Лебедєв А.Т., Антощенков В.М., Бойко М.Ф. та ін. Трактори та автомобілі. Частина 3. Шасі

Подождите немного. Документ загружается.

140

Ведуча сонячна шестерня 12 плаваючого типу установлена на

шліцах півосі 19 і закріплена гайкою. На тракторі Т-150 обидві півосі

однакові і внутрішній їх кінець входить в отвори маточини веденої

конічної шестерні головної передачі. На тракторах типу ХТЗ-160 і

ХТЗ-170 обидві півосі різняться за довжиною і з’єднані з півосьовими

шестернями диференціала.

Три сателіти 3, що обертаються на роликових підшипниках, вста-

новлені на водилі 5, яке шпильками і гайками закріплене в корпусі 14

передачі. Цей корпус з’єднаний з картером 15 передачі, установленим

на конічних роликових підшипниках 13. Водило 5, корпус 14 і картер

15 планетарного редуктора утворюють ведену частину кінцевої пере-

дачі, до якої кріпляться ведуче колесо і гальмовий барабан (ХТЗ-160,

ХТЗ-170).

Сонячна шестерня 12, отримує обертання від відповідної веденої

шестерні заднього моста, обертає сателіти 3 і перекочує їх по нерухо-

мій епіциклічній шестерні 2. Обертаючись, сателіти 3 захоплюють

водило 5, що передає крутний момент через корпус 14 на ведуче ко-

лесо (зірочку) (Т-150) чи диск колеса (ХТЗ-160, ХТЗ-170).

Між картером 15 і валом маточини 18 установлене торцеве ущіль-

нення 17, що складається з тертьових ущільнювальних сталевих кі-

лець, які підтискаються пружинами. Упорне нерухоме кільце встанов-

люють на гумову прокладку, воно утримується від обертання штиф-

том, що входить у зовнішній паз кільця. У натискному кільці штифт

входить в отвір між пружинами і захоплює кільце в обертання, розван-

тажуючи діафрагму, яка герметизує порожнину.

Порожнини кінцевих передач і мостів з’єднані крізь отвори мато-

чин і мають спільну масляну ванну.

5.4. НАВАНТАЖЕННЯ У ВЕДУЧИХ МОСТАХ.

ВИДИ РУЙНУВАНЬ ОСНОВНИХ ДЕТАЛЕЙ

Головні передачі. Джерелом навантажень на зуби зубчастих коліс,

вали і підшипники головних передач є сили в конічній чи гіпоїдній

парах (рис. 5.16) зачеплення.

На схемах наведено три складові нормальної сили, що діють на зу-

би шестерні:

P — колова;

P — осьова;

P — радіальна.

141

На шестерні колова сила

1 к max тр 0

РМ іr (5.7)

де

к max

M — максимальний крутний момент, що передається через

шестерню;

тр

i — передатне число трансмісії;

r — середній радіус

шестерні.

Осьова та радіальна сили

11 1 1

(/cos)(tg sin sincos);

= βα δ±βδ

PP (5.8)

11 1 1

(/cos)(tg cos sinsin),

=βαδ±βδ

де

β — кут нахилу зубів шестерні; δ — половина кута нахилу конуса;

знак «–» відповідає однаковим напрямкам обертання шестерні і нахи-

лу спіралі, знак «+» — різним.

Сили в зачепленні гіпоїдної пари шестерень ідентичні силам, що

діють на шестерню конічної передачі (5.7) і (5.8).

На колесі колову силу визначають за формулою

21 2 1

cos /cos ,

ββPP (5.9)

де

,ββ — кути нахилу відповідно шестерні і колеса.

Для гіпоїдної пари шестерень осьова сила

()

2222

tg sin sin cos

cos

=αδ±βδ

P , (5.10)

Рис. 5.16. Схема для визначення навантажень на конічну шестерню

головної передачі:

а — консольна установка; б — установка з додатковою опорою

142

радіальна

()

222

tg cos sin sin

cos

=αδ±βδ

P . (5.11)

Щоб визначити навантаження на підшипники, потрібно знайти ре-

акції в опорах А і В:

110

(1/ ) ( ) ( ) ;=+−

RaPbRbPr (5.12)

110

(1/ ) ( ) ( ) .

