Коробки передач служат для изменения вращающего момента, передаваемого от двигателя, скорости и направления движения мини-трактора в зависимости от условий его работы. С помощью коробки передач можно также на время остановить мини-трактор с работающим двигателем. Принцип действия ступенчатой шестеренной (или цепной) коробки передач основан на том, что вращение от двигателя передается через комбинации зацеплений шестерен (или звездочек) с различным числом зубьев. В передаче, состоящей из двух шестерен (рис. 4.7), в которой малая ведущая шестерня 1, сидящая на валу 5, вращает большую ведомую шестерню 3, закрепленную на валу 4; частота вращения ведомой шестерни будет во столько
раз меньше частоты вращения ведущей шестерни, во сколько раз число зубьев ведомой шестерни больше числа зубьев ведущей. Вращающий же момент на ведомой шестерне увеличивается во столько раз, во сколько уменьшается ее частота вращения, и передается на шестерню 2 главной передачи. Отношение, характеризующее изменение частоты вращения и вращающего момента пар шестерен, называется передаточным отношением i.
Передаточное отношение пары шестерен (звездочек) таково: i = пх/п2 или i = z2/z1 = d2/dx, где пх и щ -‘ частота вращения ведущего и ведомого валов передачи; гх и г2 — число зубьев соответственно ведущей и ведомой шестерен (звездочек) передачи; dx и d2 — диаметры делительных окружностей шестерен (звездочек). Отношение диаметров шкивов определяет передаточное отношение ременной передачи, и это следует иметь в виду при подсчете общего передаточного отношения трансмиссии мотоблока с ременной передачей.
Если в передаче вращающего момента участвует несколько пар шестерен (звездочек), то общее передаточное отношение составляет произведение передаточных отношений каждой отдельной пары шестерен (звездочек).
Для получения вращающего момента, различного по величине в зависимости от выполняемых мини-трактором работ, в коробке передач обычно предусматривается несколько параллельно расположенных пар шестерен (звездочек), имеющих различные передаточные числа. Для изменения направления вращения ведомой шестерни на обратное между ведущей и ведомой шестернями вводится промежуточная шестерня, а в цепных передачах может использоваться изменение направления охвата последующей звездочки цепью.
Широкое распространение на мотоблоках и мотоорудиях (МБ-1, МК-1, «Хонда», «Кубота», «Норлетт» и др.) получили цепные передачи. Применение закрытых цепных передач, хотя и- несколько снижает их надежность по сравнению с шестеренными, но позволяет значительно упростить конструкцию и трансмиссии, и самого мотоблока. Одновременно упрощается и технология производства таких машин.
Корпус закрытой цепной передачи удобно использо-вать в качестве несущего элемента ходовой части мото-блока, устранив, таким образом, ведущий мост с главной передачей, поскольку выходной вал цепного редуктора может непосредственно являться осью ведущих колес или почвенных фрез. В этой конструкции отсутствуют механизмы, отключающие колеса, а облегчение поворота мотоблока достигается уменьшением колеи ведущих колес.
На рис. 4.8 представлен двухступенчатый цепной редуктор мотоблока МБ-1 «Нева», который имеет две передачи переднего хода: первую рабочую (ix = 17) и вторую транспортную (i2 = 7). Штампованный корпус редуктора состоит из двух половин: правой 8 и левой 44, которые соединены между собой через уплотнительную прокладку 24 болтами 23 с гайками 25. По оси симметрии вытянутого корпуса расположены: входной вал 4, блоки звездочек И, 15 и 17, выходной вал 18. Входной вал установлен на подшипниках 39, уплотняемых сальниками 40.
Внутри корпуса редуктора на входной вал свободно надеты две одинаковые звездочки 35 и 36, кольцевые проточки которых установлены навстречу друг другу. Обе звездочки вращаются в подшипниках 41 на входном валу, а на пра-вом его конце расположен механизм переключателя передач с рукояткой.
Эта рукоятка закреплена на конце вала 3 переключателя, расположенного внутри входного вала 4 и имеющего в средней части три кольцевые выточки 6, а на другом конце вала — сухарь 37, прижатый гайкой 38. В теле звездочек 35 и 36 имеются пазы 45, в которые входит сухарь 37, когда вал 3 получает осевое перемещение.
