Коробка передач и её привод МАЗ-500

Основные данные коробки передач

Устройство коробки передач

Коробка передач трехходовая, пятиступенчатая (с пятой повышающей передачей), с синхронизаторами на второй—третьей и четвертой — пятой передачах.

Устройство коробки передач показано на рис. 58. Картер 13 коробки передач крепится к картеру 4 сцепления, и таким образом двигатель, сцепление и коробка передач составляют единый силовой агреuат.

Первичный вал 2 установлен на двух подшипниках: впереди в расточке торца коленчатого вала двигателя и сзади — в передней стенке картера коробки передач и крышке 3 подшипника, а переднем конце первичного вала нарезаны шлицы для установки ведомого диска сцепления. Задний конец вала откован так, что на входящей в картер коробке части вала нарезан зубчатый венец шестерни постоянного зацепления. Вал зафиксирован от осевого перемещения в подшипнике, который относительно картера закреплен стопорным кольцом, входящим в выточку наружного кольца подшипника, и, кроме того, внутреннее Кольцо подшипника поджато шлицевой гайкой.

Внутренная расточка зубчатого венца первичного вала является передней опорой для вторичного вала 16, установленного в ней на цилиндрическом роликоподшипнике, задний конец вторичного вала опирается на шарикоподшипник, закрепленный стопорным кольцом в стенке картера и крышке 14. Внутреннее кольцо этого подшипника зажато между буртом вторичного вала и шестерней привода спидометра, поджимаемой фланцем 15 карданного вала. Фланец насажен на шлицы и закреплен на конце вторичного вала гайкой с шайбой.

Вторичный вал является шлицованным валом переменного сечения. На нем установлены последовательно (начиная с переднего конца) синхронизатор 5 пятой и четвертой передач, шестерня 8 пятой передачи, шестерня 9 третьей передачи, синхронизатор 10 третьей и второй передач, шестерня 11 второй передачи и шестерня 12 первой передачи и заднего хода.

21 — шестерня третьей передачи промежуточного вала; 22 — шестерня пятой передачи промежуточного вала; 23 — шестерня отбора мощности; 24 — шестерня постоянного зацепления (демпферная); 25 — масляный насос; 26 — ось блока заднего хода; 27 — блок шестерен заднего хода; 28 — пробка отверстия для слива масла; 29 — шток вилки продольной тяги; 30 — промежуточный рычаг переключения передач; 31 — пробка заливного отверстия; 32 — головка штока вилки; 33 — пружина предохранителя; 34 — предохранитель включения заднего хода; 35 — поводок переключения первой передачи и заднего хода; 36 — картер механизма переключения передач; 37 — рычаг механизма переключения передач; 38 — штифт фиксатора выбора передач; 39 — пружина фиксатора выбора передач; 40 — вал переключения передач

Каретка синхронизатора пятой и четвертой передач насажена на шлицы вала, а третьей и второй передач — на втулку со шлицевой наружной поверхностью, зафиксированную относительно вала шпонками. Шестерни второй, третьей и пятой передач вторичного вала установлены на подшипниках скольжения, выполненных в виде стальных втулок, имеющих специальное покрытие и пропитку. Шестерня первой передачи и заднего хода может перемещаться по шлицованной части вторичного вала. Осевое перемещение остальных шестерен ограничено упорными шайбами и распорными втулками.

Передний конец промежуточного вала 18 опирается на роликоподшипник, смонтированный в передней стенке картера коробки передач, а задний — на шарикоподшипник, закрепленный стопорным кольцом в стенке картера и крышке 17. Кроме того, задний конец промежуточного вала притянут к внутреннему кольцу подшипника шайбой и двумя болтами, ввернутыми в торец вала.

Промежуточный вал, кроме задней шлицевой части, представляющей собой зубчатый венец шестерни первой передачи и заднего хода, имеет гладкую ступенчатую поверхность с рядом пазов под шпонки для фиксации шестерен. На промежуточном валу расположены последовательно: демпферная шестерня 24 постоянного зацепления, шестерня 23 отбора мощности через боковой люк, шестерня пятой 22 и третьей 21 передач, распорная втулка и шестерня 19 второй передачи.

