей. Зубья выполняют с большой точ­ностью и подвергают термической обработке.

Механизм переключения передач служит для установки зубчатых ко­лес в определенное рабочее или нейтральное положение и предохра­няет от произвольного включения и выключения. Вилки 5 механизма входят в кольцевые выточки подвижных зубчатых колес. Вторые концы вилок закреплены неподвижно на ползунах 9, которые перемещаются под действием рычага 7 переключения, установленного на шаровой опоре в крышке корпуса коробки передач. Для исключения перемеще­ния двух ползунов и включения двух передач одновременно устанавливают кулису 6 — направляю­щую пластину с вырезами для фиксации перемещений рычага 7. Для предохранения от произ­вольного перемещения ползуна, самовыключения и самовключения передач служит также фиксатор 8, прижимаемый к ползуну пружи­ной. При включении передач без выключения муфты сцепления от ударов возможны выкрашивания зубьев колес и преждевременная поломка коробки передач. В связи с этим в коробках устанавливают блокировочный механизм (рас­смотрен в 10.3).

Рис. 49. Схема простейшей коробки передач:

1 — двойное зубчатое колесо заднего хода; 2 —ведомый вал; 3 —ведущий вал; 4 — корпус; 5 — вилки переключения; 6 — ку­лиса; 7 — рычаг переключения передач; 8 — фиксатор; 9 — ползуны

В нейтральном положении ни одно из зубчатых колес первичного вала не находится в зацеплении. Такое положение соответствует стоянке трактора с работающим двига­телем.

Для получения наибольшего крутящего момента необходимо включить I передачу, т. е. ввести в зацепление самое малое зубчатое колесо (с наименьшим числом зубьев) ведущего вала 3 с самым большим зуб­чатым колесом (с наибольшим числом зубьев) ведомого вала 2. При этом вторичный вал будет вращаться с минимальной скоростью, а трактор развивать наибольшее тяговое усилие.

Для получения максимальной скорости движения необходимо включить передачу с наименьшим передаточным числом, т. е. ввести в зацепление самое большое зубчатое колесо ведущего вала (с наиболь­шим числом зубьев) с самым малым зубчатым колесом (с наименьшим числом зубьев) ведомого вала. При этом вторичный вал будет вра­щаться с наибольшей частотой, а тяговое усилие трактора будет наименьшим.

Включение зубчатого колеса со средним передаточным числом поз­воляет получать промежуточные значения скорости движения трактора и тягового усилия.

Задний ход трактора достигается изменением направления враще­ния вторичного вала коробки передач. Для этого зубчатое колесо с наименьшим числом зубьев ведущего вала 3 вводят в зацепление с двойным зубчатым колесом заднего хода 1. Наличие промежуточного зубчатого колеса между ведомым и ведущим валами позволяет менять направление вращения ведомого вала.

Чем больше передач, тем полнее используется мощность двигателя, выше эффективность работы и экономичность трактора. Поэтому в ко­робках передач различных тракторов может быть от 6 до 24 пе­редач.

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

Основные передачи необходимы для выполнения основных сельско­хозяйственных работ при агрегатировании с сельскохозяйственными ма­шинами со скоростью движения 5...15 км/ч.

Транспортные передачи применяют при эксплуатации трактора на пе­ревозке грузов и холостых пробегах машинно-тракторного агрегата.

Замедленные передачи нужны для выполнения некоторых сельско­хозяйственных работ, когда по технологическим причинам скорость аг­регата не должна превышать 0,5...1,5 км/ч (работа с рассадопосадочны­ми, лесопосадочными и другими подобными машинами).

Передачи заднего хода позволяют маневрировать трактором и обес­печивать работу с некоторыми сельскохозяйственными машинами.