Рис. 2.78. Схема увеличителя крутящего момента трактора:

1 – рычаг; 2 – ведущий вал; 3 – нажимной диск; 4 – ведущий диск; 5 – ведомый диск; 6 – муфта свободного хода; 7 – водило; 8 – сателлиты; 9 –

ведомая шестерня; 10 – ведущая шестерня; 11 – ведомый вал

Преимущественное распространение получили ступенчатые ходоуменьшители ввиду высокого КПД, простоты устройства и обслуживания.

Вряде случаев для кратковременного повышения тягового усилия трактора во время работы на основных передачах применяют увеличитель крутящего момента (УКМ), располагаемый перед первичным валом коробки передач. УКМ представляет собой планетарный редуктор, управляемый фрикционным сцеплением и роликовой муфтой свободного хода. Схема УКМ показана на рис. 2.78.

Раздаточные коробки

Раздаточные коробки устанавливаются на автомобилях и колесных тракторах с несколькими ведущими мостами и служат для включения и выключения переднего ведущего моста и распределения крутящего момента от коробки передач между ведущими мостами. Раздаточные коробки могут также выполнять функции дополнительных коробок передач, увеличивая общее передаточное число силовой передачи. На автомобилях устанавливают двухступенчатые раздаточные коробки, на тракторах – одно- и двухступенчатые. При наличии двухступенчатой раздаточной коробки удваивается общее число передач и увеличивается передаточное число трансмиссии, что позволяет эффективно использовать автомобиль (трактор) в самых разнообразных дорожных условиях.

Вавтомобилях раздаточная коробка устанавливается за коробкой передач и соединяется с ней промежуточным карданным валом, на тракторах привод к раздаточной коробке осуществляется через промежуточную шестерню, установленную в корпусе коробки передач.

150

Рис. 2.79. Схемы раздаточных коробок:

а – с блокированным приводом; б, в – с дифференцированным приводом; 1– ведущий вал; 2 – ведущая шестерня; 3 – промежуточная шестерня; 4 –

промежуточный вал; 5 – вал привода заднего моста; 6 – ведомая шестерня; 7 – муфта включения; 8 – вал привода переднего колеса; 9 – симметричный дифференциал; 10 – несимметричный дифференциал

Раздаточные коробки могут быть с блокированным (рис. 2.79 а) и дифференциальным (рис. 2.79, б, в) приводами. Блокированный привод раздаточной коробки обусловливает вращение колес ведущих мостов с одинаковой угловой частотой. Недостаток такого привода – ухудшение условий движения машины на поворотах, когда колеса ведущих мостов имеют неодинаковые радиусы качения. Этот недостаток устраняется при установке в раздаточной коробке межосевого дифференциала, обеспечивающего распределение крутящего момента между ведущими мостами. Межосевой дифференциал может быть симметричным (рис. 2.79, б), распределяющим поровну крутящий момент между ведущими мостами, или несимметричным (рис. 2.79, в), когда крутящий момент разносится в зависимости от распределения вертикальной нагрузки между мостами. Несимметричный дифференциал представляет собой планетарную передачу.

На рис. 2.80 показано устройство автомобильной раздаточной двухступенчатой коробки с прямой и понижающей передачами и блокированным приводом. Первичный вал 11 коробки с помощью фланца 1 соединен карданной передачей со вторичным валом коробки передач. Первичный вал вращается в шариковом и роликовом подшипниках, а остальные (вал 4 привода заднего моста, промежуточный вал 6 и вал 8 привода переднего моста) вращаются в шарикоподшипниках. Включение передач производится перемещением шестерни 2 по шлицам первичного вала и введением ее в зацепление с внутренним зубчатым венцом шестерни 3 или с шестерней 10 промежуточного вала. В первом случае крутящий момент передается непосредственно с первичного вала на вал заднего моста (прямая передача), во втором – при одновременном зацеплении шестерен 7 и 3 включается пониженная передача и на вал привода заднего моста передается увеличенный крутящий момент. Пониженная передача включается только после полной остановки автомобиля и включения переднего моста.