В x

RaPс R с Pr=+− (5.13)

Осьова сила, що виникає в зачепленні конічної пари і діє на коле-

со, може спричинити порушення точності зачеплення, що призведе до

підвищення рівня шуму і зношення зубів. Для зменшення переко-

шення зубчастого колеса, особливо в разі передачі великого крутного

моменту, у багатьох конструкціях головних передач передбачено

спеціальний упор, розміщений у картері навпроти місця зачеплення

зубчастих коліс.

Під час передачі великого моменту, що викликає перекошення зуб-

частого колеса, частина осьової сили сприймається упором, який част-

ково розвантажує найбільш навантажений підшипник. Упор знижує

також рівень шуму, спричинюваного вібрацією зубчастого колеса.

Рівень шуму головної передачі є однією з основних експлуатацій-

них характеристик, що визначає як конструктивну і технологічну до-

сконалість, так і стан у процесі експлуатації. Технологічно зниження

рівня шуму забезпечується точністю виготовлення зубів, чистотою

поверхні зубів, а також умовами змащування. Точність зачеплення за-

лежить як від регулювальних параметрів, так і від конструктивних —

жорсткості всіх елементів головної передачі: картера, підшипників,

валів, зубчастих коліс, а також від способу установлення останніх.

Слід мати на увазі, що рівень шуму головної передачі значною мі-

рою визначає її надійність і зносостійкість, а також ККД, оскільки

шум у головній передачі, як і в будь-якому механізмі, є результатом

втрати енергії.

Диференціали. У більшості колісних тракторів та автомобілів за-

стосовують симетричні диференціали з конічними зубчастими коле-

сами (див. рис. 5.6). Для цього диференціала за сталого опору на ве-

дучих колесах на шестерні півосей діють моменти (

M ), що до-

143

рівнюють половині моменту

M , підведеного до диференціала від

головної передачі, тобто

12д

MM. Під час блокування дифе-

ренціала, наприклад за допомогою муфт тертя (див. рис. 5.7), кочення

одного з коліс по ґрунту з малим коефіцієнтом зчеплення ϕ, а друго-

го — по ґрунту з великим коефіцієнтом

, на деталі диференціала

діє максимальний момент

max 0 кк

0,5( ) / ,

ϕ+ϕ

Gr i (5.14)

де

G — вертикальне навантаження на ведучі колеса;

r — радіус

кочення ведучих коліс;

i — передатне число кінцевої передачі.

Момент

сат

М , що діє на сателіт, визначається моментом

max

M і

числом сателітів а у диференціалі, тобто

сат max

/2 .=

М a (5.15)

При цьому сили, що діють у диференціалі із симетричним розмі-

щенням сателітів, взаємно зрівноважуються і сприймаються його кор-

пусом. На підшипники, в яких обертається корпус, ці зусилля не пере-

даються. Однак сили від зачеплення конічних коліс приймають торці

сателітів до корпусу диференціала. Ці сили визначають аналогічно си-

лам, які діють у зачепленні конічних шестерень головних передач.

Кінцева передача. У процесі роботи на деталях кінцевої передачі

виникають напруження від сил і моментів, що діють з боку трансмісії

і ходової частини. На ведучі колеса діють сили у вертикальній, поздо-

вжній і поперечній площинах, які визначають навантаження на деталі

кінцевої передачі (рис. 5.17).

