книги из ГПНТБ / Теория и конструкция боевых колесных машин

передаточных чисел в коробках передач и распределения переда­ точных чисел между агрегатами трансмиссии, в том числе между основной и дополнительной (раздаточной) коробками передач. Этот выбор, как отмечено в главе «Тяговый расчет», зависит от ти­ па машины, условий ее использования и характеристики двигателя.

Легкость и удобство управления коробкой определяются в ос­ новном ее конструктивной схемой, способом переключения передач и конструкцией механизма управления.

Бесшумность работы коробки зависит от ее конструктивной схе­ мы, типа применяемых шестерен и механизмов переключения пере­ дач.

Классификация коробок передач проводится но целому ряду признаков.

По характеру изменения передаточного числа все передачи де лятся на две группы: ступенчатые и бесступенчатые; по характеру связи между ведущими и ведомыми элементами передачи могут быть механическими, гидравлическими, электрическими.

Ступенчатые коробки выполняются механическими и классифи­ цируются по числу передач на двух-, трех-, четырех-, пятиступенча­ тые и многоступенчатые; по числу валов в коробках они делятся на двух-, трех- и многовальные. По конструктивной схеме ступен­ чатые коробки выполняются с неподвижными осями валов и с по­ движными осями валов; в последнем случае коробки называются планетарными. По типу применяемых шестерен коробки обычно вы полняются с прямозубчатыми и косозубчатыми шестернями, иногда с шевронными шестернями. Переключение передач в коробке мо­ жет осуществляться каретками, зубчатыми муфтами, синхронизэ торами, фрикционными или электромагнитными муфтами и тормо­ зами с гидравлическим, пневматическим, электрическим или ком бинированным приводами.

Бесступенчатые передачи выполняются механическими, гидрав лическими или электрическими.

Механические бесступенчатые передачи бывают непрерывными или импульсными.

Гидравлические передачи делятся на гидродинамические и гид­ рообъемные. Гидравлическая передача часто используется совме стно с механической и в этом случае называется гидромеханиче ской. Гидромеханические передачи выполняются с. последователь ным или параллельным потоками мощности.

В электрической передаче используется постоянный или пере менный ток. Электрическая передача может быть дополнена меха­ нической передачей; в этом случае она носит название электроме ханической передачи.

По характеристике управления различают’ неавтоматические, полуавтоматические и автоматические коробки передач.

150

2. СТУПЕНЧАТЫЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ И РАЗДАТОЧНЫЕ КОРОБКИ

Механические ступенчатые коробки передач на бронированных колесных машинах в настоящее время являются основным типом преобразователя крутящего момента, в частности они используют­ ся на всех отечественных бронетранспортерах. Обусловлено это вы­ соким к. п. д. механических ступенчатых коробок передач, меньшей стоимостью и более простой технологией их изготовления, относи­ тельно небольшим весом и габаритами, а также повышенной на­ дежностью в работе.

Механические ступенчатые коробки широко используются па ко­ лесных машинах.

Ступенчатая коробка передач состоит из редукторной части, пе­ реключающего устройства и привода управления коробкой.

Коробки передач с неподвижными осями валов

Коробки передач с неподвижными осями валов выполняются по двух-, трех- и многовальиой схемам. На всех отечественных броне­ транспортерах применены трехвальные коробки передач, в которых первичный вал располагается соосно со вторичным валом. Принци­ пиальная схема подобной коробки приведена на рис. 68. а. Трехвальная схема позволяет получить в коробке бесшумную прямую передачу и заданное число понижающих передач, причем каждая понижающая передача состоит из двух ступеней понижения. Пер­ вая ступень понижения ic постоянная вследствие постоянной связи первичного и промежуточного валов; вторая ступень г'у — смен­ ная, включаемая в соответствии с заданной передачей. Общее пе­ редаточное число коробки i к.п равняется произведению передаточ­ ных чисел iciv, что позволяет при ограниченных габаритах ко­ робки реализовать сравнительно большие передаточные числа. Чис­ ло передач для движения вперед в коробках, выполненных по трехвальной схеме, равно числу пар шестерен.

Пара шестерен постоянного зацепления с постоянной ступенью понижения в трехвальной коробке может быть установлена между первичным и промежуточным валами (рис. 68, а) или между про­ межуточном валом и вторичным валом (рис. 68, б). В последнем случае улучшаются условия работы сцепления, так как в два-три раза уменьшается приведенный к валу сцепления момент инерции ведомых частей сцепления по сравнению с расположением шесте рен постоянной ступени понижения между первичным и промежу­ точным валами.