При этом сухарь скользит также по сквозным пазам 42, выполненным в средней части входного вала 4. Фиксатором 2, находящимся внутри втулки 7, закрепленной на валу 4 стопорными винтами 5, могут быть определены три следующих положения вала 3 переключателя: рукоятка утоплена полностью, включена первая передача (положение изображено на рис. 4.8); звездочка 36 соединена с входным валом, поскольку сухарь 37 находится в ее пазу 45, а звездочка 35 свободно вращается на валу 4; рукоятка / вытянута на один щелчок, сухарь 37 вошел в кольцевую выточку 43 и занял нейтральное положение, обе звездочки свободно вращаются на валу 4; рукоятка вытянута на два щелчка, включена вторая передача, сухарь 37 вошел в паз 45 звездочки 35 и соединил ее с входным валом 4.
От третьего блока 17 усилие к выходному валу 18 редуктора передается сдвоенными цепями 26, каждая из которых содержит 26 звеньев. Выходной вал вращается на подшипниках 19, уплотненных сальниками 20 с предохранительными крышками 28, надетыми на кожухи вала. На обоих концах выходного вала имеются отверстия 30, служащие для фиксирования на валу ведущих колес или почвенных фрез. Сдвоенная звездочка 27 распирается в корпусе редуктора втулкой 21 и шайбой 29.
Снаружи корпус редуктора имеет кронштейны 12 для крепления его к раме мотоблока. По стрелке А показаны обозначения положений рукоятки / переключения, а внизу на схеме — последовательность затяжки болтов при сборке корпуса цепного редуктора. Наполнение корпуса редуктора трансмиссионным маслом (емкость 1,5 л) производится через отверстие в правой половине корпуса, закрываемое заглушкой 9, а слив отработавшего масла — через спускное отверстие, в которое вворачивается резьбовая пробка 22 с прорезью под отвертку.
Редуктор мотокультиватора МК.-1 «Крот» (рис. 4.9) комбинированный, в нем однорядной цепной передаче предшествует шестеренная, что позволяет иметь только одну передачу. Однорядная цепь 12 имеет длину 666,75 мм и содержит 41 звено. Корпус редуктора литой, из двух половин (4 и 7), а по сборке подобен редуктору МБ-1. Простейшая шестеренная коробка передач (см. рис. 4.7) состоит из двух основных, параллельно расположенных валов, на которых установлены шестерни: вал 5 получает вращение от двигателя и называется первичным или веду-щим, а вал 4 передает вращение от коробки передач на последующие механизмы трансмиссии и называется вто-ричным или ведомым.
Шестерни, находящиеся на ведущем валу, соединены с ним при помощи шлицев. Такое соединение позволяет перемещать эти шестерни вдоль вала, вводя их в зацепление или выводя из зацепления с соответствующими шестернями, сидящими на ведомом валу. Эти подвижные шестерни могут быть одинарными или спаренными и называются каретками.
На ведомом валу шестерни обычно закреплены неподвижно, т. е. они не могут перемещаться вдоль вала. На выходе из коробки передач на. ведомом валу размещается малая коническая шестерня 2, которая передает вращающий момент от коробки передач к механизмам заднего моста. Положение шестерен в коробке передач, при котором вращающий момент от.ведущего вала не передается к ведомому (мини-трактор остается неподвижным), называется нейтральным.
Для перемещения кареток, с целью получения различных вариантов задеплений шестерен, а также установки шестерен в нейтральное положение в коробке передач предусмотрен механизм переключения передач. Например, введение в задеплеиие малой:шестерни первичного вала с большой шестерней 3, расположенной на вторичном валу, позволяет получить низшую передачу. Шестерни на валах располагаются в картере коробки передач, кото-рый закрывается крышкой. В крышке монтируется механизм переключения передач. Валы в картере устанавливаются на подшипниках.
Рассмотрим примеры конструкций, используемых на мини-тракторах коробок передач. Коробка передач мотоблока «Беларусь» МТЗ-0,5 , (см. рис. 4.4) механическая, ступенчатая, трехвальная, с продольным расположением валов, имеет четыре пере-дачи для движения вперед и две передачи заднего хода. Она состоит из корпуса 23, первичного 6, промежуточного1 26, вторичного 25 валов, шестерен и механизма переключения передач. Корпус отлит из чугуна и является общим для коробки передач, главной передачи и дифференциала. Все валы коробки передач вращаются в шариковых подшипниках, установленных в расточках корпуса.
Первичный вал 6 изготовлен пустотелым за одно с двумя шестернями (I и III, а также II и IV передач) и вращается на двух шариковых подшипниках. Внутри первичного вала проходит шток 7 механизма управления сцеплением. На первичном валу на роликовых подшипниках установлен блок шестерен заднего хода 9. Между роликовыми подшипниками на валу находится распорная втулка, которая фиксирует положение подшипников. На задний конец вала насажена шлицованная втулка, в которую входит вал отбора мощности 14.