151

Рис. 2.80. Раздаточная коробка автомобиля ГАЗ-66

Для включения переднего моста (при прямой передаче) шестерня 7 вводится в зацепление с шестерней 9, неподвижно закрепленной на шлицах вала привода переднего моста, при этом крутящий момент передается через шестерни 2, 3, 7 и 9. При пониженной передаче крутящий момент передается к переднему мосту через шестерни 2, 10, 7 и 9. Червячная пара 5 служит для привода спидометра. Управление коробкой осуществляется двумя рычагами, установленными в кабине водителя.

Тракторная раздаточная коробка обычно представляет собой одноступенчатый шестеренчатый редуктор с роликовой муфтой свободного хода.

Гидромеханические коробки передач

Гидромеханические коробки передач состоят из двух основных частей: гидродинамической бесступенчатой передачи (гидротрансформатора) и последовательно соединенной с ней двухили трехступенчатой вальной или планетарной коробкой передач. Управление коробками передач автоматическое (гидравлическое или электрическое). Гидромеханические коробки передач должны обеспечивать широкий диапазон передаточных чисел, минимальный расход топлива по сравнению со ступенчатыми коробками передач, небольшую удельную массу, долговечность, возможность запуска машины при отрицательных температурах, удобство обслуживания. Гидромеханические коробки передач могут быть с одноступенчатым или многоступенчатым гидротрансформатором. Применение многоступенчатого гидротрансформатора

152

позволяет увеличить коэффициент трансформации без существенного снижения КПД.

Рис. 2.81. Схема гидромеханической передачи

Устройство гидромеханической передачи показано на рис. 2.81. Передача состоит из гидротрансформатора А и механической двухступенчатой коробки передач Б.

Гидротрансформатор состоит из насосного колеса 6, связанного с ведущим валом 1, турбинного колеса 4, насаженного на первичный вал 7 коробки передач, и направляющего аппарата – реактора 5. В гидротрансформатор встроено сцепление 2, расположенное между турбинным колесом 4 и корпусом 3, вращающимся совместно с насосным колесом 6. Сцепление 2 предназначено для блокировки (отключения) гидротрансформатора путем жесткого соединения ведущего 1 и ведомого (первичного вала коробки передач) 7 валов. Блокировка гидротрансформатора происходит при коэффициенте трансформациии позволяет повысить среднее значение КПД передачи. На первичном валу 7 коробки передач размещены шестерня 8 и сцепление 9; на промежуточном валу 16 – шестерня 19 привода вала, шестерня 18 переднего хода и шестерня 15 заднего хода; на вторичном валу 13 – сцепление 10, зубчатая муфта 11 и шестерни 17 переднего хода и 12 заднего хода. Управление переключением передач производится фрикционными сцеплениями 9 и 10 и зубчатой муфтой 11.

При трогании машины с места (происходящем на низшей передаче) включают сцепление 9 и передвигают влево муфту 11. Крутящий момент при этом с гидротрансформатора передается через две пары зубчатых колес 8 и 19, 18 и 17 и достигает вторичного вала 13 коробки передач через муфту 11. По мере увеличения скорости движения машины переходят на прямую передачу. Для этого включают сцепление 10, соединяя первичный 7 вал коробки передач со вторичным 13.

Для получения заднего хода включается сцепление 10, а зубчатая муфта 11 переводится вправо. В этом случае крутящий момент передается через шестерни

153

8, 19, 15, 14 и 12, в результате чего изменяется направление вращения вторичного вала коробки передач.

