Практической работа №2 Коробка передач

Практической работа № 2


Коробка передач

Цель работы. Ознакомиться, на примере конкретного трактора и автомобиля, с местом расположения коробки передач в общей схеме трансмиссии и методом управления. Рассмотреть, привлекая полученные на теоритических занятиях знания, как взаимодействуют шестерни коробки передач тракторов и синхронизаторы автомобильных коробок передач. Исходя из назначения коробки передач изучить, как выполняются те или другие его функции.

Содержание работы. На тракторе ТТЗ 80.10, ТТЗ 80.11 и коробки передач автомобиля Нексия ознакомиться с расположением ведущего, промежуточного, ведомого и валом заднего хода коробки передач. Проследить, как работает коробка передач при включении различных передач. Выявить основные отличительные особенности тракторных и автомобильных коробок передач.
Оборудование рабочего места. Трактор ТТЗ 80.10, трансмиссия трактора ТТЗ 80.11, разрез коробки передач автомобиля Нексия, плакаты, макеты, учебные пособия, мультимедиа, диапроектор с соответствующим материалом.
Последовательность выполнения работы. Коробка передач расположена между муфтой сцепления и карданной передачей у некоторых легковых и всех грузовых автомобилях, а в тракторах между муфтой сцепления и центральной передачей заднего моста. Первичный вал коробки передач своими шлицами входит в шлицы ведомого диска муфты сцепления.
Коробка передач предназначена:

1. 
   Для изменения скорости движения и соответственно передаваемого крутящего момента (скорость больше-момент меньше, скорость меньше- момент больше).
   
2. 
   Позволяет иметь передачи заднего хода.
   
3. 
   Благодаря нейтральному положению рычага переключения передач, когда её входной (первичный) вал вращается, а выходной (вторичный) неподвижен, обеспечивается длительная стоянка машины при работающем двигателе.
   

Как правило, на тракторах устанавливаются трёхвальные коробки передач с набором прямозубых шестерён.

Рис.3. Принципиальная схема трёхвальной коробки передач.
1-первичный (ведущий) вал; 2- ведущая шестерня постоянного зацепления;
3-блокировочная полумуфта; 4,7- одновенцовые каретки; 5- картер коробки передач; 6- двухвенцовая каретка; 8- вторичный(ведомый вал); 9- ведущая коническая шестерня центральной передачи заднего моста; 10- одновенцовая «паразитная» шестерня; 11- шлицевой хвостовик (для ВОМ); 12- ведущая шестерня передачи заднего хода; 13- ведущая шестерня переднего хода;
14- промежуточный вал; 15- ведомая шестерня постоянного зацепления;
16- передний подшипник.

Трёхвальная коробка передач состоит из первичного 1 и вторичного 8 валов и промежуточного вала 14(рис.3). Валы 1 и 14 соединены парой цилиндрических шестерен постоянного зацепления-ведущий 2 и ведомой 15, образующих передаточное число первой ступени КП. На конце вала 8 обычно установлена или выполнена за одно с ним ведущая коническая шестерня 9 центральной передачи трансмиссии.