В переднем торце промежуточного вала сделан паз для привода валика масляного насоса 25.

В приливах картера коробки передач установлена дополнительная ось 26, на которой на двух роликоподшипниках сидит блок 27 промежуточных шестерен заднего хода. Одна из шестерен блока находится в постоянном зацеплении с зубчатым венцом первой передачи, нарезанным на промежуточном валу; другая шестерня входит в зацепление с шестерней первой передачи, скользящей по шлицам вторичного вала при перемещении ее назад, когда включается задний ход.

Все шестерни коробки передач, кроме шестерен первой передачи, заднего хода и отбора мощности, находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями первичного и вторичного валов, имеют спиральные зубья для уменьшения шума при работе шестерен и увеличения их долговечности.

Кроме того, шестерня 24 промежуточного вала имеет зубчатый венец, в котором смонтирован демпфер пружинного типа для гашения шума в коробке передач при работе двигателя на холостом ходу. ,

Устройство демпфера показано на рис. 59. Он представляет собой шесть сдвоенных равномерно расположенных по окружности пружин (5 и 6), заключенных между сухарями 3, помеченными в вырезах, венца 2 и ступицы 4 демпферной шестерни. От бокового смещения сухари демпфера удерживаются обоймами , привернутыми к торцам венца шестерни. Передача крутящего момента от венца к ступице осуществляется при сжатых пружинах.

Все валы и шестерни коробки передач изготовлены из легированной стали 15ХГНТА (ГОСТ 4543—61), подвергнуты цементации и термической обработке.

Рис. 59. Демпферная шестерня коробки передач:

1 — обойма; 2— венец шестерни; 3 — сухарь; 4 — ступица шестерни; 5 —внутренняя пружина сухаря; 6 — наружная пружина сухаря; 7 — промежуточный вал коробки передач

Зубья шестерен коробки передач смазываются со дна картера. Втулки, играющие роль подшипников скольжения шестерен вторичного вала, смазываются маслом под давлением, поступающим от масляного насоса 25 (см. рис. 58), смонтированного на передней стенке картера. Привод насоса осуществляется от торца промежуточного вала коробки передач.

Выступающий конец ведущего валика масляного насоса имеет две лыски, которые входят в соответствующий паз в торце промежуточного вала коробки передач. На валике неподвижно с помощью шпонки закреплена ведущая шестерня масляного насоса; его ведомая шестерня на оси сидит свободно. Масло из канала, имеющегося в стенке картера и сообщающегося с поддоном, защищенным фильтрующей сеткой, поступает в насос.

При вращении шестерен всасывание происходит там, где зубья выходят из зацепления, а нагнетание — с той стороны, где входят в зацепление. По каналу масло выходит из насоса в нагнетательную магистраль.

Для устранения перенапряжения деталей у насоса имеется перепускной шариковый клапан, который при чрезмерном повышении давления масла соединяет нагнетательный канал насоса со всасывающим.

По каналу в передней стенке картера и каналу в крышке первичного вала масло поступает к радиальным каналам первичного вала. Из них через осевой канал первичного вала и переходную втулку масло подводится к осевому каналу вторичного вала и далее по радиальным отверстиям — к втулкам шестерен пятой, третьей и второй передач.

Для очистки масла в нижней части поддона имеется маслоприемник с магнитной пробкой. Описываемая коробка передач выполнена по схеме, в которой соответствующие шестерни всех передач кроме первой и заднего хода, находятся в постоянном зацеплении. При такой кинематической схеме наиболее удобно и легко осуществляется переключение передач с помощью синхронизаторов, которые обеспечивают безударное и бесшумное включение шестерен, что повышает долговечность деталей коробки.

Конструкция и схема работы синхронизатора показаны на рис. 60.

Синхронизатор состоит из следующих основных частей: муфты 5, каретки 6 и обоймы 7. Обойма синхронизатора представляет собой полый цилиндр с четырьмя равномерно расположенными продольными сквозными прорезями на поверхности. Прорези имеют специальную конфигурацию — в средней части они сделаны на некоторой длине более широкими и имеют скошенный выход. По краям прорези сделаны еще более широкими, но с плавными закруглениями, чтобы исключить концентрацию напряжений по краям обоймы. Обойма является весьма ответственной и нагруженной деталью, поэтому она изготовлена из качественной стали и подвергается термической обработке в зоне прорезей.

