Устройство ступенчатых механических коробок передач

Двухвальные 5-ти ступенчатые коробки передач, устанавливаемые на совре­менных автомобилях ВАЗ, АЗЛК и ЗАЗ, имеют шестерни постоянного зацепления (кроме шестерен заднего хода) и синхронизаторы включения передач переднего хо­да.

В картере 1 (рис. 6.2) коробки передач автомобиля ВАЗ-2110 на подшипниках установлен первичный 2 и вторичный 12 вал с шестернями и синхронизаторами, а также ось 9 с промежуточной шестерней 8 заднего хода. Шестерни передач перед­него хода находятся в постоянном зацеплении. Шестерня каждой передачи передне­го хода устанавливается на вторичном валу на подшипниках и крутящий момент при включении передачи передается через синхронизаторы, которые связаны с ва­лом. Ведущая 7 и ведомая 11 шестерни заднего хода соединяются через установлен­ную на оси 9 промежуточную шестерню 8, которая вводится с ними в зацепление при включении передачи заднего хода.

Передачи переключаются специальным механизмом, размещенным на картере коробки передач. Включение передачи производится рычагом, который при помощи вилок перемещает одну из муфт синхронизаторов 22, 25 или 28 выбранной передачи к соответствующей шестерне, обеспечивая их соединение и передачу крутящего момента от шестерни через синхронизатор на вторичный вал коробки передач. Рас­сматриваемая коробка передач позволяет изменять величину крутящего момента двигателя и частоту вращения коленчатого вала соответственно следующим переда­точным числам: на 1-ой передаче - 3,636; на 2-й - 1,950; на 3-ей - 1,357; на 4-ой -0,941; на 5-ой - 0,784; на передаче заднего хода - 3,5.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Рис. 6.2. Кинематическая схема двухвальной пятиступенчатой коробки передач с главной передачей автомобиля ВАЗ-2110:

1 - картер; 2 - первичный вал; 3,27 - ведущая и ведомая шестерни Vпередачи; 4 и 26 - ведущая и ведомая шестерни IV передачи; 5 и 24 - ведущая и ведомая шестерни Ш передачи; 6 и 23 - ведущая и ведомая шестерни П передачи; 7, 8 и II - ведущая, промежуточная и ведомая шестерни заднего хода; 9 - ось шестерни заднего хода; 10 и 21 - ведущая и ведомая шестерни I передачи; 12 - вторичный вал; 13 - ведущая шестерня главной передачи; 14 - сателлит; 15 - ось сателлита; 16 и 20 - валы привода ведущих колес (полуоси); 17 - полуосевая шестерня; 18 - ведомая шестерня главной передачи; 19 - корпус дифференциала; 22, 25, 28 - муфты синхронизаторов включения соответственно lull, III и IV,V передач.

Схемы передачи крутящего момента 5-ти ступенчатой двухвальной коробкой передач автомобиля ВАЗ-2110 на разных передачах показаны на рис. 6.3 (обозначе­ния те же, что и на рис. 6.2).

Первая передача (рис. 6.3, а) включается перемещением при помощи вилки муфты синхронизатора 22 вправо и соединением синхронизатора со свободно уста­новленной на вторичном валу 12 ведомой шестерней 21 первой передачи. При этом крутящий момент от первичного вала 2 будет передаваться через жестко установ­ленную на нем ведущую шестерню 10 на ведомую шестерню 21 первой передачи и далее через муфту синхронизатора 22, ступица которого закреплена на шлицах вто­ричного вала, на вторичный вал 12 коробки передач.

а)

г)

Рис.6.3. Схемы передачи крутящего момента пятиступенчатой двухвальной короб­кой передач автомобиля ВАЗ-2110 на различных передачах

Вторая передача (рис. 6.3, б) включается перемещением муфты синхрониза­тора 22 влево. При этом муфта соединяет ведомую шестерню 23 второй передачи со ступицей синхронизатора, и крутящий момент от ведущей шестерни 6 через муфту 22 передается на ступицу синхронизатора и на вторичный вал 12.

Третья и четвертая передачи (рис. 6.3, в, г) включаются перемещением муф­ты синхронизатора 25 вправо или влево. При этом с помощью синхронизатора обес­печивается соединение вторичного вала 12 с ведомой шестерней 24 третьей или 26 четвертой передачи. Крутящий момент от первичного вала 2 на вторичный вал 12 будет передаваться через шестерни 5 и 24 третьей передачи или через шестерни 4 и 26 четвертой передачи.

Пятая передача (рис. 6.3, д) включается перемещением муфты синхронизато­ра 28 вправо и соединением ее с ведомой шестерней 27 пятой передачи. При этом крутящий момент будет передаваться от первичного вала на вторичный через веду­щую 3 и ведомую 27 шестерни пятой передачи и муфту синхронизатора 28, ступица которого закреплена неподвижно на шлицах вторичного вала.