На промежуточном валу 14 жестко закреплены ведущие шестерни 13 переднего хода. В зацепление с ними входят зубчатые венцы ведомых кареток вторичного вала 8, образуя тем самым передаточные числа второй ступени данной КП. На промежуточным валу 14 закреплена и ведущая шестерня 12 передачи заднего хода, находящаяся в постоянном зацеплении с одновенцовой «паразитной» шестерней 10.
На шлицах вторичного вала 8 установлены типовые одновенцовая 7 и двухвенцовая 6 каретки и комбинированная одновенцовая каретка 4 с зубчатой блокировочной полумуфтой 3. Последняя при перемещении каретки 4 влево входит в зацепление с зубчатой полумуфтой в торце первичного вала, образуя тем самым прямую передачу мощности от вала 1 к валу 8. Так как передаваемая мощность минует шестеренные передачи, то следовательно, КПД передачи наивысший. Их обычно называют КП автомобильного типа.
Передний подшипник 16 (обычно роликовый), вал 8 установлен в расточке торца вала 1 и нагружен только радиальными силами. Остальные опоры валов установлены в отверстиях стенок или специальных перегородок картера 5 аналогично креплению валов двухвальной КП. В некоторых конструкциях трёхвальных КП с целью устранения консольного крепления шестерни 2 и облегчения работы переднего подшипника 16 вала 8 исключают прямую передачу и выполняют отдельные опоры конца вала 1 и начала вала 8, тем более что на тракторах прямая передача не относится к основному (рабочему) их диапазону.
В данной кинематической схеме трёхвальной КП можно получить пять передач (включая прямую) переднего и одну заднего хода.
Смазывание деталей КП производиться разбрызгиванием масла, залитого в ее картер, шестернями промежуточного вала 14, который всегда вращается при работающем двигателе и включенном сцеплении независимо от режима работы МТА. Шлицевой хвостовик 11 вала 14 может использоваться как привод зависимого ВОМ.
В автомобилях устанавливаются косозубые шестерни постоянного зацепления. На рис.4. изображена трёхвальная четырёхступенчатая коробка передач с прямой передачей и цилиндрическими косозубыми шестернями постоянного зацепления ведущей 2 и ведомой 15.

Рис.4. Трёхвальная четырёхступенчатая коробка передач.
1,8,12- соответственно первичный, вторичный и промежуточный валы;
2- ведущая шестерня постоянного зацепления первичного вала; 3,6- зубчатые венцы; 4- зубчатая ступица; 5,10- скользящие зубчатые муфты;
7,9- косозубые ведомые шестерни постоянного зацепления вторичного вала.
Для включения передачи, её переключения в зависимости от меняющихся условий работы тракторов и автомобилей, её выключения и перевода в режим нейтральной передачи-служит привод или механизм управления КП.
Осевое передвижение шестерен- кареток осуществляется вилками, которые вводятся в кинематическую связь с рычагом управления КП. Концы вилки, как правило, входят в кольцевую проточку на наружной поверхности шестерен кареток.
На тракторах применяются механизмы переключения передач с качающимися рычагами. Рычаг 3 шаровой опорой 4 крепится на крыше 5 (рис.5) коробки передач.

Рис.5. Механизм переключения передач трактора
1-педаль муфты сцепления; 2- тяга; 3- рычаг переключения передач;
4- шаровая опора; 5- крышка КП; 6-рычаг блокировочного механизма;
7- усеченный валик; 8- стержень фиксатора; 9- пружина;10- паз ползуна;
11- ползун; 12-вилка переключения; 13- подвижная шестерня; 14- вал;
15- фиксатор; 16- нижний конец рычага переключения передач;17- пластина с фигурными вырезами.
Нижний конец 16 рычага входит в паз ползуна 11, на котором укреплена вилка 12. При перемещении рычага 3 вперед или назад ползун 11 перемещает вилку 12 вместе с подвижной шестерней 13, установленной на валу 14, вследствие чего включается или выключается соответствующая передача.
Для предотвращения самопроизвольного включения или выключения
шестерен и обеспечения зацепления шестерен по всей длине зуба в механизме управления коробкой передач имеются фиксаторы 15. При включении передачи фиксаторы входят в один из пазов 10 ползуна и удерживаются в нем пружиной 9. Для вывода ползуна 11 и шестерни 13 из фиксированного положения водителю необходимо приложить усилие к рычагу 3. Для предотвращения одновременного включения двух передач в качестве замка применяется пластина 17 с фигурными вырезами, которые ограничивают перемещение рычага 3.

Рис.6. Механизм переключения передач автомобиля.
1-рычаг переключения передач; 2- шаровая опора; 3-крышка; 4- ползуны;
5- предохранитель включения заднего хода; 6, 7,9- фиксаторы трёх ползунов; 10,11-шарики.

