Коробка переключения передач

Коробка переключения передач (КПП) двигателя ЯМЗ-236Н—механическая, с неподвижными осями валов, шестернями постоянного зацепления (кроме шестерни первой передачи и заднего хода), трёхходовая, пятиступенчатая, с синхронизаторами на 2—3 и 4—5 передачах, обеспечивающими безударное и бесшумное переключение передач.

Картер 64 КПП (рис. 5.1) отлит из серого чугуна и крепится к картеру сцепления 3 восемью болтами. Картер КПП центрируется в картере сцепления поверхностью крышки 2. На левой стороне картера расположено контрольное отверстие для проверки уровня масла, на нижней — два резьбовых отверстия для слива, закрытых пробками 48 и 59. В нижней части картера предусмотрено окно для установки крышки 51 с магнитом 53 и сеткой 54, служащей для фильтрации масла, которое по каналу поступает к насосу 65. Между крышкой и картером установлена уплотнительная прокладка. В передней и задней стенках картера расположены отверстия для установки подшипников и резьбовые отверстия для крепления крышек подшипников 2,42 и 43.

Рис. 5.1. Коробка переключения передач двигателя ЯМЗ-236Н: 1 — ведущий (первичный) вал; 2 — крышка заднего подшипника ведущего вала; 3 — картер сцепления; 4, 41 - сальник; 5 — задний подшипник ведущего вала; 6 — маслоотводная трубка; 7—передний подшипник ведомого вала; 8 — синхронизатор четвертой и пятой передач; 9— вилка; 10 — кулиса рычага переключения передач; 11 — пружина стопорного шарика; 12 — втулка шестерни третьей передачи ведомого вала; 13 — сапун; 14 — вилка переключения второй и третьей передач; 15 — синхронизатор второй и третьей передач; 16 — шестерня второй передачи ведомого вала; 17 — упорное кольцо; 18 — вилка переключения первой передачи; 19 — шестерня первой передачи и заднего хода; 20 — задний подшипник ведомого вала; 21 — ведомый (вторичный) вал;

22 — стакан пружины предохранителя; 23 — пружина предохранителя; 24 — ось поводка; 25 — штифт предохранителя; 26 — защитный колпак; 27 — штифт-фиксатор; 28 — пружина рычага; 29 — опора рычага; 30 — крышка коробки передач; 31, 48, 59 — пробки маслозаливных отверстий; 32 — шарик замка штоков; 33 — штифт замка штоков; 34 — установочный винт; 35 — поводок; 36 — фланец; 37— ось блока промежуточных шестерен заднего хода; 38 — промежуточная втулка; 39 — игольчатый подшипник; 40 — блок промежуточных шестерен заднего хода; 42 — крышка заднего подшипника ведомого вала; 43 — крышка заднего подшипника промежуточного вала; 44 — упорная шайба;

45 — задний подшипник промежуточного вала; 46 — промежуточный вал; 47 — шестерня первой передачи и заднего хода промежуточного вала; 49 — шестерня второй передачи промежуточного вала; 50 — распорная втулка; 51 — крышка заборника; 52 — пружинное кольцо магнита; 53 — магнит; 54 — сетка заборника масла; 55 — шестерня третьей передачи промежуточного вала; 56 — шестерня пятой передачи промежуточного вала; 57 — шлицевая втулка синхронизатора; 58 — шестерня третьей передачи ведомого вала; 60 — втулка шестерни пятой передачи ведомого вала; 61 — шестерня пятой передачи ведомого вала; 62 — шестерня отбора мощности; 63 — ведомая шестерня промежуточного вала; 64 — картер коробки передач; 65 — масляный насос; 66— кольцевая гайка

В КПП установлены три вала: ведущий (первичный) 1, ведомый (вторичный) 21 и промежуточный 46. Ведущий вал — стальной. Как одно целое с ним выполнены: ведущая косозубая шестерня постоянного зацепления, зубчатый венец для включения четвертой передачи, конус для синхронизатора. Вал вращается на двух подшипниках. Передний подшипник установлен в гнезде коленчатого вала двигателя, задний 5—в гнезде, выполненном в передней крышке коробки.

