Разделы сайта

Читаемое

Обновления Sep-2017

Промышленность Ижоры -->  Разработка конструкторской документации 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [ 69 ] 70 71 72 73 74 75 76

Рулевое управление


Рис. 18.6. Шаровые шарни. ры:

а - с осевыми сухарями; б - с поперечными сухарями; в - с клиновыми сухарями; а - с регулируемым шарнир ом {тракторов МТЗ-50 и т-40); / - шаровой палец; 2 - пробка; 3 - сухарь; 4 - пружина; 5 - чехол уплотнения; 6 - упругий вкладыш; 7 - антифрикционный вкладыш из капроновой смолы


Недостатками привода двумя продольными тягами являются сложность рулевого механизма, имеющего две противоположно движущиеся сошки, и затрудненность бокового навешивания машин-орудий, так как мешают движущиеся рулевые тяги.

Поворот четырех направляющих колес выполняют для уменьшения: радиуса поворота (при том же угле Р для обоих внешних колес внешний радиус поворота будет в 2 раза меньше); угла Р при заданном радиусе поворота, чтоб приблизить колеса к остову трактора (это необходимо для тракторов с четырьмя ведущими колесами большого диаметра). При повороте четырех колес во время отъезда от препятствия задняя часть трактора приближается к препятствию и может произойти столкновение. Чтобы избежать этого, применяют выключение поворота задних колес; переключение задних колес на поворот в том же направлении, в каком поворачивают передние, для отъезда боком. В некоторых конструкциях устанавливают переключатель рулевого привода, обеспечивающий поворот только передних колес; передних и задних колес; передних и задних колес в одном направлении.

Вместо четырех управляемых колес в отечественных конструкциях получил распространение поворот при помощи шарнирной рамы, складываемой рулевым управлением с гидравлическим усилителем.

Для соединения движущихся в пространстве тяг применяют шаровые шарниры, состоящие из шарового пальца 1 (рис. 18.6), соединенного конусной шейкой с рычагом, сухарей 3 и корпуса. Для устранения зазора сухари сжимаются пружиной 4. Различают шарниры с осевым расположением сухарей и с поперечным (рис. 18.6, б). Чтобы упростить техническое обслуживание, применяют шарниры с сухарями из антифрикционного полимерного материала с одноразовой смазкой. Для компенсации износа делают сухари клиновидной формы с зажимом пружиной (рис. 18.6, в) или вводят упругую вставку из эластомера, поджимаемую резьбовой пробкой (рис. 18.6, г).

Тяги привода для облегчения конструкции выполняют трубчатыми.

Рулевые механизмы

18.2. РУЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Рулевой механизм должен обеспечивать:

1. Устойчивое движение по прямой. Рулевое колесо в положении прямолинейного движения должно иметь минимальный свободный ход. Для новых тракторов без гидроусилителей руля свободный ход должен быть в пределах 10-15° (в старых моделях допускался до 25°).

2. Небольшое усилие на рулевом колесе (штурвале) - не более 3 кгс по Единым требованиям безопасности . При повороте на месте допустимо увеличение усилия до 12 кгс. Следует иметь в виду, что при увеличении скорости сопротивление повороту, а значит, и усилие на рулевом колесе несколько уменьшаются.

3. Соблюдение пропорциональности между усилием на рулевом колесе и моментом, поворачивающим направляющие колеса.

4. Обратимость, т. е. способность повернутых направляющих колес при освобожденном рулевом колесе возвращаться в положение прямолинейного движения под действием стабилизирующего момента. Для уменьшения отдачи на руку рулевые механизмы обычно делают на пределе обратимости.

Рулевые механизмы характеризуются:

1. Угловым передаточным числом

,. Фр Дфр

где фр и dQ - элементарные углы поворота рулевого колеса и вала сошки; Дфр и AQ - углы поворота рулевого колеса и вала сошки на участке небольшого изменения.

Для облегчения управления и улучшения поворотливости желательно иметь большое в среднем положении и уменьшение его с увеличением Дфр.

2. К- п. д. в прямом (при передаче усилия от рулевого колеса к сошке) 1(йп и обратном (при передаче усилия от сошки к рулевому колесу) rjojo направлениях:

*> ~ м - 4 ° ~

где и Mq - моменты на рулевом вале и валу сошки.

При большом значении щи облегчается управление трактором. При малом значении цо уменьшается момент на рулевом колесе от толчков, действующих иа управляемые колеса, и одновременно ухудшается обратимость.

Конструктивно рулевые механизмы выполняются: шестеренчатыми (включая реечные), червячными, винтовыми и комбинированными. По положению вала сошки различают механизмы с горизонтальным, вертикальным и наклонным валами (последние два механизма применяют при продольном рулевом вале). По числу валов сошки механизмы могут быть с одним залом и с двумя валами (для двух продольных тяг).

Шестеренчатые механизмы из-за больших габаритов для получения большого передаточного числа, большого свободного хода, полной обратимости не получили распространения и применяются или на легких самоходных шасси, или в комбинации с рулевыми механизмами других типов.