Чтобы переключение передачи при включенном или не полностью

выключенном постоянно замкнутом сцеплении было невозможным, коробка передач трактора имеет блокировочное устройство, соединенное с педалью управления муфтой сцепления. При этом тяга 2 связывает педаль 1 с рычагом 6, жестко закрепленном на блокировочном валике 7. При включенной муфте сцепления верхняя часть стержня 8 фиксатора упирается в цилиндрическую поверхность валика 7, а нижняя находиться в одном из пазов ползуна 11, обеспечивая его неподвижное положение. При нажатии на педаль 1 сцепления, тяга 2 и рычаг 6 поворачивают валик 7 на определенный угол, паз 18 окажется над стержнем фиксатора 15. При этом фиксатор освобождает ползун и входит в паз, обеспечивая переключение передач.
Механизм переключения передач автомобиля состоит из рычага 1
переключения передачи, трёх ползунов 4, вилок переключения, фиксатора 6,7,9, замочного устройства, состоящего из штифта 8 и двух пар шариков 10 и 11, и предохранителя включения заднего хода 5.
Шаровая опора 2 рычага входит в сферическое гнездо крышки 3 и закрепляется пружиной и штифтом. При наклоне рычага вправо или влево его нижний конец входит в пазы вилок переключения, установленных на ползунах. Наклон рычага вперед или назад вызывает перемещение ползуна в противоположную сторону, поэтому вилка передвигает шестерню или муфту, включая одну из передач.

Рис.7. Простой синхронизатор.
1-вилка переключения; 2- шарик фиксатора; 3- муфта; 4- ступица; 5-конусная поверхность; 6- стопорное кольцо; 7- шестерня; 8- зубчатый венец- шестерня; 9- пружина; 10- ведущий вал.
Точность установки шестерен при включении или выключении передач обеспечивается с помощью фиксаторов 6, 7 и 9, состоящих из шариков и пружин, расположенных вертикально в приливах крышки картера коробки передач. Шарики входят в углубления ползунов 4. На каждом ползуне есть три углубления: крайние-для соответствующих передач, а среднее- для нейтрального положения. Предотвращение возможности одновременного включения двух передач достигается установкой замочного устройства. Когда один из ползунов перемещается, два других запираются шариками, входящими в боковые выемки ползунов. Для предотвращения случайного включения заднего хода или первой передачи применяют специальный упор 5. Переместить ползун в положение, соответствующее включению первой передачи или передачи заднего хода, можно только затратив дополнительное усилие на отжатые пружины упора 5.
В автомобильных КП установлены синхронизаторы. Синхронизатор
предназначен для бесшумного и безударного переключения передач путём выравнивания частот вращения соединяемых валов.
Рассмотрим конструкцию простого синхронизатора (рис.7). Муфта 3 включения установлена на зубчатом венце подвижной ступицы 4 синхронизатора и в нейтральном положении относительно него удерживается шариковыми фиксаторами. Шарики 2 фиксаторов находятся во внутренней проточке муфты 3 и нагружены пружинами 9. Внутренняя поверхность обводов зубчатого венца ступицы 4 выполнена в виде конусов. Конусы 5 крепятся к шестерням 7 с помощью кулачков (на рисунке не показаны) и стопорных колец 6. Для включения передачи муфта 3, при помощи вилки 1 перемещается из нейтрального положения в сторону соответствующей шестерни 7 и с помощью фиксаторов увлекает за собой ступицу 4.
Конусные поверхности ступицы 4 и конуса 5, представляющие собой выравнивающий элемент синхронизатора, сжимаются и за счет трения между ними- происходит выравнивание угловых скоростей вала 10 и шестерни 7. При дальнейшем перемещении муфты 3 шарики 2 фиксаторов утапливаются в радиальные отверстия ступицы 4 и муфта 3 входит в зацепление с зубчатым венцом 8 шестерни 7, соединяя ее с валом 10.
Если к муфте 3 при включении передачи приложить усилие, сразу превышающее сопротивление шариков фиксаторов, то она подойдет к зубчатому венцу шестерни до выравнивания их угловых скоростей и произойдет включение передачи с ударом зубьев.

Контрольные вопросы

1. 
   Что такое передаточное число КП?
   
2. 
   Для чего служит КП?
   
3. 
   За счет чего изменяется скорость движения машины?
   
4. 
   Как предотвращается одновременное включение двух передач?
   
5. 
   С какой целью в КП применяют синхронизаторы?
   
6. 
   Для чего служит блокировочный механизм КП трактора?