Ступенчатые и планетарные коробки передач механических трансмиссий - часть 5

 

 

19

 

дач. Базовая их коробка выполняется с достаточно широким собственным диа-
пазонном  передаточных  чисел  и  имеет  обычно  ряд  их.  Для  дополнительного 
редуктора выбирается Д

р 

≈

 

5

,

0
в

q , где q

в

–  отношение передаточных чисел двух 

соседних  высших  передач  базовой  коробки.  Этим  обеспечивается  получение 
плотного  геометрического  ряда  в  области  высших  передач  многоступенчатой 
коробки.  

Многоступенчатые коробки передач с задним редуктором могут иметь как 

четное число передач (рис. 1.12, б, г), так и нечетное (рис. 1.12, д).  

На рис. 1.12, в, г показано построение ряда передаточных чисел 8-ступен-

чатых  коробок.  При  таком  построении  базовая  коробка  имеет  обычно  уплот-
ненный ряд передаточных чисел, близкий к геометрическому, со знаменателем 
q

б

 

≈

 1,35–40. Диапазон  их  для  дополнительного  редуктора  перекрывает  соот-

ветствующий диапазон базовой коробки и выбирается по условию Д

р 

n
б

q

≈

, где 

n –  число передач в базовой коробке. Ряд передаточных чисел многоступенча-
той коробки в этом случае получается близким к геометрическому со знамена-
телем q = q

б

.  Принципиально  такое  же  построение  возможно  и  для 10-

ступенчатой коробки передач. При этом плотность ряда может быть повышена 
до q 

≈

 1,25–1,30. 

На рис. 1.11, д показано построение ряда передаточных чисел 9-ступенча-

той коробки. Ее 5-ступенчатая базовая коробка имеет уплотненный их геомет-
рический ряд со знаменателем q

б.с

 в сокращенном диапазоне, образованном пе-

редачами 2–5. Диапазон  передаточных  чисел  заднего  редуктора  перекрывает 
соответствующий  сокращенный  диапазон  базовой  коробки:  Д

р

  =

1

n

с

.

б

q

−

.  Блоки-

ровкой  в  механизме  переключений  исключается  возможность  включения  пер-
вой передачи базовой коробки, когда в редукторе включена высшая ступень. В 
результате коробка имеет 9 передач вместо 10 потенциально возможных; в диа-
пазоне  передач II–IX обеспечивается  ряд  передаточных  чисел,  близкий  к  гео-
метрическому  со  знаменателем q = q

б.с

.  Между  передачами 1–2 шаг  увеличен 

(q

1-2

 >q

б.с

 ), за счет этого общий диапазон передаточных чисел многоступенча-

той  коробки  может  быть  достаточно  большим  (Д

к

 =12–13) Вариант  многосту-

пенчатой коробки с 2-ступенчатым редуктором и нечетным числом передач по-
зволяет  уменьшить  необходимый  диапазон  передаточных  чисел  дополнитель-
ного редуктора при достаточно большом общем их диапазоне для коробки, что 
облегчает  синхронизацию  при  переключениях  редуктора;  выполнить  без  син-
хронизатора  первую  передачу  базовой  коробки,  не  усложняя  управление,  так 
как на ходу эта передача не включается. 

На  рис. 1.12, е  показано  принципиальное  построение  ряда  передаточных 

чисел 16-ступенчатой коробки передач. Совместно с базовой 4-ступенчатой ча-
стью коробки передач с геометрическим рядом передаточных чисел устанавли-
ваются  ступенчатые   редукторы: передний делитель   с Д

р.п. 

= 

б

q

      задний – 

с Д

р.з.

 = 

n
б

q .    Общий геометрический ряд передаточных чисел имеет знаменатель  

q = 

б

q . 

 

 

20

 

Приведенные  на  рис. 1.11 диаграммы  показывают,  как  располагаются  пе-

редаточные числа базовой коробки в общем их ряду для многоступенчатой ко-
робки при различных вариантах построения ряда. Отсутствие произвольности в 
построении  ряда  передаточных  чисел  многоступенчатой  коробки,  на  что  гра-
фически  указывает параллельность  лучей определенной ступени дополнитель-
ного редуктора, аналитически отображается соответствующими зависимостями 
между передаточными числами: 

⎪

⎪

⎪

⎪

⎭

⎪⎪

⎪

⎪

⎬

⎫

=

=

=

=

=

−

=

=

=

−

=

=

=

−

=

=

=

=

=

=

.

Д

/u

u

/u

u

/u

u

 

u

/

u

/u

u

ступеней

 

10

,

Д

/u

u

 

u

/

u

/u

u

ступеней

 

9

,

Д

/u

u

 

u

/

u

/u

u

ступеней

8

:

редуктором

задним

с

передач

коробка

)

б

;

Д

...

u

/

/u

u

 

u

/

u

/u

u

делителем

с

передач

коробка

)

а

р

VI

I

VII

II

VIII

III

IХ

IV

Х

V

р

VI

II

VIII

IV

IХ

V

р

V

I

VII

III

VIII

V

1

р

VIII

VII

VI

V

IV

III

II

1

   1.1 

Равенства (1.1) позволяют  проверить  возможность  осуществления  задан-

ных  передаточных  чисел  многоступенчатой  коробки.  Если  соответствующее 
равенство  не  удовлетворяется,  полученные  передаточные  числа  должны  быть 
соответствующим образом скорректированы. 

