ГОСы / Трактора и Автомобили / 12

12. Коробка передач необходима для из­менения тягового усилия на ведущих элементах движителя тракторов и авто­мобилей, а также для движения задним ходом и отключения двигателя от дви­жителя на длительный период.

По способу изменения передаточного числа коробки передач делят на бессту­пенчатые и ступенчатые.

Бесступенчатые коробки передач обес­печивают получение бесконечного (в оп­ределенном интервале) множества пере­даточных чисел. По принципу работы эти коробки бывают механические, гидрав­лические и электрические.

Ступенчатые коробки передач устанав­ливают на большинстве, отечественных тракторов и автомобилей и представляют собой зубчатые редукторы, позволяющие получать несколько передаточных чисел, используя различные варианты зацеп­лений шестерен. В отличие от бессту­пенчатых передаточные числа в них из­меняются не плавно, а ступенчато.

Коробки передач грузовых автомоби­лей имеют от 5 до 10 передач переднего хода. У тракторных коробок число сту­пеней несколько больше, чем у автомо­бильных (от 7 до 24). Это объясняется большим разнообразием работ, выполняемых тракторами, и требующимися при этом различными скоростными и тяго­выми показателями агрегатов.

Ступенчатые коробки передач подраз­деляют по числу передач, способу зацеп­ления шестерен, числу основных валов и их расположению.

По числу основных валов коробки передач могут быть двухвальные, трех­зальные и составные.

Двухвальные коробки пе­редач. В них энергия передается через пару шестерен от первичного к вторич­ному валу (исключение составляют пе­редачи заднего хода).

Т р е х в а л ь н ы е коробки пе­редач характеризуются наличием трех основных валов (первичного, вто­ричного и промежуточного). Вторичный вал может располагаться как соосно с первичным валом, так и параллельно ему.

Составные коробки пере­дач применяют при необходимости получения большого числа передач. Эти конструкции представляют собой ком­бинации из двух последовательно рас­положенных коробок, которые выпол­няются либо в общем картере (трактор МТЗ-80), либо в отдельных (Т-4).

По способу зацепления шестерен ко­робки передач могут быть со скользя­щими шестернями и с шестернями по­стоянного зацепления, причем в автомо­бильных вальных коробках передач ис­пользуются шестерни постоянного за­цепления (за исключением шестерни I пе­редачи и заднего хода). В автомобильных коробках с шестернями постоянного за­цепления передачи переключают с по­мощью зубчатых муфт, снабженных синхронизирующими устройствами. Ко­робки передач тракторов со скользя­щими шестернями установлены на трак­торах Т-74, ДТ-75В, МТЗ-80, а на тракторах Т-150, Т-150К, К-700, МТЗ-100 переключение передач возможно без остановки трактора. В них используются шестерни постоянного зацепления, сво­бодно посаженные на первичном или вторичном валу, каждая из которых мо­жет соединяться с валом через много­дисковую фрикционную муфту.

Основное различие между конструк­циями автомобильных и тракторных ко­робок передач — разница в характере выполняемых этими машинами работ,

Приводы управления служат для переключения передач водителем или автоматически. Привод непосредственного действия. Наибольшее распро­странение получила конструкция с уста­новкой рычага в шаровой опоре. Командный привод — это такой при­вод, когда водитель сам не затрачивает усилий, а воздействием на управляющий элемент влияет на переключение, кото­рое чаще всего происходит за счет энер­гии гидронасоса или электродвигателя. Устройство командного привода рас­смотрим на примере четырехступенчатой с шестернями постоянного зацепления коробки передач трактора Т-150К.

Автоматический привод отличается от командного тем, что сигнал к переклю­чению передач подается не водителем, а автоматическим устройством (в зависи­мости от скорости движения машины и загрузки двигателя).

Суммарные силы, действующие на кривошипно-шатунный механизм. Вдоль оси цилиндра на поршень действуют две си­лы — сила от давления газов () и сила инерции возвратно-поступательно дви­жущихся масс (). Совместное действие этих сил обусловливает динамическую нагрузку на кривошипный механизм. Результирующая от этих двух сил будет

Суммарная сила Р изменяется в функ­ции угла поворота коленчатого вала . В каждый данный момент вре­мени значение суммарной силы может быть определено сложением ординат кри­вых и .

На рисунке 3.15 в результате сложе­ния сил и построен график сум­марной силы Р за цикл. Видно, что силы инерции, имеющие отрицательный знак при положении поршня возле в.м.т., уменьшают суммарную силу Р.

Сила P, приложенная к поршневому пальцу, может быть разложена на две составляющие: нормальную боковую си­лу N, направленную перпендикулярно оси цилиндра, и силу , направленную вдоль оси шатуна. Значение этих сил в соответствии со схемой на рисунке 3.16:

Сила N, меняющаяся по направлению, прижимает поршень к цилиндру, увели­чивая трение, и вызывает износ цилинд­ра и поршня. Сила действует вдоль шатуна и передается на шатунную шейку; ее можно перенести по линии действия в центр шатунной шейки кривошипа и разложить на две составляющие: нор­мальную силу Z, направленную по ра­диусу кривошипа к центру коленчатого вала и тангенциальную силу Т, которая действует по касательной к окружности радиуса кривошипа. Тогда можно запи­сать:

Рис. 3.16. Суммарные силы и моменты, действу­ющие в кривошипно-шатунном механизме.

Силу Z называют центростремитель­ной силой, так как она направлена все­гда к центру коленчатого вала и нагру­жает подшипники. Сила Т, действуя перпендикулярно радиусу кривошипа, создает крутящий момент двигателя

Приложив к центру кривошипа две взаимно противоположные силы и , равные по значению силе , имеем пару сил и , которые создают кру­тящий момент

Свободную силу можно разложить на две составляющие: вертикальную и горизонтальную , которая, очевид­но, будет равна боковой силе N. Пара сил N — на плече А создает так называемый опрокидывающий момент , который равен по значению крутящему моменту двигателя (), но направлен в противоположную сторону

Опрокидывающий момент воспринимается рамой двигателя, вызывая ее вибрацию.

Вертикальная свободная сила равна по значению сумме . Первая составляющая () уравновешивается силой давления газов на головку цилиндров, а вторая — остается свободной и, так как ее значение и направление постоянно меняются, то, воздействуя через коренные подшипники на остов двигате­ля, вызывает вибрацию его базовых и навесных агрегатов.