В прорези обоймы входят четыре отростка каретки синхронизатора, на которых закреплена муфта. Каретка синхронизатора имеет также четыре равнорасположенных по окружности отверстия, в которые вставлены шарики 12 с пружинными фиксаторами.

В среднем нейтральном положении обойма соединяется с кареткой посредством пружинных фиксаторов, шарики которых под действием пружин входят в соответствующие канавки, имеющиеся в обойме. К обоим торцам обоймы синхронизатора приклепаны бронзовые конусные кольца 3 и 8. Каретка синхронизатора имеет шлицевое отверстие. У синхронизатора пятой и четвертой передач каретка скользит по шлицам вторичного вала , а у синхронизатора третьей и второй передач — шлицам распорной втулки шестерен третьей и второй передач. С обоих торцов ступицы каретки синхронизатора нарезаны зубчатые муфты 10 и 13, которыми каретка может соединяться с соответствующими зубчатыми муфтами 11 п 14 внутреннего зацепления пятой и четвертой или третьей и второй передач.

Рис. 60. Синхронизатор:

При включении передачи вилка штока перемещает в соответствующую сторону муфту 5 синхронизатора, которая передвигает вдоль вала связанную с ней каретку и обойму синхронизатора. При надвигании конусного кольца обоймы на конус шестерни изменяется скорость, в результате чего прямоугольные отростки каретки, входящие в ее прорези, смещаются и входят в средние боковые углубления прорезей обоймы. Пока не прекратится взаимное скольжение конических поверхностей и не уравняются скорости обоймы и шестерни, дальнейшее продвижение каретки вдоль оси вала невозможно.

После выравнивания скоростей вращения обоймы и шестерни отростки каретки перестанут прижиматься к средним боковым углублениям прорезей, и муфта будет иметь возможность переместиться вдоль оси вала. При перемещении муфты под воздействием вилки переключения передач шарики, соединяющие каретку с обоймой, выйдут из углублений последней каретка продвинется вдоль оси вала и, так как она вращается с той же скоростью, что и включаемая шестерня, зубчатая муфта каретки без удара и шума войдет в зацепление с зубчатой муфтой шестерни (произойдет блокировка).

При включенной передаче крутящий момент двигателя через маховик, нажимной и ведомый диски сцепления передается на первичный вал коробки передач, а с его Зубчатого венца на демпферную шестерню промежуточного вал^а и далее от соответствующей пары шестерен включенной передачи на каретку синхронизатора и вторичный вал коробки передач. Только к шестерне первой передачи и заднего хода крутящий момент передается непосредственно от промежуточного вала коробки передач. Учитывая отсутствие синхронизатора у шестерен первой передачи, во избежание поломки шестерен переключение на первую передачу необходимо производить только после значительного уменьшения скорости движения.

Достаточно удаленное от водителя расположение коробки передач привело к необходимости осуществления дистанционного привода управления коробкой. Дистанционный привод (рис. 61) состоит из механизма 4, расположенного непосредственно на коробке передач, и системы тяг и рычагов, связанных с рычагом 1 переключения передач, смонтированным в кабине.

В приливах верхней крышки 1 (рис. 62) коробки передач смонтированы три штока.

На каждом штоке неподвижно закреплены вилки переключения передач. На крайнем правом (по ходу автомобиля) штоке закреплена вилка 3 переключения первой передачи и заднего хода, на среднем штоке — вилка 4 переключения второй и третьей передач и на третьем штоке — вилка 3 переключения четвертой и пятой передач.

Для обеспечения строгого положения на штоке каждая вилка крепится к нему установочным стопорным винтом, который конусным концом входит в такое же отверстие штока. Чтобы винт не отвертывался, он привязан шплинт-проволокой к вилке. Кованые стальные вилки имеют тщательно изготовленные и подвергнутые термической обработке губки, входящие в кольцевую проточку муфты переключения передач. Штоки 5, 20 и 21 передвигаются в направляющих опорах верхней крышки с помощью рычага 22 дистанционного механизма переключения передач. На штоке первой передачи и заднего хода, а также на штоке переключения второй и третьей передач имеются головки (соответственно 11 и 17).