Конструкции   некоторых  многоступенчатых коробок передач показаны на 

рис. 1.12–1.15. 

Десятиступенчатая коробка передач (рис. 1.13) выполнена с передним де-

лителем на базе 5-ступенчатой коробки передач (см. рис.1.6).  Ее  схема соот-
ветствует   приведенной  на  рис. 1.10, а; построение ряда передаточных чисел –   
рис. 1.11, б.  Коробка  имеет  высокую  степень  унификации.  За  исключением 
первичного вала в 10-ступенчатой модификации используются все детали базо-
вой 5-ступенчатой  коробки.  При  установке  делителя  первичный  вал  базовой 
коробки заменяется валом 4. Все зубчатые колеса коробки находятся в посто-
янном зацеплении. 

Восьмиступепчатая коробка передач (рис. 1.14) выполнена по схеме, пока-

занной  на  рис. 1.11, г.  Построение  ряда  ее  передаточных  чисел  соответствует 
рис. 1.12, а.  

Эта коробка передач имеет задний дополнительный 2-ступенчатый редук-

тор вального типа с прямой и понижающей ступенями. Главными особенностя-
ми  конструкции  показанной  коробки  передач  являются:  общий картер 1 для  
4-ступенчатой базовой части и заднего редуктора; особый вид размещения шес-
терен заднего хода. От шестерни 2 первой передачи вторичного вала приводит-
ся во вращение ведомая шестерня 8 вала 7 заднего хода, вал проходит в отсек 
заднего редуктора и с помощью свободно установленной шестерни 6 соединя-
ется  с  ведомой  шестерней 4 первой  пары  редуктора.  Включение  заднего  хода 
производится муфтой 5. Указанное размещение шестерен позволяет уменьшить 
осевой размер коробки. Промежуточные валы 9 и 3 выполнены заодно с шес-
тернями низших ступеней. 

 

 

 

21

 

 

 

 

Рис. 1.13. Десятиступенчатая коробка передач автомобиля КамАЗ-5320 

 
Остальные  зубчатые  колеса  промежуточных  валов  сцентрированы  по  ци-

линдрическим шейкам вала и фиксированы от проворачивания с помощью мел-
ко-шлицевых соединений. Шлицевые участки на шейках вала занимают не бо-
лее 1/5 длины шейки, что облегчает сборку промежуточного вала. 

Девятиступенчатая     коробка   передач    (рис. 1.15)   выполнена     на   ба-

зе 5-ступенчатой  по  схеме,  показанной  на  рис. 1.11, в,  и  имеет 2-ступенчатый 
задний  планетарный  редуктор.  Построение  ряда  передаточных  чисел  этой  ко-
робки  соответствует  рис. 1.12, д.  Особенности  конструкции:  применен  картер 
из алюминиевого сплава; картер базовой коробки выполнен совместно с карте-
ром сцепления и имеет горизонтальный разъем по оси первичного и вторичного 
валов,  верхняя  половина  картера 1 используется  также  для  размещения  меха-
низма переключения передач; подшипники валов установлены в стальные ста-
каны;  предусмотрен  дополнительный  отбор  мощности  с  торца  заднего  конца 
промежуточного вала 8; для смазки подшипников ведомых зубчатых колес по-
стоянного зацепления и деталей планетарного редуктора используется маслона-
гнетающее кольцо 3, с помощью которого направляется масло, вытесняемое из 
картера через задний подшипник первичного вала 2, в центральный канал вто-
ричного вала 4. Планетарный редуктор выполнен в виде однорядного трехзвен-
ного механизма. Солнечная шестерня 5 механизма с помощью зубчатой муфты 

 

 

22

 

соединена  со  вторичным  валом 4 базовой  коробки.  Водило  механизма  жестко 
соединено с выходным валом редуктора 7. Высшая (прямая) ступень редуктора 
получается при блокировке механизма путем соединения эпицикла 6 с водилом. 
Низшая ступень получается остановкой эпицикла путем замыкания на картер. 

 

Рис. 1.14. Конструкция  восьмиступенчатой коробки передач 

 
Десятиступенчатая коробка передач (рис. 1.16) имеет 5-ступенчатую базо-

вую коробку с плотным геометрическим рядом передаточных чисел (q = 1,26) и 
2-ступенчатый  вальный  задний  редуктор.  Все  зубчатые  колеса  прямозубые  с 
постоянным  зацеплением.  Синхронизаторы  установлены  только  в  редукторе. 
Малые перепады угловых скоростей, соответствующие плотному ряду переда-
точных чисел в базовой коробке, облегчают переключение последней без син-
хронизаторов. Главной особенностью коробки передач является передача мощ-
ности  двумя  потоками  как  в  базовой  коробке,  так  и  в  редукторе.  Имеется  два 
одинаковых промежуточных вала 3. 

 Выравнивание  нагрузок  в  параллельных  потоках  обеспечивается  приме-

нением в базовой коробке самоустанавливающегося вторичного вала 4. Концы 
этого вала поддерживаются небольшими круглыми торсионами 9x10.  

Торсионы имеют высокую податливость в поперечном направлении и уже 

при  небольшом  различии  усилий  в  зубчатых  зацеплениях  параллельных  пото-
ков их концы, соединенные с валом 4, перемещаются вместе с ним в попереч-
ном направлении, восстанавливая равновесие.