Рис. 5.17. Схема

для визначення

навантаження

на деталі і вуз-

ли кінцевої пе-

редачі гусенич-

ного трактора

(а) та колісного

трактора чи

автомобіля (б)

144

Вертикальну реакцію ґрунту для колісного трактора й автомобіля

беруть такою, що дорівнює вантажопідйомності шини. На ведучих

колесах гусеничного трактора під час долання перешкод і наїзду на

нерівності виникають також і вертикальні реакції, які дорівнюють

2,0 G

(

— маса трактора). У площині колеса діє дотична сила тяги

Р . Горизонтальна поперечна реакція ґрунту Y виникає під час пово-

ротів, руху на поперечних схилах і наїзду на перешкоди. Залежно від

умов руху вона може діяти в той чи інший бік:

±µYZ,

де µ — коефіцієнт опору бічному зсуву, для колісного трактора й ав-

томобіля 7,0≈

; для гусеничного трактора 9,0

≈

У полюсах зачеплення зубчастих коліс кінцевої і головної передач

діють такі сили: радіальні R і

′

, колові Р і

′

P , осьові Q і

′

(для

косозубих коліс). Однією з найбільш навантажених деталей кінцевої

передачі є вал колеса, що сприймає одночасно сили від зачеплення

зубчастих коліс і сили від колеса трактора чи автомобіля.

Навантаження на деталях і вузлах ведучих мостів визначають види

руйнувань шестеренних зачеплень, підшипників, валів і осей. Для

зубчастих передач основними руйнуваннями є: ламання зубів, ви-

кришування від втомленості поверхневих шарів зубів, абразивне

зношення.

Для підшипників основними видами руйнувань є: викришування

від втомленості робочих поверхонь, руйнування кілець і тіл кочення,

утворення вм’ятин на робочих поверхнях, руйнування сепараторів.

Вали й осі руйнуються в основному через значні згинальні момен-

ти, що призводять до їх деформації, а також внаслідок зношення

місць посадки (цапф) підшипників.

5.5. ОСНОВНІ НЕСПРАВНОСТІ

І ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ

Руйнування деталей і розрегулювання вузлів ведучих мостів при-

зводять до несправностей (табл. 5.1), які усувають під час технічного

обслуговування і ремонту.

145

Таблиця 5.1. Несправності ведучих мостів

Ознака

несправності

Причина

несправності

Спосіб

усунення

Підвищений шум

Зміна характеру шуму під

час розгону і гальмування

Порушене зачеплення в

результаті збільшення

зазору в конічних підшип-

никах ведучої шестерні

Порушене регулювання

зачеплення

Відрегулювати зазор у

конічних підшипниках

Відрегулювати зазор по

плямі контакту головної

передачі

Шум під час вмикання зчеплення і перемикання передач під час руху

Пульсівний шум Пляма контакту головної

передачі розміщена ближ-

че до вершини зубів

Відрегулювати зачеп-

лення по плямі контакту

Перегрівання ведучого моста

Рука на дотик не витри-

мує температуру нагрі-

вання картера ведучого

моста в місці головної

передачі

Занижений (завищений)

рівень рідини в картері

ведучого моста

Малий зазор у конічних

підшипниках ведучої ше-

стерні

Порушене регулювання

зачеплення головної пе-

редачі

Установити потрібний

рівень рідини

Відрегулювати зазор у

конічних підшипниках

головної передачі

Відрегулювати зачеп-

лення по плямі контакту

Технічне обслуговування ведучих мостів полягає в щозмінному

огляді і підтягуванні ослаблених кріплень усіх корпусів. Особливу

увагу слід звертати на витікання рідини та його усунення. Під час пе-

ревірки рівня рідини прочищають сапуни корпусів і замінюють зно-

шені ущільнювальні деталі. За потреби і під час планового технічного

обслуговування регулюють зазори в конічних роликових підшипни-

ках головної і кінцевої передач.

У разі виходу з ладу однієї із шестерень головної передачі потріб-

но замінити ведучу і ведену, які мають однаковий номер. Ці шестерні

підібрані й обкатані під час виготовлення.

