На всех трех моделях автомобилей устанавливается унифицированная в основном механическая трехступенчатая коробка передач (фиг. 103) с тремя передачами вперед и одной назад. Коробка передач ГАЗ-12 отличается от коробки передач М-20 удлиненным первичным валом и парой шестерен привода спидометра.

Коробка передач М-21А отличается от коробки передач М-20 вторичным валом, задней крышкой (к которой крепится ручной тормоз) и шестернями привода спидометра.

Шестерни постоянного зацепления выполнены с косым зубом, шестерни первой передачи и заднего хода имеют прямой зуб.

Шестерни на заводе комплектуются парами и подбираются по шуму, контакту и боковому зазору в зацеплении в пределах 0,1—0,2 мм. При выходе из строя какой-либо шестерни замена ее может вызвать некоторое увеличение шума. Опасаться этого не следует.

Для бесшумного и безударного включения второй и третьей передач имеется синхронизатор. Первая передача синхронизатора не имеет.

Во избежание поломки зубьев шестерен переключение со второй на первую передачу следует производить только после снижения скорости до 5 км/час.

Картер коробки отлит из чугуна и крепится четырьмя шпильками, ввернутыми в картер сцепления.

Коробка передач центрируется с картером сцепления буртиком передней крышки 1.

Первичный вал коробки 24 выполнен за одно целое с валом сцепления. Передней его опорой является шариковый подшипник, установленный в торце коленчатого вала двигателя (или сдвоенный игольчатый подшипник, находящийся в полом валу гидромуфты, — в коробке ГАЗ-12). Шариковый подшипник задней опоры 22 монтируется в гнезде картера коробки.

Вторичный вал 6 имеет также две опоры: роликовый цилиндрический подшипник 2, расположенный в отверстии первичного вала, и шариковый подшипник 10, установленный в гнезде задней стенки картера.

Роликовый подшипник представляет собой набор из четырнадцати свободных роликов, поверхностями качения которых являются поверхности первичного и вторичного валов.

Суммарный боковой зазор между роликами подобран таким образом, что ролики, образуя свод, не выпадают в радиальном направлении. Сделано это для удобства сборки и разборки коробки, чтобы иметь возможность подсборки первичного вала с роликами, удерживаемыми от выпадания в осевом направлении пружинным запорным кольцом 21.

Блок шестерен промежуточного вала 14 вращается на двух цилиндрических подшипниках с длинными роликами. Подшипники имеют сепараторы и фиксируются на своих местах штампованной распорной втулкой 15. Ось блока шестерен 11 запрессована в картер. Осевые усилия блока шестерен воспринимаются бронзовыми шайбами 19, расположенными с каждой стороны, и стальной плавающей шайбой 12, помещенной со стороны венца шестерен заднего хода.

В новой коробке осевой зазор блока шестерен колеблется в пределах 0,04—0,32 мм.

В передней части вторичного вала на шлицах сидит ступица 16, по наружным зубьям которой передвигается муфта 20 включения второй и третьей (прямой) передач. Шестерня второй передачи 4 с запрессованной в ней бронзовой втулкой свободно вращается на вторичном валу.

Шестерни первичного вала и второй передачи снабжены дополнительными венцами для включения передач и конусами синхронизаторов.

На заднем конце вторичного вала установлены ведущая шестерня спидометра 8 и фланец 9 для крепления карданного вала.

Для удержания смазки в задней крышке имеются маслоотгонная винтовая канавка и резиновый сальник, защищенный грязеот-ражателем, приваренным к фланцу 9. В задней крышке установлен сапун 26 для предотвращения образования внутри коробки избыточного давления, вызывающего течь смазки через сальник.

Механизм переключения передач смонтирован в боковой крышке 3 (фиг. 104).

При переключении муфта синхронизатора и шестерня первой передачи и заднего хода перемещаются соответственно вилками 1 и 13. Вилки через секторы 10 и 12 связаны с рычагами 4, которые соединены тягами с механизмом управления коробкой передач. Рычаги 4 закреплены штифтами 16, каждый на своей оси /7.

Оси 11 запрессованы в секторы 10 и 12 и приварены к ним.

В механизме переключения передач имеется объединенное фиксирующее и блокирующее устройство (фиг. 105). Фиксирующее устройство служит для удержания секторов в данном положении (нейтральное положение или положение, соответствующее какой-либо включенной передаче). Оно состоит из двух шариков, пружины между ними и двух профилированных секторов 10 и 12. Под действием пружины шарики входят в пазы секторов и удерживают их, от произвольного поворачивания.

Блокирующее устройство служит для предотвращения одновременного включения двух передач. Блокирующее устройство состоит из двух замков — основного и дополнительного.

Основной замок действует следующим образом. Плавающий полый плунжер 8 перемещается в бобышке боковой крышки коробки передач секторами 10 и 12. Длина плунжера и профиль секторов сделаны такими, что при включении какой-либо передачи второй сектор запирается плунжером в нейтральном положении.

Для правильного действия замка зазор между плунжером и сектором при включенной любой передаче должен быть не более 0,1 мм. При нейтральном положении обоих секторов этот зазор достигает 1 мм, поэтому в нейтральном положении плунжер 8 не предохраняет от одновременного поворота обоих секторов на значительный угол. Для исключения возможности такого поворота секторов служит стержень 7, помещенный между шариками (дополнительный замок). Длина стержня 7 такова, что при выходе одного из шариков из паза сектора стержень не дает возможности второму шарику выйти из паза своего сектора и последний удерживается на месте