В месте контакта ролика с валом напряжение

В выполненных конструкциях роликовых механизмов контактные напряжения достигают значений 9000-12000 кгс/см. Материал роликов - стал ШХ15.

12.3. КОНЕЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Конечные передачи служат для увеличения общего передаточного числа силовой передачи и обеспечения заданного дорожного просвета. В некоторых колесных тракторах, реализующих заданное передаточное число в коробке передач и центральной передаче, а требуемый просвет за счет диаметра ведущих колес и небольших габаритных размеров картера центральной передачи, конечные передачи не применяются.

Конечные передачи классифицируют по типу передачи - на шестеренчатые и цепные; по виду передачи - на шестеренчатые с неподвижными валами и планетарные; по кинематической схеме - на одноступенчатые и двухступенчатые.

- - ф

Рнс. г2.9. Планетарный колесный редуктор:

/ ступнца колеса; 2 - водило; 3 - солнечная шестерня с полуосью; 4 - сателлит; 5 - неподвижная коронная шестерня; 6 - тормозной барабан; 7 - рукав заднего моста

К конечным передачам предъявляются специальные требования повышенной жесткости картеров, поскольку они нагружены крутящими моментами, весом трактора, силами тяги и боковыми реакциями грунта, а также надежности уплотнения валов, ступицы в связи с близостью почвы.

в колесных тракторах конечные передачи размещают в одном картере с центральной передачей (МТЗ) и в отдельных картерах у колес, образуя колесные редукторы (Т-25). Весьма компактный колесный редуктор получают при планетарной передаче (рис. 12.9). Когда требуется большой дорожный просвет, применяют гитару-набор последовательно соединенных шестерен (ДТ-24-3 и ДТ-28Х) и цепную передачу. В цеп-. ной передаче необходимо предусмотреть регулирование натяжения цепи.

Полуоси конечной передачи по характеру нагрузки подразделяют на неразгруженные, полуразгруженные и полиостью разгруженные.

Неразгруженной является полуось, установленная на двух подшипниках и несущая на себе ведущее колесо и ведомую шестерню конечной передачи. Такая полуось испытывает напряжения кручения и изгиба от реакций между колесом и почвой и от усилий на зубьях шесте)ни (Т-16М, Т-25, Т-40, МТЗ-5МС, МТЗ-5ЛС).

Полуразгруженная полуось (рис. 12.10) (МТЗ-50, МТЗ-52) несет на конце ведущее колесо, в результате чего испытывает дополнительно к напряжениям кручения напря;кения изгиба от составляющих реакций между колесом и почвой: вертикальной 2, продольной x и поперечной К. От усилий на зубьях шестерни полуось разгружена.

Полностью разгруженная полуось (см. рис. 12.9) теоретически испытывает только напряжение кручения (Т-150, К-700). Ведущее колесо посажено на подшипники, установленные в полуосевом рукаве, и изгибающие напряжения должны возникать только в рукаве. Однако вследствие упругих деформаций сопряженных деталей, неточностей изготовления напряжения изгиба полуоси достигают 15-20/(1 от напрял ний кручения. Полностью разгруженные полуоси применяют а тяжелых быстроходных тракторах общего назначения.

Расчет полуосей на прочность проводится по максимальному динамическому моменту, возникающему при резком включении муфты сцепления или при

шшшшштштштштт

Рис. 12.10. Конечная передача с полуразгруженной полуосью:

/ - тормоз; 2 - ведомая шестерня центральной передачи; 3 - дифференциал; 4 - муфта блокировки дифференциала; ,5 - конечная передача;

6 - полуось

сцеплении ведущих колес трактора с почвой при максимальном значении коэффициента сцепления ф.

При расчете по моменту, возникающему при максимальном коэффициенте сцепления ведущих колес с почвой, рассматривают прямолинейное движение трактора и поворот или занос. При прямолинейном движении действуют касательная сила тяги Рк = 2ф (2 - нагрузка, приходящаяся на одно колесо) и вертикальная нагрузка на колесо.

Момент касательной силы тяги

Лк = Ркг,

где г - радиус колеса.

Приведенные напряжения изгиба и кручения для полуоси: полуразгруженной (см. рис. 12.9)

0,ld3

полностью разгруженной

РкГ .

0,2d8

(12.

(12.2)

где d - диаметр полуоси в опасном сечении.

При повороте или заносе действуют вертикальная нагрузка на колесо Z и осевая сила ±F = 2ф (может быть направлена и влево и вправо).

Для полуразгруженной полуоси напряжение изгиба

Zb ± Уг

о,ыз

Для полностью разгруженной полуоси напряжения изгибапринимаются при этом расчете равными нулю. )

Расчет по максимальному крутящему моменту при резком шмйчении муфты сцепления производится по формулам (12.1) и (12.2), где РкМшах -

Максимальный момент

At шах =

Лд трКд(1 -f Кб)

где Л1д - максимальный крутящий момент двигателя; тр - передаточное число трансмиссии; Кд - коэффициент динамичности (см. гл. 5); Кб - коэффициент блокировки дифференциала.

При полностью заблокированном дифференциале Кб = 1 и весь момент может быть передан одной полуосью.

В гусеничных тракторах конечные передачи располагают в отдельных картерах, крепящихся к заднему мосту. Конечные передачи могут быть одноступенчатыми (Т-74, Т-50В, ДТ-75, ТДТ-40М), двухступенчатыми (Т-38М, Т-ЮОМ) с простыми или планетарными (Т-150, ДЭТ-250, К-700) редукторами.