Передний подшипник установлен в расточке передней стенки корпуса. Задний подшипник первичного вала внутренним кольцом насажен на шлицованную втулку, а наружным кольцом установлен в расточке перегородки корпуса. От осевых перемещений первичный вал удерживается подшипниками, которые фиксируются: передний — стопорной пластиной 35, а задний — стопорным кольцом. Шестерни I и III передач и шестерни II и IV передач на первичном валу находятся в постоянном зацеплении с шестернями 29 и 30 промежуточного вала, а блок шестерен заднего хода находится в зацеплении с шестерней 27 промежуточного вала.
Промежуточный вал 26 также пустотелый, внутри него проходит шток переключения передач. Вал установлен на двух шариковых подшипниках и зафиксирован от осевого перемещения стопорной пластиной 35. На промежуточном валу выполнены четыре ряда радиально расположенных отверстий (по три отверстия в каждом ряду), в которых свободно установлены заклинивающие шарики 10. При переключении передач шарики 10 поочередно с помощью штока 24 вводятся во впадины шестерен, сво-бодно сидящих на промежуточном валу. При этом шестерни 8, 27, 29, 30 поочередно соединяются с промежуточным валом.
Вторичный вал 25 установлен на двух шариковых подшипниках. Передний подшипник расположен в стакане 31, который вставлен в расточку стенки коробки передач; задний подшипник установлен в расточке перегородки корпуса. От осевых перемещений вал удерживается передним подшипником, который, в свою очередь, зафиксирован в стакане стопорным кольцом 32, а на валу — гайкой 33. На шлицах вторичного вала установлен скользящий блок 28 из двух шестерен. На переднем конце вала закреплена крыльчатка 34 для разбрызгивания масла на диски сцепления, а на заднем — ведущая шестерня главной передачи, выполненная за одно с валом.
Механизмы управления коробкой передач служит для включения передач, установки шестерен в нейтральное положение и включения передач заднего хода. На мото-блоке МТЗ-05 он состоит из механизма переключения режимов работы и механизма переключения передач. Механизм переключения режимов работы позволяет переключать коробку передач на режимы переднего или заднего хода. Он состоит из рычага переключения режимов // (см. рис. 2.1), расположенного слева на верхнем конце штанги управления, тяги 9, рычагов 18 и 1 (рис. 4.10), поводка 2, валика 7 (рис. 4.11), вилки 9. При переключении режимов работы усилие от рычага // (см. рис. 2.1) через тягу и рычаг передается на вал с рычагом / (см. рис. 4.10).
Рычаг посредством штифта, входящего в паз поводка 2, продвигает валик 7 (рис. 4.11), который, в свою очередь, посредством вилки 9 перемещает блок шестерен 8, вводя его в зацепление, соответствующее режиму переднего или заднего хода. Для предотвращения самопроизвольного выключения определенного режима работы валик удерживается в заданном положении с помощью фиксатора 5. Фиксатор состоит из шарика, нагру женного пружиной, расположенного в канале, высверлен ном в корпусе /. На валике 7 имеются две лунки, соответствующие двум режимам работы.
При переключении передач усилие от рычага 12 (см. рис. 2.1) через тягу 7 и рычаг 18 передается на вал с рычагом 26 (см. рис. 4.10). Рычаг посредством штифта, входящего в паз вилки 6 (рис. 4.11), перемещает валик 2, который вилкой 6 продвигает шток 4 переключения пере-дач. Шток при перемещении поочередно вытесняет закли-нивающие шарики, включая соответствующую передачу. Для удержания шестерен коробки передач во включенном или нейтральном положении служат соответственно шари-ковые фиксаторы 3.
Коробка передач микротракторов TZ-4K-14 и «Раба-15» механическая, трехвальная, имеет четыре передачи перед-него и четыре передачи заднего хода и размещена в чугун-ном литом картере. Картер является общим для сцепления, коробки передач, дифференциала и конечных передач переднего моста и представляет собой переднюю секцию рамы микротрактора. Он состоит из правой и левой частей, имеющих вертикальный разъем и соединяемых болтами. С боков за одно с картером отлиты кожухи, в которых размещены полуоси, конечные передачи и колодочные тормоза.
Коробка передач (см. рис. 4.5) состоит из ведущего, ведомого и промежуточного валов, оси блока шестерен заднего ходабора шестерен и механизма переключения передач.