Однако такая схема приводит к существенному увеличению ско­ рости вращения промежуточного вала при движении на прямой пе­ редаче или накатом; при этом увеличивается износ подшипников и окружная скорость на зубьях переключаемых шестерен, что уско­ ряет износ переключающих устройств. По этим причинам в настоя­ щее время преимущественно применяются коробки с расноложе-

151

иием пары шестерен постоянной ступени понижения между первич­ ным и промежуточным валами.

Сменные пары шестерен могут быть расположены в коробке пе­ редач непосредственно за парой шестерен постоянного зацепления в порядке понижения или таким образом, что шестерни передачи,

С целью увеличения числа передач в трехвальной коробке при ограниченном числе пар шестерен вводят две пары сменных шесте­ рен постоянной ступени понижения между первичным и промежу­ точным валами при сохранении общей схемы трехвальной коробки.

152

В качестве примера на рис. 69 приведена схема коробки передач с четырьмя парами шестерен, позволяющая получить шесть передач для движения вперед. Трансформация момента показана на рис. 69 условно ломаной линией. Место излома соответствует включенной паре шестерен.

Если в качестве постоянной ступени понижения применяются две сменные пары шестерен, то число возможных передач k при данном количестве пар шестерен п обычно определяется соотноше­ нием

(,23)

Недостатками коробок этого типа являются необходимость в дополнительных опорах валов и усложнение управления.

На рис. 68, г приведена схема коробки с двумя проме­ жуточными валами. Первич­ ный вал через постоянную ступень понижения приводит два промежуточных вала. Вто­ ричный вал через переменные ступени понижения связан с промежуточными валами. Для вторичного вала применена плавающая установка, что по­ зволяет ему самоустанавливаться между промежуточны­ ми валами. Применение двух промежуточных валов позво­ ляет уменьшить напряжения в зацеплении и дает возмож­ ность уменьшить ширину венца каждой шестерни на 40%. В результате удалось существен­ но уменьшить длину коробки передач.

На рис. 71 приведен продольный разрез пятиступенчатой коробки ЗИЛ-130.

Многоступенчатые коробки передач принципиально представля­ ют собой объединение в одном агрегате основной и дополнительной коробок передач. Это позволяет получить компактную и относитель­ но легкую конструкцию, поскольку исключается карданная переда-

153

(

I

I

I

!

i

Рис. 70. Продольный разрез коробки передач БТР-60П

ча между основной и дополнительной коробками. Такое решение более удобно для водителя, так как управление многоступенчатой коробкой обычно осуществляется одним рычагом.

Шестерни узла дополнительной коробки могут располагаться либо перед основной коробкой, либо за ней. Последний вариант бо­ лее приемлем для машин высокой проходимости, поскольку допол­ нительный редуктор имеет пониженную передачу обычно с широ­ ким шагом (1,8—2,5).

Число передач в многоступенчатых коробках достигает 15—20. На рис. 72 показана конструкция 15-ступенчатой коробки пере­

дач.

Применение косозубых шестерен снижает шум при работе ко­ робки передач; эти шестерни более прочны и долговечны, чем пря­

от косозубых шестерен и действующие на промежуточный вал, мо­ гут быть взаимно уравновешены, если направления спиралей шесте­

Если модули обеих шестерен одинаковы, то равенство имеет вид:

где z2, z3— число зубьев шестерен.

157

Направление угла спирали шестерен первичного вала 1 выбрано левым, чтобы передать осевое усилие на подшипник через торец шестерни; при этом углы спирали шестерен промежуточного вала имеют правое, а вторичного вала — левое направление.

В коробке передач прямозубые шестерни обычно используются лишь для первой передачи и передачи заднего хода.

Подшипники коробки передач для обеспечения компактности коробки и жесткости установки валов должны иметь минимально возможную ширину и достаточно большой .внутренний диаметр. Этим требованиям удовлетворяют шариковые радиальные одноряд­ ные подшипники, получившие большое распространение для уста­ новки на концах валов. Подшипники устанавливают так, чтобы обеспечить осевую фиксацию валов и возможность тепловых изме­

нений длины вала.