На конечные передачи гусеничных тракторов действуют касательная сила тяги на ведущем колесе, усилие натяжение гусениц, силы от вертикальных ударов, возникающих при переезде через препятствия и раскачивании трактора, поперечные силы от сдвига гусеницы на повороте.

Детали конечных передач смазывают разбрызгиванием масла, залитого в картер. В конечных передачах применяют самоподжимные радиальные и торцовые уплотнения с лабиринтной, пыльниковой или смешанной защитой от прямого попадания абразивной среды.

Долговечность конечных передач повышает, увеличивая жесткость картеров путем применения ребер, дополнительных креплений к корпусам заднего Mocrai

герметизация внутренних полостей за счет установки в неподвижных соединениях маслостойких прокладок. Габаритные размеры и металлоемкость уменьшают применением планетарных редукторов.

12.4. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ МУФТЫ И КАРДАННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Соединительные муфты служат для передачи крутящего момента между валами, оси которых не лежат на одной прямой. При необходимости передачи мощности между валами, удаленными один от другого и расположенными под углом, применяется карданная передача.

Соединительные муфты осуществляют связь двигателя с трансмиссией трактора и валов отбора мощности с рабочими органами агрегатируемых с трактором сельскохозяйственных машин или орудий. Применение муфты обусловлено трудностью точного центрирования первичного вала коробки передач с валом муфты сцепления и значительными упругими и остаточными деформациями рамы и других узлов трактора при работе. Муфта должна компенсировать возможные смещения соединяемых ею валов в поперечном, угловом и осевом направлениях. Кроме того, желательно, чтобы она служила амортизатором ударных нагрузок, вызываемых резким троганием трактора с места, и уменьшала крутильные колебания в трансмиссии трактора. Для этой цели в муфту часто вводят упругие элементы.

Необходимость применения соединительных муфт подтверждается, например, приведенными в табл. 12.2 данные НАТИ о возможных смещениях вала муфты сцепления относительно первичного вала коробки передач.

12.2. Возможные (производственно-эксплуатационные) смещения вала муфты сцепления относительно первичного вала коробкн передач

По конструкции соединительные муфты подразделяются на жесткие, упругие и комбинированные.

Жесткие соединительные муфты в современных сельскохозяйственных тракторах не находят применения в связи с необходимостью компенсировать большие перекосы и требованиями уменьшения крутильных колебаний.

Преимущественное распространение получили упругие соединительные муфты. Различают упругие муфты втулочные, блочные и торсионные.

Втулочная муфта (рис. 12.11, а) трактора Т-74 состоит из двух упругих головок /, соединенных промежуточным валом 2. Ведущими элементами муфты являются резиновые втулки 3, представляющие собой резиновые кольца, армированные по наружному и внутреннему диаметрам.

После сборки в комплекте втулкам сообщают натяг по наружному диаметру (диску) 1,0-2,0 мм и по внутреннему диаметру (на пальцах) 0,22-0,47 мм. Угловая компенсация осуществляется деформацией (изгиба и сдвига) резиновых втулок, а осевая - перемещением промежуточного вала. Аналогичные муфты применены на тракторах Т-4М, ДТ-75 для соединения муфты сцепления с коробкой передач.

Рис. 12.11. Упругие соедини: тельные муфты: ;;

а - втулочная; б - блочная в - торсионная

На рис. 12.12 приведены характеристики муфты.

Механические свойства резины муфты: модуль сдвига 8,5 кгс/см; про ость на растяжение не менее 150 кгс/см; относительное удлинение не менее 350/о. остаточное удлинение ие более 25%; твердость по Шору 65-75. Резина морози стойкая при температуре -40° С и теплостойкая при температуре MVi Долговечность резиновых втулок муфты по данным эксплуатации составля 5000-6000 ч.

О 20 W Г f 20по2°

Рис. 12.12. Характеристики муфты трактора Т-74:

Ла - угол закрутки вала; v - угол из-

В блочной муфте (МТЗ-5МС, МТЗ-5ЛС и T-50B) в качестве упругих элементов применяются резиновые блоки 4 призматической формы, вставленные с натягом (рис. 12.11,6). Блочная муфта при той же надежности, что и втулочная, имеет следующие преимущества: меньшие массу (примерно на 20%) и число деталей (примерно на 30?-iJ).

в торсионных муфтах (рис. 12.11,

Рис. 12.13. Комбинированная соеди-; нитспьная муфта трактора К-700

упругим элементом служит длинный металлический стержень. Торсионные муфты отличаются небольшой металлоемкостью, большим сроком службы, надежностью и не требуют ухода.

Комбинированная соединительная муфта применена на тракторе К-700 для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя к коробке передач (рис. 12.13).

Крутящий момент передается через упругие резиновые втулки / и жесткую зубчатую муфту 2. Если углы соединяемых валов более 3,5°, упругая муфта не имеет достаточной долговечности. Вследствие значительных деформаций резинового элемента наблюдается его повыш-енный нагрев, происходит старение резины, меняется ее жесткость. В этих случаях применяют карданные передачи.

При применении карданных передач между угловыми скоростями (Og ведомого и o)i ведущего вала существуют следу-ющие зависимости: при схеме, показанной на рис. 12.14, а,

cos 7] .

Wi sin фд + cos Yj cos ф1 при схеме, показанной на рис. 12.14, б,

cos Yi

Щ cos

Щ ~ v , cosv]

ЗШфд---- --СОЗф!

COSYa

Одинаковые значения cOg и 0)i могут быть получены лишь при применении ехемы, изображенной на рис. 12.14, б. и только в том случае, когда карданный вал 2 наклонен к валам 1 к 3 под одинаковыми углами, т. е. Vi = Та = V-