Ведущий вал 24 изготовлен из стали вместе с ведущей шестерней. Он вращается в двух шариковых подшипни* ках. Передним концом вал установлен в подшипнике, размещенном в выточке маховика, а задним — в крышке, закрепленной во внутренней перегородке, отделяющей коробку передач от сцепления. На передней части ведущего вала, расположенной в картере сцепления, выполнены шлицы, на которых установлена ступица ведомого диска сцепления.
Ведомый вал коробки передач 4 расположен соосно с ведущим валом и также вращается в двух подшипниках. Передний подшипник установлен в выточке ведущего вала и зафиксирован пружинным стопорным кольцом. Задним концом ведомый вал опирается на подшипник, установленный в расточке задней стенки картера. На шлицах ведомого вала установлены две одинарные и одна двойная каретки. Передняя одинарная каретка 2 (шестерня III г и IV передач) имеет внешний и внутренний венцы. При включении четвертой передачи эта подвижная шестерня перемещается вперед и соединяется внутренним венцом с шестерней ведущего вала.
На задней части промежуточного вала свободно посажен блок 19 двух шестерен, который опирается на шариковый подшипник, раз-мещенный в его расточке. Одна из шестерен этого блока кроме наружных зубьев имеет также внутренние. С на-ружного венца этой шестерни вращающий момент передается на передний ведущий мост, а с внутреннего — на задний ведущий мост.
Пара шестерен реверса вращается на оси, установленной на двух шариковых подшипниках в корпусе картера. Она находится в постоянном зацеплении с блоком 19, свободно сидящим на промежуточном валу.
Механизм переключения передач состоит из рычагов переключения передач и реверса, ползунов, вилок пере-ключения и фиксаторов. Рычаг переключения передач установлен в крышке на верхней стенке картера. Справа от него находится рычаг реверса: Ползуны 3 I-IV передач размещены в сверлениях картера в передней части. На ползунах закреплены вилки переключения 6 и переводные вилки. При перемещении верхнего рычага переключения передач 8 его нижний конец через переводную вилку перемещает ползун с вилкой переключения, которая, в свою очередь, перемещает соответствующую шестерню до включения нужной передачи. Включенная передача фиксируется пружинным фиксатором.
Включение переднего или заднего хода осуществляется рычагом реверса 9, который через валик с вилкой переме-щает ползун с вилкой и связанную с ней шестерню реверса 7 на ведомом валу. При перемещении рычага реверса вперед шестерня реверса входит в зацепление с блоком шестерен 19, сидящим на промежуточном валу, что соответствует движению микротрактора вперед. При перемещении рычага реверса назад шестерня реверса 7 соединяется с блоком 19 через пару шестерен реверса, сидящих на оси заднего хода. При этом соединении микротрактор будет двигаться задним ходом при включении любой из четырех передач.
Комплектная коробка передач Т-20 (рис. 4.12) является основным несущим узлом мотоблока «Мепол-Терра» и предназначена для передачи вращающего момента на ведущие колеса и на привод активных органов рабочих орудий. Она имеет три скорости: две из них для движения вперед и одна — для движения назад. Корпус коробки состоит из двух отсеков, жестко соединенных между собой болтами. Верхний отсек изготовлен из алюминиевого сплава, в котором и размещена коробка передач.
В нижнем отсеке в игольчатом и шариковом подшипниках вращается червячный вал с червяком 4. Он расположен вертикально и нижним концом опирается на шариковый подшипник, размещенный в проточке нижней стенки и зафиксированный стопорным пружинным кольцом. Снизу отверстие в стенке закрыто пробкой. Верхний конец червячного вала выведен вверхний отсек и является вторичным валом коробки передач. На нем на шлицах насажена скользящая двухвенцовая шестерня (каретка 7.) Ось шестерен заднего хода закреплена в отверстиях стенок корпуса, и на ней вращается блок из двух шестерен. Червячное колесо жестко закреплено на оси 5 ведущих колес.
Управление коробкой передач осуществляется ручным рычагом 6 переключения передач, который фиксируется в положениях, обозначенных приливами на корпусе коробки. При переключении передач рычаг 6 воздействует на подвижную двухвенцовую шестерню, которая, перемещаясь на шлицах вдоль вторичного вала, входит поочередно в зацепление с шестернями I и II передач или с одним из венцов промежуточной шестерни, сидящей на оси заднего хода. Переключение передач осуществляется при оборотах холостого хода двигателя, пока центробежное сцепление остается невключенным. На верхней поверхности корпуса коробки передач расположен фланец с двумя отверстиями, в которые входит палец, имеющийся на фланце рукояток управления, закрепленных на двигателе. После присоединения силового агрегата к коробке передач он закрепляется быстродействующим крепежным устр ойством.
