На ведущем валу закреплены неподвижно шестерни. На ведомом валу посажены на шлицах шестерни. Это дает им возможность перемещаться вдоль вала 8 и одновременно вместе с ним вращаться.

В некоторых коробках передач, наоборот, неподвижные шестерни сидят на ведомом валу, а подвижные — на ведущем, что не меняет принципа действия коробки передач.

Кроме перечисленных шестерен, в коробке на промежуточном валу свободно посажена шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней.

Рис. 67. Принцип устройства и действия коробки передач с механическим переключением передач: а — включен передний ход; б—нейтральное положение; в — включен задний ход; 1 — ведущий вал; 2, 3,4,5 — шестерни, жестко закрепленные на ведущем валу; 6 — промежуточная шестерня; 7 — промежуточный вал; 8 — ведомый вал; 9, 10, 11 — шестерни, сидящие на шлицах ведомого вала; 12 — корпус коробки.

Действие. Во время работы двигателя с включенным главным сцеплением ведущий вал и сидящие на нем шестерни вращаются, а ведомый вал с шестернями, находящимися на его шлицах, неподвижны. При таком расположении шестерен вращение через коробку передач не передается, и это расположение принято называть нейтральным положением коробки передач.

Если же при работающем двигателе в зацеплении оказываются, например, шестерни, то вращение от вала передается на вал. Но поскольку ведущая шестерня имеет меньший диаметр, чем ведомая, частота вращения ведомого вала будет меньше, чем частота вращения ведущего вала, а крутящий момент на ведомом валу будет больше. Такую передачу называют (для данной схемы) первой передачей. Трактор при этом двигается медленно, но одновременно с этим обладает большой силой тяги.

Соединяя поочередно шестерни, можно получить еще два варианта передаточных чисел, или, иначе, вторую и третью передачи, при которых скорость движения трактора увеличивается, а тяговое усилие уменьшается.

Если соединить шестерню с шестерней, ведомый вал будет вращаться в обратную сторону, т. е. будет включен задний ход.

Таким образом, в рассматриваемой коробке передач можно получить три различные передачи вперед и одну передачу назад, обеспечивающие три различных тяговых усилия вперед и одно назад. Такая коробка называется механической трехскоростной.

Известно, что сельскохозяйственные машины и орудия, буксируемые трактором, имеют самые разнообразные тяговые сопротивления. Причем бывают случаи, когда одна и та же машина или орудие в различных условиях эксплуатации обнаруживает различные тяговые сопротивления. Это обстоятельство говорит о том, что нагрузка на двигатель весьма разнообразна, поэтому ему приходится работать на разных режимах, порой весьма неэкономичных.

Для того чтобы трактор работал более экономично со всевозможными машинами или орудиями, в коробках передач установлены не три, а значительно больше передач — четырнадцать, восемнадцать, двадцать две и др.

Переключение передач в такой коробке осуществляется специальным механизмом, который состоит из рычага (рис. 68, а), ползунов (или валиков) и вилок, входящих в кольцевые выточки кареток подвижных шестерен, сидящих на ведущем валу.

Для того чтобы в начале движения трактора соединить быстро вращающуюся шестерню на ведущем валу с неподвижной шестерней на ведомом валу, вращающуюся шестерню следует остановить. Для этого необходимо выключить главное сцепление трактора, а уже после соединения шестерен плавно его включить.

Для того чтобы нельзя было переключить передачи без предварительного выключения главного сцепления и остановки ведомого вала, на коробке передач установлен блокировочный механизм, который уменьшает износ зубьев шестерен и обеспечивает более надежную фиксацию подвижных шестерен коробки во время работы.

Этот механизм состоит из фиксаторов и валиков, соединенных через рычаги и тягу с педалью управления сцеплением. Когда сцепление включено (см. рис. 68, б, положение /), выточки на валиках располагаются так, что валик не позволяет фиксаторам подняться и пропустить ползун для переключения передачи.

Рис. 68. Устройство для переключения передач подвижными шестернями:
а — общий вид коробки передач; б — механизм переключения; 1 — ведущий вал; 2—ползун; 3— планка; 4 — конец рычага переключения; 5 — рычаг переключения; 6 — валик; 7 — фиксатор; 8 — вилка; 9, 10 — каретки; 11 — ведомый вал; 12, 13 — ведомые шестерни; I — механизм переключения заблокирован ; II — то же, разблокирован.