От осевого перемещения в картере вал 1 удерживается стопорным кольцом подшипника и крышкой 2. Задний подшипник 5 напрессован на ведущий вал и дополнительно удерживается кольцевой гайкой 66. На шлицевом конце ведущего вала установлены ведомые диски сцепления, передающие крутящий момент двигателя на КПП. Задняя цилиндрическая часть вала служит опорой консольному выступу крышки 2 заднего подшипника вала, на котором перемещается муфта выжимного подшипника сцепления. Для предотвращения утечки масла из КПП ведущий вал уплотнен сальником 4. В заднем торце вала выполнена выточка под передний подшипник 7 ведомого вала КПП и просверлены отверстия для подвода масла к трущимся поверхностям синхронизаторов ведомого вала. С целью предотвращения утечки масла между задним торцом ведущего вала и передним торцом ведомого установлена маслоотводная трубка 6.

Ведомый вал 21 расположен в КПП соосно с ведущим валом и вращается в двух подшипниках: роликовом цилиндрическом 7, расположенном в гнезде ведущего вала, и шариковом 20, установленном в гнезде, выполненном в задней стенке картера КПП. Шариковый подшипник 20 предохранен от осевого смещения стопорным кольцом, размещенным между задней обработанной поверхностью картера КПП и выточкой крышки 42 подшипника.

Ведомый вал изготовлен из легированной стали. По оси вала, со стороны переднего роликового подшипника 7, выполнено ступенчатое отверстие, через которое подается смазка к втулкам шестерен второй, третьей и пятой передач по соответствующим радиальным сверлениям. На заднем конце ведомого вала установлен фланец 36 для крепления карданного вала. Между торцом фланца и подшипником установлена распорная втулка. Гайка крепления фланца стопорится выпуклой пружинной шайбой и шплинтом. Роликовый подшипник 7 установлен на шейке вала диаметром 40 ± 0,008 мм и от осевого смещения удерживается стопорным кольцом. На ведомом валу свободно вращаются на подшипниках скольжения косозубые шестерни 16,58 и 61, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями 49, 55 и 56 промежуточного вала 46.

Шестерня первой передачи и заднего хода 19 перемещается по прямым шлицам, нарезанным на валу. Шестерни ведомого и промежуточного валов изготовлены из легированной стали. Между шестернями 16 и 58 второй и третьей передач ведомого валаустановлен первый синхронизатор 15. Второй синхронизатор 8 включения четвертой и пятой передач размещен на шейке ведомого вала между торцом ведущего вала и шестерней 61 пятой передачи ведомого вала. Шестерня 16 второй передачи установлена непосредственно на шейке ведомого вала. Ее перемещение вдоль оси вала ограничено с одной стороны упорным кольцом 17, а. с другой стороны—шлицевой втулкой 5 7 синхронизатора, напрессованной на шейку ведомого вала после установки сегментных шпонок.

На следующую шейку ведомого вала напрессована втулка 12 шестерни 58 третьей передачи. На наружной поверхности втулки выполнены полукруглые канавки, образующие карманы для смазки и удержания частиц износа. Как одно целое с шестерней 58 третьей передачи ведомого вала выполнены зубчатый венец для включения третьей передачи и конус для синхронизатора. Аналогичные венцы и конусные поверхности имеют шестерни второй, третьей и пятой передач. Подшипником скольжения шестерни 61 пятой передачи служит втулка, напрессованная на шейку ведомого вала. На наружной поверхности втулки выполнено двенадцать полукруглых канавок для смазки и удержания частиц износа. Во втулках 12 и 60 имеются отверстия для подвода смазки. Шестерня 61 пятой передачи фиксируется с одной стороны буртиком втулки, с другой — специальной упорной зубчатой шайбой и фигурной шпонкой, запирающей шайбу. Зазор между упорной шайбой и шестерней, необходимый для свободного вращения шестерни на валу, должен быть не более 0,15 мм. Зазор обеспечивается установкой упорной шайбы одного из трех размеров по толщине: 7; 7,15; 7,3 мм.

Промежуточный вал 46 вращается на двух подшипниках: роликовом и шариковом. Роликовый подшипник установлен на переднюю шейку промежуточного вала и зафиксирован на ней стопорным кольцом. Шариковый подшипник смонтирован на шейке вала и зафиксирован на ней упорной шайбой 44. Шайба крепится двумя болтами к торцу вала. Осевые нагрузки воспринимаются стопорным кольцом заднего подшипника.