5.6. ТЕНДЕНЦІЇ ВДОСКОНАЛЕННЯ

КОНСТРУКЦІЙ ВЕДУЧИХ МОСТІВ

Удосконалення конструкцій ведучих мостів спрямоване в основ-

ному на створення конструкцій головних передач зі зрівноваженими

осьовими силами за різних видів зачеплення шестерень і диференціа-

лів з автоматичним блокуванням. При цьому для головних передач

146

вирішують завдання зниження шуму за рахунок підвищення жорст-

кості картера головної передачі, вдосконалення способів установлен-

ня валів конічної (гіпоїдної) передачі і змащування зубів конічної па-

ри в зоні зачеплення, циркуляційного змащування підшипників. У біль-

шості конструкцій систем змащування головних передач використо-

вують ефект конічних роликових підшипників як відцентрових насо-

сів, у яких під дією відцентрових сил рідина перекачується з боку мен-

шого діаметра роликів у бік більшого діаметра. Тому рідину до під-

шипників ведучого вала конічної шестерні подають у порожнину між

підшипниками, тобто в порожнину меншого діаметра роликів.

При вдосконаленні конструкцій диференціалів вирішують завдан-

ня усунення істотного недоліку симетричного диференціала щодо

недостатньої прохідності автомобілів і колісних тракторів, якщо одне

колесо потрапляє в умови недостатнього зчеплення з опорною поверх-

нею. Для цього застосовують різні механізми блокування диференці-

ала: примусове або автоматичне за допомогою муфт тертя.

Рис. 5.18. Гідравлічний диференціал:

1 — шестерні півосей; 2 — півосі; 3 — сателіти; 4 — шестерні

оливного насоса; 5 — насосна камера; 6 — калібрований отвір

147

Перспективним диференціалом з автоматичним блокуванням, особ-

ливо для автомобілів, може бути гідравлічний (рис. 5.18).

Циліндричні півосьові шестерні

1 диференціала, установлені на

шліцах півосей

2, входять у зачеплення із сателітами 3. Як одне ціле з

останніми виконані також циліндричні шестерні

4 оливного насоса.

Під час роботи диференціала й обертання шестерень

3 і 4 олива заби-

рається насосними шестернями з камери

5, а потім повертається в неї

ж через калібрований отвір

6. Протитиск оливи гальмує обертання

сателіта тим сильніше, чим більша різниця частот обертання коліс

автомобіля. Для гальмування кожного з коліс слугує окремий насос,

тому за великої різниці частот обертання один насос працює за висо-

кого тиску оливи, а другий подає його в камеру майже без опору.

Контрольні запитання і завдання

1. Яке призначення ведучих мостів? Які вимоги ставлять до них та як класифіку-

ють?

2. З яких основних частин складаються ведучі мости колісних тракторів і авто-

мобілів та яке їх призначення?

3. Для чого призначена головна передача? Опишіть

будову одинарних і подвійних головних передач.

4. Для чого потрібно встановлюва-

ти в трансмісії диференціал? З яких основних частин він складається?

5. В якому

співвідношенні розподіляється крутний момент у симетричному диференціалі? Що

називають коефіцієнтом блокування диференціала?

6. Як можна забезпечити блоку-

вання диференціала?

7. Яку будову має передній ведучий міст універсально-

просапного трактора? Як забезпечується блокування його диференціала?

8. Як забез-

печується блокування міжосьового диференціала автомобіля КамАЗ-5320?

9. Які

навантаження виникають у ведучих мостах?

10. Проаналізуйте, які несправності мо-

жуть виникнути у ведучих мостах, за якими ознаками їх можна визначити та як усу-

нути.

11. Розкажіть про тенденції вдосконалення ведучих мостів.

148

ЗАДНІЙ МІСТ І МЕХАНІЗМИ

ПОВОРОТУ ГУСЕНИЧНИХ

ТРАКТОРІВ

6.1. ПРИЗНАЧЕННЯ, ВИМОГИ, КЛАСИФІКАЦІЯ

Задній міст гусеничного трактора, так само як і колісного, є ком-

плексом механізмів трансмісії, за допомогою яких збільшується крут-

ний момент, що передається від коробки передач до ведучих зірочок і

приводить у рух гусеничний рушій, а також здійснюються поворот

трактора та його гальмування.

