ГЛАВА 12 ЦЕНТРАЛЬНЫЕ И КОНЕЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

12.1. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Центральные- передача

Центральная передача служит для увеличения общего передаточного числа трансмиссии и в некоторых случаях для передачи крутящего момента на валы, расположенные под углом.

По числу пар различают центральные передачи однопарные и двухпарные, по типу привода - передачи с цилиндрическими или коническими шестернями и смешанные. Центральные передачи с цилиндрическими шестернями применяют при поперечном расположении двигателя, коробке передаче поперечными валами (колесные тракторы Т-5А, Т-16М, Т-40 и Т-40Л), двухпарной центральной передаче, когда изменение направления передачи мощности от продольных валов на поперечно расположенные полуоси осуществляется дополнительными двумя коническими передачами.

Наибольшее распространение получили центральные передачи с парой конических шестерен (МТ35МС, Т28Х4, МТЗ-50 МТЗ-52, К-700).

В колесных тракторах ведущая шестерня установлена на конце вторичного вала коробки передач, ведомая коническая шестерня закреплена на корпусе дифференциала. В гусеничных тракторах применяется центральная передача Только с коническими шестернями, выполненная в отдельном центральном отсеке заднего моста.

Ведущая шестерня устанавливается на конце вторичного вала коробки передач, а ведомая шестерня на отдельном поперечном валу, либо на корпусе коронной шестерни при применении планетарного механизма поворота (ДТ-75 и Т-4М). Применяют шестерни с прямыми зубьями, круговыми и с нулевым углом наклона зуба. Их характеристики приведены в табл. 12.1.

Основные размеры центральных передач определяются приближенным расчетом шестерен. Нормальный модуль т конических шестерен выбирают по наибольшему расчетному крутящему моменту Мщах (см. гл. 5), действующему на ведущую коническую шестерню на низшей рабочей передаче:

VMmax = 0.7

где Ри - номинальное тяговое усилие, кгс; d - диаметр ведущего колеса, м; б, ц - передаточные числа конечной и центральной передач.

Для значения Мшах находят длину образующей (рис. 12.1) начального конуса шестерен. Нормальный модуль

большему конусу для внешнего конусного расстояния L вычисляют по формуле

icosp, тп - -

0,5 ущ;

L,MU

Рнс. 12J. График для иахож<> деиия длины образующей кони ческих шестерен

где Р - угол наклона линии зуба; Zi - число зубьев шестерни; минимальное берут по табл. 12.1; -число зубьев колеса, г -

Полученный результат округляют до большего целого числа. Длину Ь зубьев выбирают равной (0,25-0,35) L. Для устранения вибрации и поломки зубьев следует принимать наибольшую толщину диска колес по впадине зу-

ба с > -g-.

Конические шестерни работают нормально при совмещении начальных конусов шестерни и колеса. Изготовление деталей, обеспечивающее требуемую точность совмещения, очень трудоемко, поэтому положение конических шестерен обязательно регулируют. Регулировку выполняют, перемещая ведущий и ведомый валы центральной передачи. Если ведущий и ведомый валы установлены на конических подшипниках, то подшипники помещают в стаканы с регулировочными гайками (рис. 12.2, а). Часто ведомый вал устанавливают на конических подшипниках, регулируемых гайками на стаканах, а ведущий вал (вторичный вал коробки перемены передач) - на шариковом и цилиндрическом роликовом (рис. 12.2, б). При этом положение ведущего вала регулируют прокладками в гнездах шарикоподшипника, а ведомого - гайками на стаканах конических подшипников или прокладками в гнездах (рис. 12.2, в). При установке валов на регулируемых подшипниках (конических роликоподшипниках, двойных упорных шари-

Рис- 12.2. Типовые схемы регулировки конических передач:

айки п° (зубчатая) стакана подшипника; 2 - стопор регулировочной А J: - РгУ-иРоочные прокладки; 4 - тыловые конуса конические шестерен; установочное расстояние шестерни шсчснч .

