8. Требования, предъявляемые к коробкам передач

Так как коробка передач представляет механизм со ступенчато меняющимся передаточным числом, то переход с одной ступени передаточного числа на другую неизбежно сопровождается разрывом силового потока, передающегося через коробку, и как результат этого - ударом в зубьях переключаемых зубчатых колес. Чтобы избежать удара, коробка должна иметь фрикционное устройство, позволяющее плавно (безударно) выравнивать скорости переключаемых зубчатых колес. Это является первым и наиболее важным требованием, предъявляемым к коробке передач. Данное требование обеспечивается применением в переключающем механизме коробки блокирующих фрикционных муфт. Наличие фрикционных муфт (тормозов) в коробке позволяет переключать передачи без разрыва силового потока, передаваемого от двигателя, т. е. на ходу движения автомобиля.

Кроме этого, коробка должна удовлетворять и другим требованиям: иметь высокий КПД на ходовых передачах, быть бесшумной в работе, надежно фиксировать включенную передачу от самовыключения, не допускать одновременное включение двух передач; как всякий механизм, коробка должна быть компактной (иметь плотную конструкцию), иметь малый вес на единицу передаваемого крутящего момента, обладать достаточной надежностью и прочностью, быть удобной в обслуживании, иметь высокий межремонтный срок службы; быть простой и дешевой в производстве.

Одновременное выполнение всех этих требований в одной коробке невозможно. Обычно некоторые требования в зависимости от класса и назначения автомобиля выдвигаются на первое место, за их счет остальные отодвигаются на второй план.

9. Основные принципы работы двухвальных и трехвальных коробок передач

Двухвальная коробка проще трехвальной, так как не имеет промежуточного вала; силовой поток у нее передается через одну пару колес, благодаря чему ее КПД выше, чем у трехвальной коробки. Однако она не имеет прямой передачи. Кроме того, кинематический диапазон коробки при одинаковом межцентровом расстоянии ниже. Коробка несоосная. Двухвальные коробки применяются на автомобилях малой грузоподъемности.

У трехвальных коробок зубчатое колесо первичного вала всегда находится в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала. Колеса могут иметь косые зубья, что уменьшает шум и повышает прочность и износостойкость зубчатого зацепления. В коробке может быть и несколько пар постоянно сцепленных колес, которые изготовлены с косыми зубьями. Недостатком косозубых колес является то, что они нагружают подшипники валов постоянной осевой нагрузкой. Постоянно сцепленные колеса переключаются кулачковыми муфтами. При этом для уменьшения шума при переключении передач, а также для уменьшения износа торцов кулачков применяются синхронизаторы.

10. Особенности работы коробок передач с подвижными шестернями и постоянным зацеплением шестерен

Чтобы включить I передачу в КП с подвижными шестернями (низшую), перемещают каретку влево и вводят в зацепление шестерни, предварительно остановив первичный вал выключением сцепления. После включения сцепления автомобиль (трактор) будет двигаться со скоростью, пропорциональной частоте вращения вала, и развивать силу тяги, соответствующую крутящему моменту на этом валу.

Если каретку сместить вправо и ввести в зацепление шестерни, то будет включена передача II. Поскольку в этом случае ведущая шестерня больше, чем была при включении передачи I, а ведомая, наоборот, меньше, то частота вращения вторичного вала и, соответственно, скорость увеличатся. Крутящий же момент на вторичном валу станет меньше, пропорционально ему уменьшится и сила тяги.

Для получения заднего хода вторичному валу нужно сообщить обратное направление вращения. Это достигается перемещением вправо каретки до зацепления ее с промежуточной шестерней, которая постоянно соединена с шестерней промежуточного вала.

На автомобилях устанавливают, как правло, трехвальные коробки передач с постоянным зацеплением шестерен, имеющие прямую передачу. При включении любой передачи (кроме высшей) вращение от первичною вала вторичному передается через две пары шестерен. Высшая передача получается в результате жесткого соединения (блокирования) зубчатой муфтой первичного и вторичного валов, благодаря чему исключаются потери энергии на трение в шестернях КП.