Неизвестный танк часть 4 - 12

СХЕМЫ КОРОБОК  ПЕРЕДАЧ

Коробки передач могут быть устроены по-разному. Однако в каждой коробке обязательно есть ведущий вал, которому передается крутящий момент от двигателя, и ведомый, передающий уже измененный в коробке крутящий момент ведущим колесам танка

Рассмотрим основные схемы коробок передач, применяющихся на танках. Главное различие в этих схемах заключается в количестве ше­стерен и валов и способах использования шестерен — используются ли одни и те же шестерни на нескольких передачах или только на одной.

На рис. 412 показана простейшая ко­робка передач.

Рис.412. Схема коробки передач с двумя валами

В ней всего два вала. В та­кой коробке трудно получить большое пере­даточное число, так как крутящий момент на каждой передаче передается только через одну пару шестерен, а одна пара шестерен не может дать значительного передаточного числа. В самом деле, если ведущая ше­стерня имеет всего 12 зубьев (по условиям изготовления и работы шестерен меньше зубьев обычно не делают), то ведомая ше­стерня при передаточном числе 5 будет иметь 60 зубьев, а диаметр ее для обычных танковых коробок будет не менее 300 мм. При большем передаточном числе размеры шестерен будут еще больше, и вся коробка станет очень громоздкой.

Как правило, в танковых коробках передач передаточное число одной пары ше­стерен не превышает 3, поэтому коробки с двумя  валами применяются лишь при малом диапазоне скоростей.

Если диапазон скоростей велик, крутящий момент на каждой пере­даче передается через две и более пар шестерен. Тогда общее переда­точное число равно произведению передаточных чисел каждой пары и может быть достаточно велико даже при сравнительно небольших ше­стернях. В этом случае между ведущим и ведомым валами имеется один (рис. 413) или несколько передаточных валов с промежуточными ше­стернями.

Рис.   413,   Схема коробки передач с тремя валами (одинпередаточный вал)

В коробке передач, показанной на рис. 413, ведущий и ведомый валы расположены соосно — на одной прямой. Это дает возможность соединять их кулачковой или зубчатой муфтой так, что оба вала могут вращаться как одно целое (с передаточным числом, равным единице). Такая передача называется прямой; при ее включении шестерни вращаются вхоло­стую. Вследствие этого зубья шестерен не изнашиваются и мощность на преодоление тре­ния между зубьями почти не затрачивается.

Прямой передачей выгодно делать ту из передач, на которой машина движется большую часть времени (так, на автомоби­лях прямой передачей чаще всего делают высшую передачу).

Так как на танке высшей передачей приходится пользоваться сравнительно редко (она предназначена для движения только по хорошим дорогам), прямую передачу в тан­ковых коробках делают не высшей, а пред­шествующей ей. Передаточное число прямой передачи равно единице; поэтому, чтобы ско­рость танка на высшей передаче была боль­ше, чем на прямой, передаточное число выс­шей передачи должно быть меньше единицы. В этом случае ведомый вал должен вращаться быстрее ведущего. Такую передачу называют повышающей.

С увеличением числа передач увеличивается и число шестерен коробки. Чтобы избежать значи­тельного увеличения числа шесте­рен, а значит, и размеров коробки,, делают комбинированные короб­ки, в которых общее число ше­стерен уменьшено, В рассмотрен­ных нами коробках число шесте­рен вдвое больше числа передач, т. е. на каждую передачу при­ходится по паре шестерен. Короб­ка, показанная на рис, 414, имеет десять шестерен, но она дает не пять, а восемь передач.

Рис. 414, Схема комбинированной коробки передач

Действи­тельно, когда сцеплены шестер­ни 1и 2, передвижением каре­ток ведомого вала можно полу­чить четыре передачи. Еще четы­ре передачи дадут те же каретки при сцеплении шестерен 3 и 4.Но управлять коробкой такого устройства, как показано на рис, 414, труднее, чем простой: чтобы включить некоторые передачи, приходится передвигать сразу две ка­ретки—одну на ведущем, другую на ведомом валу.

