КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

СТУПЕНЧАТЫЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Коробки передач классифицируют по способу изменения передаточного числа на ступенчатые и бесступенчатые, с ручным и автоматическим управлением.

Ступенчатые коробки передач выполняют шестеренчатыми с неподвижными осями и планетарными. Шестеренчатые коробки передач с неподвижными осями классифицируют по следующим признакам:

по методу осуществления передаточного числа различают коробки с однопарным, двухпарным, трехпарным и более зацеплением и коробки умноженного типа (с двумя последовательно переключаемыми передачами);

по методу переключения передач различают коробки, переключаемые без нагрузки (как правило, с остановкой трактора), и коробки, переключаемые под нагрузкой;

по типу механизма переключения различают коробки с подвижными шестернями и с включением передач зубчатыми или фрикционными муфтами (с шестернями постоянного зацепления).

Преимуществами коробок передач с неподвижными осями являются простота конструкции, небольшой относительный вес (4—5% конструктивного веса трактора), высокий к. п. д., высокая надежность и хорошая ремонтоспособность. При двухвальной однопарной коробке передач осуществить более четырех передач затруднительно, так как надо увеличивать длину валов и для сохранения жесткости их диаметр. Наибольшее передаточное число однопарной коробки не превышает трех, а для редко включаемых передач трех-четырех. Поэтому простые двухвальные коробки передач в настоящее время не применяются.

Коробки передач с поперечными валами из-за размещения в них конической передачи более тяжелы и громоздки, чем коробки с продольными валами, и применяются только в конструкциях, предусматривающих получение реверса.

Трехвальная коробка передач с продольными валами и соосным расположением первичного н вторичного валов, позволяющим замыкать их блокировочной муфтой на прямую передачу, дает возможность получить наибольшее передаточное число до семи и пять-шесть передач. Для увеличения числа передач при небольшом числе шестерен и коротких валах применяют коробки передач с двух-, трехпарным зацеплением умноженного типа. Такая коробка передач представляет собой двухвальную коробку, соединенную последовательно с редуктором-удвоителем числа передач, переключаемым на основной и ускоренный ряд передач. В коробке предусматривают еще ряд замедленных передач, получаемых через шестерни дополнительного промежуточного вала. Недостатком коробки передач умноженного типа является трудность подбора желаемых значений скоростей и сложность переключения передач: требуется два рычага (один для передач, другой для удвоителя) или механизм со сложным движением.

В большинстве ступенчатых коробок передачи переключаются подвижными шестернями.

Основной причиной выхода из строя деталей коробок передач является абразивный износ. Поэтому для обеспечения заданной долговечности работы (не менее 6000 ч) основное внимание следует обращать на защиту от попадания на детали абразивных частиц и на качественную смазку. Исследования, проведенные НАТИ, показали, что в масле до его смены содержание абразивных частиц не должно быть более 0,1%. Требуемая герметичность коробки передач достигается обработкой стыковых поверхностей до 5—6-го классов шероховатости; повышением жесткости фланцев и крышек; правильным расположением болтов крепления и повышением их качества; введением качественных уплотнений у выхода валов и резиновых чехлов у рычагов переключения; введением сапуна с фильтрующей набивкой объемом 5—15 см3 (в зависимости от передаваемой коробкой мощности). Желательно применять принудительную подачу масла к подшипникам и шестерням с предварительной его фильтрацией.

СТУПЕНЧАТЫЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ С ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ НА ХОДУ И УВЕЛИЧИТЕЛИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Повышение рабочих скоростей вызывает необходимость в обеспечении возможности переключения передач под нагрузкой. Это требуется для трогания с места под полной рабочей нагрузкой и для преодоления участков с увеличенным сопротивлением движению или тяговым сопротивлением.

Динамические свойства трактора могут быть простейшим путем повышены установкой увеличителя крутящего момента (УКМ). Увеличитель крутящего момента представляет собой понижающий редуктор, включаемый и выключаемый без разрыва потока мощности. Применение увеличителя повышает производительность машинно-тракторного агрегата на 1—4%, облегчает работу тракториста.

Типичные конструктивные схемы УКМ показаны на рисунке. Планетарный УКМ с шестернями внешнего зацепления имеет три сдвоенных сателлита 4. При выключении блокировочной муфты 2 реактивный момент на сателлитах автоматически затормаживает водило через обгонную муфту 3. Тогда вращение первичному валу коробки передач передается через сателлиты, работающие как сдвоенные шестерни. Для повышения безопасности (возможности торможения трактора двигателем) и для получения нейтрального положения УКМ вместо обгонной муфты ставят дисковый тормоз, управляемый гидравлически, аналогично блокировочной муфте. Переключение УКМ осуществляется золотником.

Сдвоенные сателлиты требуют точного изготовления для обеспечения совпадения зубьев первого и второго венцов, исключающего заклинивание шестерен. Поэтому в некоторых конструкциях применяют для УКМ сдвоенный редуктор с неподвижными осями валов (рисунок в).

Рис. Типичные схемы увеличителя крутящего момента:

а — планетарный с внешним зацеплением и муфтой свободного хода (МТЗ-50 и ДТ-75); б— планетарный с внешним зацеплением и дисковым тормозом (Джон Дир); в — с неподвижными осями валов и сдвоенной муфтой сцепления (Аллис Чалмерс); 1 — вал муфты сцепления; 2 — блокировочная сухая муфта сцепления; 3 — обгонная муфта-тормоз; 4 — сдвоенный сателлит; 5 — многодисковая гндроподжимная муфта сцепления; 6 — дисковый гидроподжимной тормоз; 7 — корпус передачи; 8 — сдвоенная шестерня; 9 — муфта включения УКМ; 10 — муфта блокировки УКМ

Увеличитель крутящего момента управляется сдвоенной непостоянно-замкнутой муфтой, работающей в масле. Муфта 9 включает зубчатый перебор 8, а муфта 10 жестко соединяет вал сцепления с первичным валом коробки передач (УКМ заблокирован).

Увеличитель крутящего момента передает всю мощность двигателя при небольших размерах, что при длительной его работе может вызвать повышенный нагрев. Для обеспечения нормального теплового режима большинство увеличителей крутящего момента имеет принудительную смазку от специального насоса. Этот насос может быть использован для управления гидроподжимными муфтами УКМ.

Для разгона до высокой скорости два этапа, получаемые при наличии увеличителя крутящего момента, недостаточны. Лучшие результаты дают коробки передач, переключаемые под нагрузкой.

В простейшем случае для этого необходима двухпоточная муфта сцепления. От передней муфты крутящий момент передается паре шестерен первой передачи, связанной с вторичным валом через обгонную муфту 5. От задней муфты 4 вращение передается ведущему валу остальных более высоких передач. Первую передачу и задний ход включают, остановив трактор, остальные передачи включают, выключив вторую муфту. Во время переключения остальных передач вторичный вал получает вращение от шестерен первой передачи, а после включения задней муфты от шестерен одной из высших передач. При этом шестерни первой передачи вращают вхолостую обгонную муфту.

Более универсальными являются коробки передач с шестернями постоянного зацепления, работающими в масле и переключаемыми многодисковыми муфтами сцепления с гидравлическим нажатием. Существует два основных способа переключения: 1) без перекрытия передач с кратковременным разрывом потока мощности, когда передаваемый момент снижается до нуля; 2) с перекрытием передач, т. е. с кратковременной передачей крутящих моментов через выключаемую и через включаемую муфты.

Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов
В.Я.Анилович, Ю.Т.Водолажченко, И.Ш.Чернявский