Призначення, класифікація, конструкція і принцип дії коробок передач

Коробка передач призначена для зміни в широкому діапазоні обертального моменту, що передається від двигуна на ведучі колеса автомобіля при рушанні з місця та його розганянні. Крім цього коробка передач забезпечує автомобілеві рух заднім ходом і дає змогу на тривалий час роз’єднувати двигун і ведучі колеса, що буває потрібним під час роботи двигуна на холостому ходу при русі або на стоянці автомобіля.

Коробки передач

(ступінчасті)

по типу шестеренчастої передачі

з нерухомими осями валів

з рухомими осями валів (планетарні)

за кількістю валів, що визначають кінематичну схему

за способом зачеплення шестерень

за способом переключення передач

за розміщенням валів відносно

поздовжньої осі автомобіля

за типом механізму переключення

за монтажними якостями

знімні, виконані в окремому агрегаті

виконані в спільному корпусі з іншими механізмами

двохвальні

трьохвальні

чотирьохвальні

з нерухомими шестернями

з шестернями постійного зачеплення

із зупинкою для переключення

з переключенням передач на ходу

з поздовжнім розміщенням

з поперечним розміщенням

механічні

гідравлічні

автоматичні

Рис. 13. 10. Класифікація коробок передач.

На сучасних вітчизняних автомобілях застосовують переважно механічні ступінчасті коробки передач із зубчастими шестернями. Кількість передач переднього ходу звичайно дорівнює чотирьом або п’яти, не враховуючи заднього ходу.

. Передачі в них переключаються пересуванням шестерень, які входять по черзі в зачеплення з іншими шестернями, або блокуванням шестерень на валі за допомогою синхронізаторів. Синхронізатори вирівнюють частоту обертання шестерень, які включаються, і блокують одну з них з веденим валом. Пересуванням шестерень або синхронізаторів керує водій при виключеному зчепленні.

Принцип дії коробок передач розглянемо на схемі трьохступінчастої коробки передач (рис. 13. 11.).

Рис. 13. 11. Схема трьохступінчастої коробки передач:

1 – ведучий (первинний) вал; 2 – синхронізатор; 3 – вилка синхронізатора; 4 – вилка;

5 – ведений (вторинний) вал; 6 – проміжний вал

Основними деталями коробок передач є ведучий вал 1, ведений вал 5, проміжний вал 6, встановлений у корпусі коробки. На первинному валу жорстко закріплена шестерня z₂, яка перебуває у постійному зачепленні з шестернею z₃, жорстко закріпленою на проміжному валі. Інші шестерні проміжного вала z₂, z₁ і z_зх також жорстко закріплені. На веденому валу 5 встановлена шестерня z₂, що вільно обертається і перебуває в постійному зачепленні з шестернею z₂, шестерня z₁ і синхронізатор 2 з’єднані з валом за допомогою шліців і мають можливість переміщуватися по них у напрямах, показаних стрілками. Шестерня z₀ забезпечує зміну напряму обертання веденого вала у зворотній бік при включенні передачі заднього ходу.

Кожна передача характеризується передавальним числом, під яким розуміють відношення кількості зубців веденої шестерні до кількості зубців ведучої. Якщо в передачі бере участь кілька пар зубчастих шестерень, то для визначення передавального числа треба перемножити значення передаточних відношень усіх пар.

У розглядуваній схемі коробки передач для включення першої передачі шестерню z₁ переміщають вилкою 4 вліво до зачеплення її з шестернею z₁. Тоді обертальний момент передаватиметься з первинного вала 1 через шестерні постійного зачеплення z₃ і z₃ на шестерні z₁ і z₁, які утворюють першу передачу.

Передавальне відношення для неї можна визначити за формулою:

і₁ = (z₃ / z₃ )  (z₁ / z₁ ), де z₁, z₁, z_3, z₃ – кількість зубців відповідних шестерень.

Друга передача включається переміщенням синхронізатора 2 за допомогою вилки 3 вправо. При цьому шестерня z₂ блокується на веденому валі, а обертальний момент на ньому визначатиметься передавальним числом

і_II = (z₃ / z₃) (z₂ / z₂ ).

Третю передачу можна отримати, якщо пересунути синхронізатор 2 вліво. У цьому разі ведений і ведучий вали жорстко з’єднуються, а передавальне число в коробці не змінюється і дорівнює одиниці. Таку передачу називають прямою. Її використовують для руху автомобіля з великою швидкістю.