Для включения нужной передачи следует нажать на педаль сцепления (положение //). Валик при этом повернется на угол, при котором его выточка расположится над фиксаторами. Затем нужно поставить рычаг (см. рис. 68, а) так, чтобы его нижний конец встал против нужного ползуна, и повернуть рычаг вперед или назад (в зависимости от того, какую нужно включить передачу). При этом соединяются шестерни А и А’ или Б и Б’ .

Обычно в коробках передач имеется не один ползун, а несколько, причем их располагают рядом так, чтобы можно было переключать все передачи одним рычагом. Для того чтобы нижний конец рычага не захватывал одновременно два ползуна, между ними помещают разделительные планки (см. рис. 68, а).

Коробка передач с гидравлическим переключением передач. Устройство. В чугунном корпусе (рис. 69, а) устанавливают валы — ведущий, ведомый, заднего хода (не показан) и др.

На ведущем валу жестко укреплены четыре ведущие шестерни, а на ведомом свободно посажены на шариковых подшипниках четыре ведомые шестерни (на рисунке показано только по две шестерни). Ведомые и ведущие шестерни попарно соединены между собой и находятся в постоянном зацеплении. Каждая из ведомых шестерен соединена с гидроподжимной муфтой, жестко укрепленной на ведомом валу.

Гидроподжимные муфты предназначены для соединения свободно вращающихся ведомых шестерен с ведомым валом. Муфты собраны попарно в барабане, жестко установленном своей шлицевой ступицей на ведомом валу коробки передач.

Каждая из муфт устроена следующим образом. Внутри барабана помещены: поршень, прижимаемый пружинами к перегородке барабана, а также ведущие и ведомые диски (дисков бывает четыре или пять).

Ведущие диски 8 своими внутренними зубьями соединяются со шлицами на ступицах шестерен, а ведомые входят своими выступами в пазы барабана. Для подачи внутрь гидромуфты рабочей жидкости в ведомом валу и ступице барабана сделаны каналы.

Действие. Во время работы двигателя с включенным главным сцеплением ведущий вал (рис. 69, б) и все ведущие и ведомые шестерни вращаются, а ведомый вал и гидроподжимные муфты неподвижны. Такое положение называется нейтральным.

Если же подать в любую из гидромуфт рабочую жидкость под давлением 0,7…0,9 МПа, создаваемым насосом, поршень передвинется от перегородки барабана и сожмет ведущие и ведомые диски между собой. Муфта замкнется, и ведомый вал начнет вращаться.

Поскольку у ведущих и ведомых шестерен диаметры по величине разные, в рассматриваемой конструкции можно получить четыре различных передаточных числа — четыре различные передачи.

Переключение передач у такой коробки может производиться на ходу трактора без разрыва потока мощности. При постановке рычага, например, в положение II масло, поданное насосом из картера коробки передач, направляется в распределитель, откуда по каналу, просверленному в ведомом валу, поступает в правую муфту. Здесь оно давит на поршень, который при этом передвигается вправо и сжимает между собой ведущие и ведомые диски. В результате этого шестерня, сидящая на ведущем валу, через шестерню начинает вращать ведомый вал. В это время поршень левой муфты под действием пружины располагается так, что диски левой муфты свободны и шестерня вращается, не передавая вращения на ведомый вал.

Рис. 69. Переключение передач

Если перевести рычаг в положение, то раздаточный паз распределителя встанет против отверстий верхнего канала и направит масло в цилиндр левой муфты. До тех пор пока масло будет заполнять этот цилиндр, а поршень не сожмет диски, правая муфта останется включенной, так как в ней поддерживается давление, создаваемое гидроаккумулятором.

Гидроаккумулятор постепенно разряжается за счет вытекания масла через дроссельное отверстие, и давление масла в правой муфте постепенно падает. Когда поршень левой муфты сожмет диски и вращение будет передаваться через шестерни, перебросные клапаны (на схеме не показаны) под воздействием перепада давления переместятся в такое положение, при котором гидроаккумулятор будет поддерживать давление в верхнем канале.