с

9 о

е 8 ы

(U н S Е 5 о о о о

, = =

S а W я CU (U о

л в а а о. ра

ai а

o-vo а

п S S о р,

g р. 3 §

S S ta со-

ся О

са с

S Д S

в S

* й Si я о-а я

д ко

n S u

s s я s

к о.

S 8 во

2 tR

:i- о

о и: S-

3 S .

оо =

- 2

я О. S

га в й

к S 5&

я и В

коподшипниках) необходимо предусмотреть регулирование как зацепления шестерен, так и зазора в подшипниках. Для уменьшения числа мест, которые требуют регулирования, в легко нагруженных центральных передачах ведущий и ведомый валы ставят на шарикоподшипниках, помещенных в регулируемые прокладками или гайками опоры (рис. 12.2, г).

Регулирование зацепления выполняют: предварительно по установочному расстоянию А (рис. 12.2, а) шестерни; окончательно по нормальному отпечатку на зубе (отпечаток зацепления должен находиться у линии начальной окружности по высоте зуба и на середине по длине зуба спиральных шестерен и шестерен с нулевым углом наклона линии зуба или у большего основания зуба для прямозубых шестерен). Регулирующие органы должны обеспечивать точность установки для шестерен с прямыми зубьями не более 0,2 мм, а с круговыми -0,1 мм. Опоры подшипников при спиральных шестернях должны быть более жесткими, чем при шестернях с прямыми зубьями и с нулевым углом наклона линии зуба.

Дальнейшее совершенствование конечных передач будет сопровождаться увеличением общей жесткости передачи, более широким применением конических шестерен с нулевым углом наклона линии зуба, имеющих большую долговечность, ужесточением требований к точности изготовления деталей передачи, качеству их материалов, сборки и точности регулирования, применением нерегулируемых подшипниковых узлов, применением отгиба ведомой шестерни центральной передачи (трактор К-700).

12.2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ

Дифференциал кинематически соединяет центральную и конечную передачу с разделенными ведущими валами конечных передач (полуосями) и позволяет последним вращаться как с равными, так и различными угловыми скоростями один относительно другого.

В колесных тракторах центральную передачу обычно совмещают с дифференциалом. Дифференциал должен обеспечить вращение ведущих колес с разными угловыми скоростями; отсутствие буксования отдельного колеса при попадании его па поверхность, имеющую низкие сцепные качества.

Распределение крутящего момента между полуосями ведущих колес оценивается коэффициентом блокировки

М - М

= -МГ

где М - крутящий момент на полуоси отстающей стороны; М - крутящий момент на полуоси забегающей стороны; - крутящий момент на коробке дифференциала: = М + М.

Для симметричных межколесных дифференциалов моменты на полуосях равны: М = 0,5Л1о (1 + Кб) и М = 0,5Мо (1 - Кб)- При Кб == 1 полный Крутящий момент может быть передан одним колесом. По способу уменьшения буксования отдельного колеса дифференциалы подразделяют на простые, с принудительной блокировкой и самоблокирующиеся. По конструкции различают Ди4хзеренциалы шестеренчатые, червячные, кулачковые и обгонные.

Шестеренчатые дифференциа.чы. Их выполняют с коническими и цилиндрическими шестернями. Конические дифференциалы выполняют с двумя (тракторы Т-16М, Т-40, Т-25), тремя и четырьмя (трактор МТЗ-50) сателлитами закрытого (шестерни-сателлиты размещены внутри корпуса) и открытого (шестерни имеют опоры в корпусе заднего моста) типа. Р1х преимуществом является простота конструкции, недостатком - наличие осевых усилий, вызывающих большое трение на торцах конических шестерен. Дифференциал с цилиндрическими шестернями Имеет удвоенное число сателлитов, каждый из которых находится в зацеплении со своей полуосевой шестерней и с сателлитом противоположной полуосевой шестерни. Дифференциалы с цилиндрическими шестернями более трудоемки в изго-

9 в. я. Анилович

Рис. 12.3. Дифференциал с блокировкой штифтовой муфтой:

/ - штифтовая муфта; 2 - рычаг со спиральной пружиной; 3 - педаль блокировки; 4 ~ сателлит; 5 - корпус дифференциала; 6 - полуось; 7 - ведомая коническая шестерня центральной передачи; - стакан подшипника; 9 - корпус заднего моста

товлении, имеют меньший коэффициент блокировки и поэтому получили небольшое распространение.