В головку 17 рычаг 22 входит непосредственно, а в головку 11 — через поводок 15 переключения первой передачи и заднего хода.

Для включения четвертой и пятой передач рычаг 22 может входить непосредственно в паз вилки 8 переключения этих передач. Положение штока первой передачи и заднего хода зафиксировано в крышке с помощью предохранителей 16, входящих в поводок 15 под действием пружины 12, помещенной в специальном стакане 13. Только преодолев усилие пружины этого предохранителя, можно включить первую передачу или

Задний ход. Кроме того, имеются фиксаторы штоков, выполненные в виде шариков 18 с пружинами.

Рис. 61. Привод управления коробкой передач:

1, II. III, IV и V — соответственно первая. вторая, третья, четвертая и пятая передачи; 3. х. — задний ход: Н — нейтральное положение; 1 — рычаг управления коробкой передач; 2 — рычаг механизма переключения передач; 3 — вал переключения передач; 4 — механизм переключения передач: 5 — промежуточный рычаг переключения передач; 6 — шток: 7 — палец; 8 — серьга шарнира: 9 — наконечник тяги: 10 — стяжные болты; 11 — тяга; 12 — вал; 13 — промежуточный механизм: 14 — стопорный болт; 15 — поперечный вал; 16 — промежуточный рычаг; 17 — рычаг привода промежуточного механизма

Учитывая отсутствие синхронизатора у шестерен первой передачи, во избежание поломки шестерен переключение на первую передачу необходимо производить только после значительного уменьшения скорости движения.

Достаточно удаленное от водителя расположение коробки передач привело к необходимости осуществления дистанционного привода управления коробкой. Дистанционный привод (рис. 61) состоит из механизма 4, расположенного непосредственно на коробке передач, и системы тяг и рычагов, связанных с рычагом переключения передач, смонтированным в кабине.

В приливах верхней крышки 1 (рис. 62) коробки передач смонтированы три штока.

На каждом штоке неподвижно закреплены вилки переключения передач. На крайнем правом (по ходу автомобиля) штоке закреплена вилка 3 переключения первой передачи и заднего хода, на среднем штоке — вилка 4 переключения второй и третьей передач и на третьем штоке —вилка 3 переключения четвертой и пятой передач.

Для обеспечения строгого положения на штоке каждая вилка крепится к нему установочным стопорным винтом, который конусным концом входит в такое же отверстие штока. Чтобы винт не отвертывался, он привязан шплинт-проволокой к вилке. Кованые стальные вилки имеют тщательно изготовленные и подвергнутые термической обработке губки, входящие в кольцевую проточку муфты переключения передач.

Штоки 5, 20 и 21 передвигаются в направляющих опорах верхней крышки с помощью рычага 22 дистанционного механизма переключения передач. На штоке первой передачи и заднего хода, а также на штоке переключения второй и третьей передач имеются головки (соответственно 11 и 17).

В головку 17 рычаг 22 входит непосредственно, а в головку 11 — через поводок 15 переключения первой передачи и зад- него хода.

Для включения четвертой и пятой передач рычаг 22 может входить непосредственно в паз вилки 8 переключения этих передач. Положение штока первой передачи и заднего хода зафиксировано в крышке с помощью предохранителей 16, входящих в поводок 15 под действием пружины 12, помещенной в специальном стакане 13. Только преодолев усилие пружины этого предохранителя, можно включить первую передачу или
Задний ход. Кроме того, имеются фиксаторы штоков, выполненные в виде шариков 18 с пружинами.