Передача заднего хода (рис. 6.3, е) включается перемещением влево установ­ленной на оси 9 промежуточной шестерни 8 заднего хода, благодаря чему она вво­дится в зацепление с ведущей шестерней 7 и зубчатым венцом 11 муфты 22 синхро­низатора I и II передачи, обеспечивая тем самым передачу крутящего момента с первичного вала на вторичный. При помощи промежуточной шестерни вторичный вал изменяет направление своего вращения.

Передачу заднего хода включают при полностью остановленном автомобиле, так как синхронизаторы имеются только у передач переднего хода. Шестерни пере­дачи заднего хода - прямозубые.

К основным частям коробки передач автомобиля ВАЗ-2110 (рис. 6.4) относят­ся: картер 1 коробки передач с задней крышкой 19, первичный 21 и вторичный 18 валы с шестернями, три синхронизатора, ось с промежуточной шестерней заднего хода, главная передача, дифференциал и механизм управления коробкой передач.

18 17 16 15

Рис. 6.4. Коробка передач автомобиля ВАЗ-2110

Картер 1 коробки отлит из алюминиевого сплава и соединяется с картерами сцепления, главной передачи и дифференциала, образуя единый агрегат. Оребренная поверхность картера, кроме создания необходимой жесткости, обеспечивает хо­рошую теплоотдачу. Передним торцом картер 1 крепиться к картеру 32 сцепления. Для предотвращения избыточного давления в картере и вытекания при этом масла внутренняя его полость сообщается с атмосферой через запрессованный в картер сцепления сапун 29. Уровень масла в картере коробки передач контролируется щу­пом, пробка 2 закрывает сливное отверстие. В полости коробки передач установлен съемный магнит для сбора частиц износа деталей.

Первичный вал 21 изготовлен в виде блока шестерен I, II, III, IV передач и заднего хода. Ведущая шестерня 20 пятой передачи изготовлена съемной и крепится на шлицах первичного вала. Первичный вал установлен на двух подшипниках: ро­ликовом 27 и шариковом 22. На шлицевой конец вала, выходящий из картера сцеп­ления, устанавливается ступица ведомого диска сцепления.

Вторичный вал 18 установлен также как и первичный вал на двух подшипни­ках: роликовом 34 и шариковом 14. На вторичном валу расположены неподвижно 33 (жестко) шестерня ведущая главной передачи, три ступицы синхронизаторов и втулка ведомой шестерни пятой передачи.

Ведомые шестерни устанавливаются на вторичном валу свободно: I, II, III и IV передач — на поясках вала и пятой передачи — на втулке. Шестерни располагаются на валу без подшипников качения, что позво­лило сделать вал ступенчатым для увеличения жесткости и снизить шумность при работе.

Внутри вторичный вал полый и имеет радиальные отверстия под каждую ведомую шестерню. Под передним подшипником 34 расположен маслосборник, на­правляющий поток масла внутрь вторичного вала и далее — под ведомые шестерни.

Каждая шестерня вторичного вала имеет два венца: косозубый и прямозубый. Косозубые венцы находятся в постоянном зацеплении с одноименными шестернями первичного вала. С прямозубыми венцами соединяются скользящие муфты синхро­низаторов при включении передачи. Функцию ведомой шестерни заднего хода вы­полняет муфта 8 синхронизатора I и II передач, которая имеет для этого зубчатый венец.

Промежуточная шестерня 5 заднего хода (рис. 6.5) подвижно соединена с осью 4, которая установлена в отверстиях картеров сцепления и коробки передач. В центральном отверстии промежуточной шестерни запрессована металлокерамическая втулка. В паз шестерни входит вилка 6, которая вводит ее в зацепление с веду­щей шестерней первичного вала и зубчатым венцом муфты синхронизатора I и II передач. Ступица синхронизатора жестко установлена на вторичном валу, вследст­вие чего этот вал вращается в обратную сторону. Одновременно с включением зад­него хода включается фонарь заднего хода, так как вилка 6 нажимает на шток вы­ключателя 7 заднего хода, и контакты цепи замыкаются. Во включенном положении вилка 6 фиксируется шариковым фиксатором 8.

Рис. 6.5. Механизм включения заднего хода коробки передач автомобиля ВАЗ-2110:

1 и З - соответственно шток и трехплечий рычаг выбора передач; 2 -рычаг штока выбора передач; 4 - ось проме­жуточной шестерни заднего хода; 5,6и7- соответст­венно промежуточная шестерня, вилка выключения пе­редач и выключатель фонаря заднего хода; 8 - фиксатор вилки заднего хода