Основной недостаток простых шестеренчатых дифференциалов - низкий коэффициент б.токировки Кс = 0,05-0,15, ухудшающий проходимость трактора. Для устранения этого недостатка применяют механизмы принудительной блокировки (тракторы Т-16М, Т-40, МТ.3-50, МТЗ-5М, МТЗ-5Л). Блокировка осуществляется кулачковой или штифтовой (рис. 12.3) муфтой, замыкающей корпус дифференциала с полуосью или две полуоси между собой при нажатии на педаль. Для обеспечения нормальной управляемости трактора муфты выполняют только принудительно замыкаемыми, что достигается установкой оттяжных пружин, выключающих блокировку при прекращении нажатия на педаль. Усилие оттяжных пружин выбирают из условия размыкания дифференциала под нагрузкой, когда сила трения на муфте

где dcp- средний диаметр кулачков (штифтов) муфты; d - диаметр вала муфты; (X - коэффициент трения: [х? 0,1.

Блокирующая муфта рассчитывается на передачу максимального момента, возникающего, когда одно из колес попадает на слабый грунт с низким коэффициентом сцепления ф, а другое - на грунт с высоким ф:

= о,5(ф,- ф;)о,

где - вертикальная нагрузка на ведущие колеса; Гк - радиус качения ведущих колес; Ыб - передаточное число конечной передачи.

Для обеспечения выключения муфты ведущие поверхности кулачков иногда скашивают под углом а к оси. Тогда

Рвыкл - Ртр -

tg (а - V)

где V = arctg (х - угол трения на гранях кулачков.

Чтобы устранить возможность самовыключения муфты, угол а выбирают из условия

I dcp

tga<p.

1 +.

Дифференциалы с принудительной блокировкой получили широкое распространение на тракторах. Их недостатками являются ударные нагрузки при включении муфты, включение ее только при стоящем тракторе и потребность в повышенном внимании водителя. Для устранения этих недостатков предлагались различные конструкции автоматических муфт (например, фрикционная многодисковая постоянно-замкнутая муфта, выключаемая гидравлическим цилиндром, в который масло поступает после поворота рулевого колеса на определенный угол), а также самоблокирующихся дифференциалов.

Самоблокирующиеся дифференциалы. Почти все самоблокирующиеся дифференциалы работают по принципу возникновения повышенного момента трения Mr при нарушении равенства частот вращения полуосей, т. е. когда я < п . Такие дифференциалы называют самоблокирующимися с повышенным внутренним трением. Момент трения /Иг М - М. = Кво определяет коэффициент блокировки дифференциала. Самоблокирующиеся дифференциалы повышенного трения могут быть шестеренчатые, червячные, кулачковые.

В шестеренчатых дифференциалах момент трения увеличивают установкой на полуосях шестерен фрикционных муфт (рис. 12.4). Оси 2, отдельные для каждой пары сателлитов 3, могут поворачиваться одна относительно другой. Коробка / дифференциала ведет оси за скосы, направленные у одной оси в одну сторону, а у другой - в другую. Полуосевые шестерни посажены рядом с чашками 5 многодисковых муфт и упираются в них торцами. При равных моментах на полуосях нет скольжения дисков 4 муфты. В случае отставания одной из полуосей сателлиты начнут вращаться, при этом создается момент трения Mr, пропорциональный передаваемому моменту:

Д 1J - коэффициент трения: (х = 0,06-н0,10; Z - число поверхностей треиия одной муфты; р - угол между плоскостью вращения оси и скосом; Гср - средний Радиус диска муфты; R - средний радиус скоса. 19*