Более сложные сочетания шестерен позволяют еще уменьшить их число. Так, в коробке, где промежуточные шестерни установлены неза­висимо одна от другой (не на общих валах), можно с десятью шестер­нями получить уже не восемь, а шестнадцать передач. Правда, меха­низм управления такой коробкой будет весьма сложным.

ЗАДНИЙ ХОД

Коленчатый вал двигателя всегда вращается в одну и ту же сто­рону. Между тем, чтобы танк мог свободно маневрировать, в особенно­сти в узких проходах, он должен иметь возможность двигаться не только вперед, но и назад. Для этого служит передача   заднего хода,или, сокращенно, зад­ний ход. Пользуясь задним ходом, можно изменять направление вращения ведущих ко­лес танка при неизмен­ном направлении вра­щения коленчатого ва­ла двигателя.

Для получения зад­него хода в короб­ке имеется дополнитель­ная каретка — каретка заднего хода (рис. 415). 

Рис. 415. Каретка заднего хода

При движении танка вперед каретка на ведомом валу (на рисунке задняя шестерня) сцеплена с шестерней ведущего вала. Так как ведущий вал вращается по часовой стрелке, то ведомый будет вращаться против часовой стрелки, как показано прерывистой стрелкой. То же самое произойдет при включении любой другой передачи (на рисунке шестерни этих передач не показаны).

Чтобы включить задний ход, передвигают каретку заднего хода, вводя ее в зацепление с шестерней на ведущем валу. Каретка заднего хода и ее вал с сидящей на нем вто­рой шестерней начнут вращаться против часовой стрелки. Вторая ше стерня каретки заднего хода, сцеп­ленная с шестерней ведомого вала, будет вращать ведомый вал по часо­вой стрелке, т. е. в направлении, противоположном тому, которое было при движении танка вперед. Вслед­ствие этого изменится направление вращения ведущих колес танка, и танк пойдет задним ходом,

ДЕМУЛЬТИПЛИКАТОР

Чтобы увеличить число передач и диапазон скоростей, на некоторых танках устанавливали две коробки передач, соединяя ведомый вал одной из них с ведущим валом другой. До­полнительная коробка, имеющая две, реже три передачи, называется де­мультипликатором в том случае, если ее передачи замедляю­щие (рис. 416), или мультипликато­ром, если ее передачи ускоряющие.

Рис. 416. Коробка   передач  с  демулътипликатором

Если на танке стоит четырехсту­пенчатая коробка, демульти­пликатор позволяет получить во­семь передач — по четыре на каж­дой передаче демультипликатора.

Коробка в сочетании с демульти­пликатором работает так же, как рассмотренная нами комбинирован­ная коробка (см, рис. 414), но при этом вся установка получается более громоздкой; вводится самостоятельный механизм со своим картером, отдельным рычагом управления, увеличивается общее число валов и шестерен.

Так, в коробке, показанной на рис. 414, имеется три вала и десять шестерен, а в коробке с демультипликатором (см, рис. 416) —пять валов и двенадцать шестерен, хотя число передач в обоих случаях равно восьми,

ГЛАВНЫЙ  ФРИКЦИОН 

УДАР ШЕСТЕРЕН ПРИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИИ

Рассмотрим явления, происходящие при переключении передач. Пусть коленчатый вал двигателя жестко связан с ведущим валом коробки. В коробке находятся в зацеплении шестерни 1 и 2 (рис. 417, слева). Числа оборотов этих шестерен не равны, но окружные скорости их зубьев (т. е. путь, проходимый зубом в единицу времени) одинаковы. Это понятно, так как находящиеся в зацеплении зубья шестерен не мо­гут обгонять друг друга.