Відмінною ознакою заднього моста є наявність у ньому спеціаль-

них механізмів повороту, принцип дії яких ґрунтується на зміні крут-

них моментів, що підводяться до ведучих зірочок правого і лівого гу-

сеничного рушія — гусениць трактора, внаслідок чого змінюється

швидкість їх перемотування.

Гальма гусеничного трактора як складова частина входять у меха-

нізм його повороту. Крім функції гальмування під час руху або стоя-

нки гальма слугують для здійснення крутих поворотів.

Головна передача гусеничного трактора так само, як і головна пе-

редача колісного, слугує для збільшення крутного моменту, що пере-

дається, а також для зміни напрямку обертання під прямим кутом. Її

встановлюють у середньому відділенні корпусу заднього моста і ви-

конують у вигляді пари конічних шестерень. Конструктивно головні

передачі гусеничних і колісних тракторів однакові і до них ставлять

ідентичні вимоги.

Механізм повороту призначений для забезпечення руху гусенич-

ного трактора по заданій траєкторії потрібного радіуса регулюванням

швидкостей перемотування гусениць.

Поворот машини може бути нерегульованим і регульованим. За

нерегульованого повороту одна з гусениць від’єднується від трансмі-

сії, за регульованого — змінюється частота перемотування однієї з

гусениць.

Механізми повороту мають забезпечувати:

y плавний і швидкий перехід від прямолінійного руху до криволі-

нійного (найбільшою мірою цій вимозі відповідають безступінчасті

механізми);

149

y мінімальне перевантаження двигуна під час повороту;

y стійкість прямолінійного руху;

y потрібний для повороту момент.

Механізми повороту гусеничного трактора класифікують за чис-

лом фіксованих радіусів повороту, характером розподілу швидкостей

руху трактора під час повороту, методом підведення потужності до

гусениць.

За числом фіксованих радіусів повороту розрізняють одноступін-

часті, багатоступінчасті і безступінчасті механізми повороту. Одно-

ступінчасті мають фіксований для певного положення важелів керу-

вання мінімальний радіус повороту. Багатоступінчасті механізми

мають два і більше фіксованих радіуси повороту, безступінчасті до-

пускають поворот із будь-яким фіксованим радіусом.

За характером розподілу швидкостей руху при повороті розрізня-

ють: механізми зі сталою швидкістю центра повороту — диференці-

альні; зі сталою швидкістю гусениці, що забігає — дво- і багатоступін-

часті механізми.

За методом підведення потужності розрізняють: однопотокові

механізми, у яких потужність підводиться одним потоком; двопото-

кові, в яких потужність підводиться двома роздільними керованими

потоками; з окремим регульованим потоком для кожного боку.

6.2. ТИПОВІ СХЕМИ МЕХАНІЗМІВ ПОВОРОТУ.

ПРИНЦИП РОБОТИ

На гусеничних тракторах застосовують механізми повороту з фрик-

ційними муфтами і планетарними механізмами.

Фрикційний механізм повороту. У фрикційному механізмі пово-

роту (рис. 6.1) на поперечному валу 1 заднього моста трактора по бо-

ртах установлені багатодискові фрикційні муфти повороту М, що

зв’язують вал 1 із ведучими шестернями 7 кінцевої передачі.

Ведучою частиною фрикційної муфти (рис. 6.2) є вал 1 головної

передачі з розміщеним на його шліцах ведучим барабаном 2. На зов-

нішній циліндричній поверхні барабана зроблено подовжні канавки, в

яких установлено внутрішніми зубцями тонкі сталеві диски 3.

Ведена частина муфти — барабан 4, укріплений на ведучому валу

6 кінцевої передачі. На внутрішній поверхні барабана зроблено канав-