Задний подшипник 45 закрыт глухой крышкой 43. Между крышкой и картером установлена картонная прокладка. На промежуточном валу расположено пять шестерен, причем одна из них — шестерня 47 первой передачи и заднего хода — выполнена как одно целое с валом. Остальные шестерни напрессованы на вал и дополнительно предохранены от проворачивания сегментными шпонками. Ведомая шестерня 63 находится в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведущего вала.

На некоторых модификациях КПП шестерня 63 снабжена пружинным гасителем крутильных колебаний—демпфером. В выточку вала после напрессовки шестерни 63 постоянного зацепления установлено замочное кольцо. В переднем торце промежуточного вала сделана прорезь для соединения со шлицевым концом валика масляного насоса 65. Шестерня 62 предназначена для отбора мощности при установке механизма отбора мощности (на ССПС не используется). Также на ССПС не используется и блок шестерен заднего хода 40.

Синхронизаторы облегчают включение второй и третьей, четвертой и пятой передач. Выравнивание угловых скоростей осуществляется благодаря трению между конусным кольцом синхронизатора и конусом шестерни.

Синхронизатор (рис. 5.2) состоит из подвижной каретки 3, передвигаемой по шлицам ведомого вала КПП, и цилиндрической обоймы 4 с двумя бронзовыми конусными кольцами 7. Бронзовые кольца крепятся к обойме заклепками 8. Обойма удерживается на каретке в среднем положении при помощи четырех фиксаторов, каждый из которых состоит из пружины 2 и шарика 1. На внутренней конической поверхности бронзовых колец (одинаковой по конусности с конусными шейками шестерен) имеются мелкие канавки, разрывающие масляную пленку в момент соприкосновения конусного кольца обоймы с конусом включаемой шестерни. Благодаря этому ускоряется выравнивание угловых скоростей.

Рис. 5.2. Синхронизатор включения четвертой и пятой передач: 1 - шарик фиксатора каретки; 2 - пружина фиксатора; 3 - каретка; 4 – обойма конусных колец; 5 - муфта; 6 - штифт обоймы; 7 - конусные кольца; 8 - заклепка крепления конусного кольца; 9 - шип каретки; 10 - фигурный паз обоймы

На каретке с двух сторон профрезерованы зубчатые венцы, входящие в зацепление с зубчатыми венцами шестерен. Зубья каретки, как и зубья венцов шестерен, выполнены в форме ласточкина хвоста, что предупреждает самовыключение зубчатой муфты при работе передачи. Между зубчатыми венцами каретки расположены четыре шипа 9 прямоугольного сечения, проходящие через фигурные пазы 10 в обойме. Снаружи на концах шипов при помощи штифтов 6 установлена муфта 5, в кольцевую проточку которой входят лапки переключающей вилки.

При включении передачи каретка синхронизатора двигается с некоторым усилием из нейтрального положения к вращающейся шестерне включаемой передачи. Одновременно с кареткой перемещается обойма с конусными бронзовыми кольцами. Под действием трения, возникающего между конусами обоймы и шестерни, начинается процесс уравнивания угловых скоростей, по завершении которого шипы каретки входят в углубление со скосами в середине фигурных пазов обоймы. При этом обойма и шипы каретки под действием сил инерции вращающихся масс прижимаются друг к другу.

Таким образом, осевое усилие переключения, прикладываемое к каретке, будет передаваться к обойме уже не только через шарики фиксаторов, но и непосредственно через скосы средних углублений в пазах обоймы. На скосах возникают две силы: осевая, прижимающая кольцо к конусу и обеспечивающая уравнивание скоростей вращения шестерни и ведомого вала, и окружная, стремящаяся повернуть обойму в обратном направлении. Когда скорости вращения включаемой шестерни и ведомого вала выровняются и взаимное скольжение конусного кольца обоймы и конуса шестерни прекратится, сила инерции, прижимающая обойму к каретке и препятствующая осевому перемещению каретки, исчезнет и шипы каретки выйдут из углублений фигурных пазов обоймы.

Каретка под продолжающимся действием осевого усилия переключения преодолеет сопротивление шариковых фиксаторов и, скользя по шлицам ведомого вала, войдет своим зубчатым венцом в зацепление с зубчатым венцом включаемой шестерни. Если даже против зуба каретки окажется не впадина венца переключения, а зуб, то благодаря скосам на торцах зубьев шестерня несколько повернется и венец каретки бесшумно и безударно войдет в зацепление с венцом шестерни.