В коробке, приведенной на рис. 70, подшипники первичного ва­ ла — шариковые однорядные, причем подшипник, расположенный у шестерен постоянного зацепления, фиксируется в картере и на ва­ лу. Передний (левый) конец первичного вала опирается на подшип­ ник, смонтированный в расточке маховика. Подшипник переднего (левого) конца вторичного вала — роликовый без обойм; задний подшипник вторичного вала — шариковый однорядный, фиксирую­ щий вал. Промежуточный вал установлен на роликовом и шарико­ вом подшипниках; шариковый подшипник фиксирует вал.

Картер коробки передач должен быть жестким и легким. Отлив­ ка картера имеет окно для установки крышки с механизмом управ­ ления коробкой, окна для монтажа валов, шестерен, подшипников и механизмов отбора мощности. В последнее время для облегчения трансмиссии бронетранспортеров широко применяются картеры из алюминиевого сплава. Чтобы картер не резонировал, в нем стремятся не делать больших плоских стенок.

Для увеличения жесткости и теплоотдачи в картере имеются ребра жесткости. Для компенсации ослабления картера окнами увеличивают жесткость фланцев под крышки и предусматривают усиленное крепление крышек.

В коробке передач БТР-60П (см. рис. 70) включение заднего хо­ да и первой передачи осуществляется перемещением соответствую­ щих прямозубчатых кареток, включение второй передачи — муф­ той, выполненной в ступице каретки включения первой передачи. Включение третьей и четвертой передач производится синхрониза­ тором инерционного типа.

Переключение передач при помощи кареток вызывает ударные нагрузки между зубьями шестерен при переключении, быстрый износ торцов зубьев шестерен и требует от водителя применения специальных приемов для уменьшения ударов и шума при пере­ ключении передач.

В коробках современных колесных машин каретки для включе­ ния передач применяются лишь на низших малоупотребительных передачах и заднем ходе.

158

Зубчатые муфты продолжают широко использоваться в каче­ стве переключающего устройства в коробках передач грузовых ав­ томобилей и бронетранспортеров; правда, в настоящее время они в основном применяются на промежуточных передачах с шестернями постоянного зацепления. Зубья муфты изнашиваются меньше, чем зубья кареток, так как нагрузка ударного характера распределяет­ ся между большим числом зубьев муфты. Для облегчения включе­ ния торцы зубьев заостряются, а на некоторых муфтах зубья через один выполняются меньшей длины.

На рис. 74 приведена схема подобной муфты в различных ста­ диях включения передачи.

К недостаткам применения муфты относится увеличение общей длины коробки передач, а также увеличение в связи с установкой шестерен постоянного зацепления момента инерции деталей, кото­ рые нужно разгонять или замедлять при переключении передач.

Наиболее эффективным способом получения быстрого и без­ ударного переключения передач является применение синхрониза­ торов. В коробках передач современных бронетранспортеров и ар­ мейских автомобилей синхронизаторы используются для включе­ ния высших и наиболее употребительных промежуточных пе­ редач.

Синхронизаторы обеспечивают выравнивание угловых скоро­ стей соединяемых элементов, вращавшихся до соединения с раз­ личными угловыми скоростями.

Вкоробке передач отечественных бронетранспортеров применя­ ются инерционные синхронизаторы, характерной особенностью кон­ струкции которых является наличие блокирующего устройства, пре­ пятствующего включению передач до выравнивания скоростей со­ единяемых элементов.

Всинхронизаторах этого типа (рис. 75) момент трения на конус­ ных поверхностях пропорционален усилию, прикладываемому к зубчатой муфте синхронизатора через привод управления; поэтому

сувеличением давления на муфту угловые скорости выравнивают­ ся быстрее.

Выравнивание скорости соединяемых деталей в этом синхрони­ заторе обеспечивается трением конических поверхностей А проме­ жуточного кольца 1 синхронизатора и конуса у торца шестерни 2; блокирующие поверхности выполнены в виде срезов С и D соответ­ ственно торцовой части промежуточного кольца 1 и зубчатой муф­ ты синхронизатора 3.

В коробках передач автомобиля ЗИЛ-130, «Урал-375» приме­ няется синхронизатор, который отличается главным образом тем, что блокирующие поверхности выполнены в виде проточек на паль­ цах, связывающих два кольца выравнивающих устройств синхро­ низаторов.

159