Глава 30

КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ, РАЗДАТОЧНЫЕ КОРОБКИ

И ХОДОУМЕНЬШИТЕЛИ

§ 1. Общие сведения

Коробка передач преобразует крутящий момент по величине и на- правлению и влияет на тяговые и скоростные показатели трактора (ав- томобиля) — его динамические качества.

Крутящий момент колес и скорость движения трактора преобразу- ют, изменяя передаточное число трансмиссии, для чего в зацепление вводят соответствующие шестерни. Эта основная функция ступенчатой коробки передач характеризуется числом переключаемых передач и их передаточными числами.

Ступенчатые (шестеренчатые) коробки передач классифицируют по следующим основным признакам.

Типу шестеренчатой передачи — с неподвижными осями валов и с вращающимися осями валов (планетарные).

Числу валов, определяющему кинематическую схе- му,— двухвальные, трехвальные, четырехвальные.

Способу зацепления шестерен — с подвижными шестер- нями и шестернями постоянного зацепления.

Процессу переключения передач — с остановкой тракто- ра для переключения и с переключением передач на ходу.

Типу механизма переключения передач—■ механи- ческие, гидравлические и автоматические.

Расположению валов относительно продольной оси трактора — с продольным и поперечным расположением (спе- циальные коробки передач).

Монтажным качествам — съемные, выполненные в отдель- ном агрегате, и собранные в общем корпусе с другими механизмами.

Большое разнообразие условий работы и выполняемых трактором технологических процессов, стремление достигнуть максимальной про- изводительности потребовали многоступенчатых коробок передач с ши- роким диапазоном скоростей. Число передач (ступеней) тракторных ко- робок составляет от 5 до 22, а диапазон основных скоростей движения переднего хода — от 0,03 до 9,5 м/с (0,1—34 км/ч) и выше.

Чем больше число передач, тем шире возможности выбрать такую рабочую скорость, которая соответствует оптимальной загрузке двигате- ля, а значит, высокой производительности и экономному расходованию топлива. Однако кинематическая схема коробки передач не должна быть излишне сложной, иначе увеличатся потери мощности на трение, стоимость производства и ремонта.

Передачи тракторов можно условно разделить на три группы: ос- новные, транспортные и замедленные.

Основные передачи соответствуют главным рабочим операциям и используются при агрегатировании трактора продолжительное время. Так, для трактора общего назначения основными являются передачи, применяемые при вспашке почвы, посеве зерновых культур, уходе за по- севами; универсально-пропашные тракторы на основных передачах вы- полняют весь комплекс работ по возделыванию пропашных и техничес- ких культур и т. д. Число основных передач в зависимости от типа трак-

тора и его конструкции составля- ет обычно от 4 до 7 (и более). У современных тракторов этим передачам соответствуют скоро- сти движения 1,4—4,2 м/с (5— 15 км/ч); по мере развития тех- ники скорости повышаются.

Транспортные передачи служат для перевозки грузов тракторными поездами и холо- стых переездов агрегата.

Число транспортных передач колесных тракторов составляет 3—5, а соответствующие им ско- рости лежат в пределах 4,2— 9,5 м/с; для гусеничных тракто- ров эти показатели соответствен- но 1—2 и 4,2 м/с.

Некоторые технологические процессы (работы с рассадопосадоч- ными, лесопосадочными, корнеклубнеуборочными, мелиоративными ма- шинами, погрузчиками непрерывного действия и др.) выполняются трак- торными агрегатами только на малых скоростях — от 0,4 до 0,03 м/с (и ниже), для чего служат замедленные передачи.

Коробки передач автомобилей имеют от 3 до 5 передач (и выше). Меньшее число передач автомобильных коробок в сравнении с трактор- ными объясняется узкоцелевым назначением автомобиля, различиями в использовании мощности двигателя и регулирования его работы.

Передачи авюмобилей можно разделить на две группы: высшие и низшие.

Высшими передачами пользуются при движении в хороших до- рожных условиях. В свою очередь, различают прямые и ускоряющие высшие передачи. Если передаточное число г'_к = 1, то передачу называют прямой; если же г_к<1 — ускоряющей.

Низшие передачи служат для трогания автомобиля с места, пре- одолевания подъемов и тяжелых участков дороги.

На тракторах и автомобилях предусматриваются передачи зад- него хода. Автомобиль имеет одну передачу заднего хода для манев- рирования при разворотах. Назначение передач заднего хода тракторов не ограничивается маневрированием: они используются для выполнения различных работ (например, при агрегатировании трактора с землерой- ными машинами, волокушами и Др.). Число передач заднего хода трак- торов достигает 4—6.

Простейшая двухвальная коробка передач (рис. 222, а) включает первичный вал 8, соединенный через сцепление с двигателем, и вто- ричный вал 7, передающий вращение главной передаче трактора. Пер- вичный вал воспринимает крутящий момент двигателя, а вторичный пе- редает преобразованный находящимися в зацеплении шестернями кру- тящий момент главной передаче. Частота вращения первичного вала равна частоте вращения коленчатого вала двигателя, а вторичного — частоте вращения первичного, деленной на передаточное число вклю- ченной передачи.

Рис. 222. Кинематические схемы коробок передач:

а — двухвальная: 7, 2, 3— подвижные шестерни; 4, 5. 6 — неподвижные шестерни; 7 — вторичный вал; 8— первичный вал; б — трехвальная: / — первичный вал; 2— шестерня первичного вала; 3, 4, 5—подвижные шестерни вторичного вала; 6. 7. 8, 9 — неподвижные шестерни промежуточ- ного вала; 10— промежуточный вал; 11— вторич- ный вал.

На первичном валу установлены подвижные шестерни /, 2 и 3, на вторичном — неподвижные 6, 5 и 4. Перемещая рычагом переключения при помощи вилок подвижные шестерни, включают соответствующую передачу. Чтобы одну передачу можно было отличить от другой, их нумеруют в порядке возрастания скорости движения машины. В рас- сматриваемом примере таких передач три: первая—при зацеплении шестерен / и 6, вторая — 2 и 5 и третья—3 и 4. Каждая передача об-

разуется зацеплением одной пары шестерен. Коническая шестерня вто- ричного вала является ведущей шестерней главной передачи, которая, последовательно передавая крутящий момент конечным передачам, со- здает крутящий момент на колесах трактора.

Двухвальная коробка передач имеет ограниченное число ступеней н используется лишь в качестве составного элемента в кинематических схемах коробок передач тракторов.

Трехвальная коробка передач (рис. 222, б) передает крутящий мо- мент от первичного вала 1 вторичному 11 через промежуточный вал 10. Высшая передача включается при соединении первичного 1 и вторич- ного 11 валов, расположенных на одной геометрической оси. Так как передаточное число этой передачи равно единице, она называется пря- мой.

Приведенная схема широко используется на легковых и грузовых автомобилях, а также в качестве составного элемента в тракторных коробках передач.

Коробки с подвижными шестернями в зависимости от числа под- вижных (одинарных или двойных) шестерен называются двух-, трех- и четырехходовыми. Число ступеней коробки передач определяется чис- лом передач переднего хода. Следовательно, коробка передач (рис. 222,6) является четырехступенчатой, двухходовой. Передачи заднего хода (они на схемах не показаны) достигаются введением в зацепле- ние промежуточных шестерен для снижения частоты и изменения на- правления вращения с шестернями ведущего и ведомого вала или спе- циальным механизмом реверса.