Детали коробки передач смазываются автомобильным трансмиссионным маслом, которое заливается через отверстие, закрываемое пробкой. Пробка расположена под рычагом переключения передач. При заливке масла (1,25 л) коробку передач необходимо поставить в вертикальное положение. Отработавшее масло сливают через сливное отверстие. Для этого отвинчивают пробку и коробку передач по-ворачивают в горизонтальное положение.
Передний подшипник зафиксирован на червячном валу, пружинным стопорным кольцом и установлен в расточке" передней стенки корпуса редуктора. Задний подшипник установлен в расточке, выполненной во внутренней перегородке корпуса, и с обеих сторон зафиксирован пружинными стопорными кольцами по его наружному кольцу. Коническая шестерня червячного вала находится в постоянном зацеплении с малой конической шестерней 2 На верхней поверхности корпуса редуктора находится специально выполненный фланец, в котором установлен ведомый диск центробежного сцепления. Этот диск насажен на врезной шпонке на удлиненный хвостовик ведущей малой шестерни 2, находящейся в зацеплении с конической ведомой шестерней червячного вала.
Малая коническая шестерня с удлиненным хвостовиком расположена вертикально и вращается в специальном двухрядном подшипнике, зафиксированном стопорными кольцами с двух сторон в проточке, выполненной в верхней стенке корпуса редуктора. Для получения нормального зацепления в конической паре под подшипник малой конической шестерни и под большую коническую шестерню червячного вала подложены регулировочные шайбы. Положение ведущей конической шестерни определяется набором регулировочных шайб, устанавливаемых между нижним стопорным кольцом и подшипником, а положение ведомой шестерни оп-ределяется регулировочными шайбами — между самой шестерней и стопорным кольцом.
Боковой зазор в зубьях новых шестерен устанавливают в пределах 0,2-0,5 мм с помощью регулировочных прокладок. Червячное колесо 10 свободно установлено на валу, заканчивающемся с обеих сторон хвостовиками с веду-щими шестигранниками 6, на которые монтируются колеса ведущего моста Т-325. В червячном колесе сбоку в ступице выполнено три сквозных и три глухих отверстия. В сквозные отверстия, расположенные по кругу через 120 °, входят направляющие пальцы 7, которые соединены с диском 5. Диск с внутренней стороны имеет шлш’Ы, которыми он соединен с зубчатым венцом, выполненным на валу червячного колеса.
В три глухих отверстия вставлены отжимные пружины 9. Диск управления передвигается с помощью передвижного пальца 8, к лыске которого он отжимается пружинами, и остается жестко связанным с валом червячного колеса. При нажатии на ручной рычаг движение через трос в оболочке передается на палец, который поворачивается и отжимает диск, выводя его из зацепления с валом червячного колеса. Этот механизм позволяет включать привод на колеса ведущего моста Т-325 или же на холостой ход, что облегчает управление мотоблоком, а также позволяет буксировать его при неработающем двигателе.
Ручной рычаг служит для включения и выключения привода, расположен на рукоятках управления, связанных с энер-гетическим агрегатом MJ-5, и имеет два положения. В нормальном положении привод колес включен. В этом случае вращающий момент от червячного колеса передается через пальцы на диск, а от него — на вал червячного колеся и далее на ведущие колеса. При нажатии на рычаг привода включается червячное колесо, а также прижатый к нему диск; они вместе свободно вращаются на валу червячного колеса, так как диск выходит из зацепления с валом. Вращающий момент на колеса ведущего моста не передается. Это положение ручного рычага можно фиксировать специальной защелкой, встроенной в рычаг.
На верхней поверхности корпуса редуктора Т-19, так же, как и у комплектной коробки Т-20, выполнен фланец, к которому с помощью быстродействующих зажимов крепится энергетический агрегат MJ-5. Коническая и червячная пары комплектного редуктора Т-19 работают в масляной ванне; 0,55 л масла (автомобильного трансмиссионного) заливается через горловину, которая закрывается пробкой с масломерной линейкой. Для предотвращения подтекания масла в местах выхода из корпуса редуктора хвостовиков вала червячного колеса, шести-шлицевого хвостовика червячного вала и удлиненного хвостовика ведущей конической шестерни все они снабжены самоподжимными сальниками.