Карданные передачи и промежуточные соединения Карданные передачи

Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между агрегатами трансмиссии или к вспомогательным механизмам при изменении относительного положения (углы поворота и расстояние) соединяемых валов во время движения машины. Карданная передача (рис. 2.82) состоит из карданных шарниров 1, 4 и 6, карданных валов 2 и 5 и опор 3. Карданные шарниры обеспечивают передачу крутящего момента при изменяющихся углах наклона 1 и 2 соединяемых валов, а скользящая вилка 7 – при изменении расстояния между валами. Карданная передача обеспечивает равномерную передачу крутящего момента, высокий КПД, минимальные динамические нагрузки, возникающие изза неуравновешенности деталей передачи, бесшумность работы, простоту и надежность конструкции.

Рис. 2.82. Схема карданной передачи

По числу карданных шарниров карданные передачи делят на одно-, двух-, трех- и многошарнирные. Наиболее распространена двухшарнирная карданная передача, состоящая из двух карданных шарниров и соединяющего их карданного вала. При значительном расстоянии между агрегатами трансмиссии их соединяют трехшарнирной карданной передачей с промежуточной опорой (рис. 2.82). Одношарнирная карданная передача применяется, когда соединяемые механизмы связаны с общим основанием и имеют небольшое расстояние между собой (привод ведущего управляемого колеса).

Взависимости от кинематики различают карданные шарниры неравных и равных частот вращения. Первые (асинхронные) используются в карданных передачах, соединяющих коробки передач с ведущими мостами, вторые (синхронные) – в передних ведущих мостах автомобилей. Синхронные карданные шарниры бывают сдвоенные, шариковые и кулачковые.

Взависимости от величины угла между осями соединяемых валов применяют упругие и жесткие карданные шарниры. При первых угловое смещение валов (несколько градусов) происходит вследствие деформации упругих (резиновых) элементов, при вторых – благодаря шарнирным соединениям металлических деталей.

154

Рис. 2.83. Жесткий (а), шариковый (б) и кулачковый (в) карданные шарниры

Наиболее распространенный асинхронный жесткий карданный шарнир (рис. 2.83, а) состоит из двух вилок 5 и 9, закрепленных на валах, и крестовины 7, соединяющей вилки. Крестовина имеет четыре шлифованных шипа с каналами для смазки. Шипы крестовины соединяют вилки таким образом, что угол между ними изменяется как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Каждый шип вращается в игольчатом подшипнике 3, собранном в стакане 2. Подшипники закрепляются в отверстиях вилок пластинами 1. Смазка подшипников производится через масленку 8. Вытеканию смазки из подшипников препятствует сальник 4. Избыточная смазка удаляется через предохранительный клапан 6. Рассмотренный карданный шарнир передает крутящий момент под углом не более 20–25°.

Существенный недостаток этого шарнира состоит в том, что при равномерном вращении ведущей вилки 9 ведомая 5 вращается неравномерно (в течение одного оборота карданного вала дважды отстает от ведущей вилки и дважды обгоняет ее), поэтому возникают дополнительные нагрузки на детали главной передачи, дифференциала, полуосей и колес, увеличивается их износ. Для устранения неравномерного вращения ведомого вала применяют двойную карданную передачу с жесткими карданными шарнирами или одинарную карданную передачу с шарниром равных частот вращения.

Шариковый синхронный карданный шарнир (рис. 2.83, б) состоит из двух одинаковых вилок-кулаков (полусфер) 11 и 12, изготовленных заодно с полуосями 10 и 13, центрирующего шарика 1Т и четырех ведущих шариков 18, расположенных в делительных канавках 15 вилок и соединяющих вилки друг с другом. Шарик 17 фиксируется в определенном положении шпилькой 16, которая удерживается штифтом 14. Форма делительных канавок такова, что шарики 18 независимо от угловых перемещений вилок всегда располагаются в плоскости, делящей угол между осями вилок пополам. Благодаря этому обеспечивается равномерность вращения полуосей 10 и 13. Такие шарниры установлены на автомобилях ЗИЛ-131 и ГАЗ-66.

Кулачковый синхронный карданный шарнир (рис. 2.83, в) состоит из вилок 19 и 23, связанных с полуосями и вставленных в вилки кулаков 20 и 22, в пазы которых входит диск 21, представляющий промежуточное звено шарниров.

155