Рис. 417. Удар зубьев шестерен при переключении передач

Шестерня 3, жестко сидящая на ведущем валу, делает столько же оборотов, сколько шестерня 1. Но скорость ее зубьев больше скорости зубьев шестерни 1. Действительно, чем дальше от центра вала находится зуб, т. е, чем больше шестерня, тем больший путь за один оборот вала проходит зуб этой шестерни и тем больше его окружная скорость (рис. 417, посередине). Так, например, если диаметр шестерни 3. Вдвое больше диаметра шестерни 1, то ее зуб за один оборот опи­шет вдвое большую окружность; вдвое больше будет и его окруж­ная скорость.

По той же причине окружная скорость зуба шестерни 4 на ведомом валу меньше, чем окружная скорость зуба шестерни 2, Значит, скорость зуба шестерни 3 намного больше скорости зуба шестерни 4. Разность в скоростях зубьев этих шестерен будет тем больше, чем сильнее раз­рыв между скоростями обеих передач.

Разность окружных скоростей даст себя знать при попытке ввести в зацепление шестерни 3 и 4, т. е. перейти на высшую передачу; прои­зойдет удар зубьев зацепляемых шестерен; он будет тем сильнее, чем больше разница между окружными скоростями шестерен.

Удар не произойдет, если окружные скорости зубьев обеих шесте­рен в момент включения будут одинаковы. Чтобы уравнять их, надо за­медлить вращение ведущего вала после того, как выключена низшая передача. Это можно сделать, уменьшив подачу горючего, т. е. снизив обороты коленчатого вала двигателя. Для безударного включения пере­дачи механик-водитель должен точно уловить момент, когда скорости уравняются.

При переходе с высшей передачи на низшую (рис. 417, справа) окружная скорость зубьев шестерни 1 меньше, чем окружная скорость зубьев шестерни 2. Чтобы уравнять окружные скорости, можно после выключения передачи  увеличить подачу горючего, ускорив тем самымскорость вращения ведущего вала. Можно также выждать, пока не сни­зятся обороты ведомого вала в результате замедления движения танка, идущего по инерции. Но в обоих случаях все зависит опять-таки от искусства механика-водителя.

ФРИКЦИОННАЯ МУФТА

Если на время переключения передач разъединить ведущий вал ко­робки с коленчатым валом двигателя, удар будет значительно слабее. Так как ведущий вал коробки уже не связан с двигателем и вращается только по инерции, а масса этого вала невелика, то число оборотов его может легко измениться, как только шестерни начнут входить в зацеп­ление; поэтому между двигателем и коробкой передач должен быть ме­ханизм, который позволял бы отключать их друг от друга на время переключения передач, а затем вновь соединять. Таким механизмом мо жет быть соединительная муфта.

Однако жесткая соединительная муфта, например зубчатая, для этой цели не годится. При ее включении тоже произойдет удар, но не зубьев шестерен, а зубьев муфты. Меха­низм должен постепенно урав­нивать скорости коленчатого вала двигателя и ведущего вала коробки, которые он соединяет. Этого можно достичь при помощи такой муфты, которая передает крутящий момент посредством трения. Такая муфта называется фрикционной. Фрикционная муфта, соединяющая двигатель танка с его коробкой передач, называется главным фрикционом или сцеплением.

В работе почти всех рассмотренных нами ранее механизмов уча­ствовала сила трения. В большинстве случаев она оказывает вредное влияние, поэтому ее стараются уменьшить. Но уже при рассмотрении движения танка в начале настоящей главы мы познакомились с полез­ным действием силы трения. Именно сила трения удерживает опорные ветви гусениц на грунте, препятствуя их буксованию, т. е. обеспечивает движение танка.

Во фрикционных механизмах, к числу которых принадлежит и глав­ный фрикцион, сила трения используется для передачи крутящего мо­мента от одной вращающейся детали к другой.

Простейшая фрикционная муфта состоит из двух дисков, установ­ленных на разных валах и прижатых один к другому (рис. 418).

Рис. 418. Схема фрикционной муфты

Возни­кающая вследствие прижатия сила трения обеспечит передачу от одного вала к другому крутящего момента, величина которого будет равна про­изведению силы трения на средний радиус дисков (радиус трения).

Устройство главного фрикциона рассмотрено в главе III.

• Назад
• Вперед