Рис. 62. Крышка коробки передач:

1 — верхняя крышка: 2 — пробка; 3 — вилка переключения первой передачи и заднего хода; 4 — вилка переключения второй и третьей передач: 5 — шток вилки переключения четвертой и пятой передач; 5, ю — заглушки; 7 — шарики замка штока; 8 — вилка переключения четвертой и пятой передач; 9 — стопорный болт; 11 — головка штока вилки переключения первой передачи и заднего хода; 12 — пружина предохранителя; 13 — стакан пружины: 14— ось поводка; 15 —поводок переключения первой передачи и заднего хода; 16 — предохранители включения заднего хода; 17 — головка штока вилки переключения второй и третьей передач; 18 — шарнк фиксатора; 19 — пружина фиксатора; 20 — шток вилки переключения второй и третьей передач; 21 — шток вилки переключения первой передачи и заднего хода; 22 — рычаг дистанционного механизма переключения передач; 23 — штифт замка штока

На штоках имеются по три канавки под шарик. Шарики фиксаторов под действием пружин входят в эти канавки и фиксируют штоки в положении, соответствующем включению определенной передачи, а также в нейтральном положении.

Чтобы исключить возможность одновременного включения двух различных передач из-за совместного передвижения двух штоков, имеется замок, который при передвижении одного из штоков запирает два других в нейтральном положении. Для этого в перегородке верхней крышки коробки передач просверлен канал, в котором между штоками вложено по два шарика 7. В штоках сделаны выемки под шарики; кроме того, в среднем штоке имеется отверстие, в которое вставлен штифт 23 замка штоков. При перемещении среднего штока шарики выходят из его углублений и входят в углубления крайних штоков, запирая последние.

Если перемещается один из крайних штоков, то шарик выходит из имеющегося в нем углубления и, нажимая на смежный шарик, передвигает штифт среднего штока таким образом, что он нажимает на два других шарика, один из которых входит в углубление второго крайнего штока, запирая его и средний шток.

На верхней крышке коробки передач смонтирован картер 36 (см. рис. 58) дистанционного механизма управления коробкой передач, в котором располагается вал 40 переключения передач с неподвижно закрепленным на нем рычагом 37, управляющим штоком переключения передач, и промежуточным рычагом 30. связанным с продольной тягой дистанционного привода.

В картере дистанционного механизма располагается также штифт 38 фиксатора выбора передач, который пружиной 39, расположенной в отверстии картера, прижимается к рычагу 37 и удерживает его в нейтральном положении. На внешнем конце консольной части картера в приливах сделаны опоры для штока 29 вилки продольной тяги. На штоке 29 неподвижно закреплена головка, в которую входит головка рычага 30.

Шток 29 вилки продольной тяги в своих опорах может совершать как продольное, так и угловое перемещения. Угловое перемещение штока 29 вызывает продольное перемещение вала 40, что приводит к соединению сидящего на нем рычага 37 с определенным ползуном в верхней крышке коробки передач.

Продольное перемещение штока 29 вилки продольной тяги вызывает поворот вала 40 переключения передач и сидящего на нем рычага 37. При этом шток вилки переключения передач вместе с вилкой перемещается до включения соответствующей передачи.

Управление движением штока 6 (см. рис. 61) вилки продольной тяги осуществляется продольной тягой 11 привода дистанционного механизма, шарнирно связанной как со штоком вилки продольной тяги, так и с валом 12 промежуточного механизма, закрепленного в картере на раме автомобиля. В промежуточном механизме 13 обеспечивается передача движения во взаимно перпендикулярных плоскостях. Для этого продольный валик картера шарнирно соединен с поперечным валом 15, связанным с рычагом 17 привода промежуточного механизма.

Промежуточный рычаг 16 шарнирно связан с основным рычагом 1 управления коробкой передач, расположенным в кабине. Этот рычаг имеет в кабине шаровую опору, позволяющую перемещать его в необходимом направлении для включения требуемой передачи.

Наличие шарнирных соединений и шаровой опоры обеспечивает возможность опрокидывания кабины без нарушения нейтрального положения рычага управления коробкой передач. В этом случае шаровая опора рычага, связанная с основанием кабины, скользит по стержню рычага. При опущенной кабине во всем дистанционном приводе обусловливается четкая кинематическая связь между каждым элементом механизма управления передачами коробки передач.

Верхний конец рычага 1 имеет шаровую головку, на которой нанесен порядок переключения передач.