Червячные механизмы широко применяются на тракторах. Цилиндрический червяк может зацепляться с радиальным (рис. 18.7, а) и с торцовым сектором (рис. 18.7, б). В последнем случае обеспечивается большая площадь контакта между червяком и сектором, что уменьшает износ деталей. В конструкции должно быть предусмотрено регулирование зазора в зацеплении. При радиальном секторе это достигается приближением червяка к сектору поворотом эксцентричного стакана подшипников червяка. При торцовом секторе приближают сектор изменением толщины проставочной шайбы под крышкой.




Рис. 18.7. Червячные рулевые механизмы:

а - червяк с радиальным сектором; б - червяк с торцовым сектором; в - глобоидальный червяк с роликом

Винтовые механизмы имеют двух- или трехзаходный винт и гайку, соединяемую с кривошипом. Для компенсации изменения плеча кривошипа при его noijo-роте применяют качающийся винт, закрепленный на верху колонки в сферичес1м (или радиальном с увеличенным зазором) шарикоподшипнике; иромежуточйый сухарь, в котором скользит палец кривошипа; гайку с дополнительным проворачиванием кривошипом. Недостатками винтовых механизмов являются невозможность регулирования зазоров сопряженных деталей для компенсации износа, большая величина обратного к. п. д., чем прямого (около 0,8 против 0,6-0,65), что увеличивает передачу на руки водителя толчков от неровностей пути. Достоинством их является простота конструкции, изготовления и ремонта.

Комбинированные рулевые механизмы сочетают в себе два типа механизмов, например, винт с гайкой или зубчатую рейку с сектором (рис. 18.8, а). Передаточное число такого механизма равно произведению передаточных чисел его элементов: винта - гайки и рейки - сектора. Обратный к. п. д. (около 0,85) значительно больше прямого (около 0,7), что является недостатком.

Рулевые механизмы для двух продольных тяг имеют два вала сошки с противоположным движением одного относительно другого. Такие механизмы часто выполняются в виде винта - гайки и двух расставленных в разные стороны кривошипов (рис. 18.8, б) или в виде червячной передачи, а второй вал сошки

Рулевые механизмы


Рис. 18.8. Комбинированные рулевые механизмы:

а - винт и сектор с одним валом сошки; б - винт и кривошипы для

двух валов сошки

связан с основным шестеренной парой. Недостатком этих механизмов является несоосность левого и правого валов сошек, что требует разной длины продольных тяг и нарушает симметрию поворота. Соосные валы сошек могут быть получены при винте с левой и правой резьбой, соединенном с левой и правой полугайками, связанными с кривошипами соответствующих валов сошек.

Характеристика рулевых механизмов приведена в табл. 18.1.

18.1. Характеристика рулевых механизмов

Механизм

Угловое передаточное число w,,.

К. п. д. механизма

прямой

обратный

Червячный с сектором:

радиальным (рис. 18.7, а)

торцовым (рис. 18.7,6)

Глобоидный червяк с роликом (рнс. 18.7, в) . . , ,

Винт с гайкой:

при качающемся рулевом вале.........

2я/?

R cos фр + ±Vl - R sin

Vl-r ±

tg (V + V) COS g - ц (g V cos a -f p, tg V



продолжение табл. 18.1

Механизм

Угловое передаточное число .,

при кривошипе, скользящем в пазе гайки . . .

при вильчатом рычаге

- ) -<Рр 2яК

t cos (Рр

К. п. д. механизма

прямой т)

обратный %о

Примечание, z - число зубьев колеса; г, - число заходов червяка, винта; v - угол подъема винтовой линии (8-12°); i - шаг винтовой линии: t = nrfo tg у; da - диаметр средней окружности винтовой линии; г - радиус начальной окружности сектора; R - радиус кривошипа; К - расстояние между осями вала руля и вала сошки; L - расстояние между центром верхней опоры качающегося рулевого вала и осью вала сошки; а, - угол зацепления; v - угол треиия; ц = tg V.

18.3. РАСЧЕТ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Исходными данными для расчета являются: схема переднего моста (Ашах, Afnin. плечо обкатки а), база L и минимальный радиус поворота без применения тормозов Ршш- На основе формул (2.1)-(2.4) и (18.1) находят Ощах и Ршах- Выбирают тип рулевого привода, радиус поворотного рычага г и определяют по формуле (18.2) угол G. Строят график кинематики поворота.

Определяют момент сопротивления повороту направляющих колес

где Mi= GJiU - момент сопротивления направляющих колес перекатыванию (здесь Gi - радиальная нагрузка на направляющие колеса; Д -- коэффициент сопротивления перекатыванию); - момент сопротивления колес поворачиванию: при стоянке = О,ИОфсАп, при движении М = 2йубу/у (здесь фс - коэффициент сцепления с почвой; Гп - динамический радиус направляющего колеса; ky - коэффициент сопротивления шины уводу; бу - угол увода: бу = = 2-4°; /у - плечо увода; можно принять равным 0,25 длины эллипса площади

шины, тогда /у 0,1/-п); Mg = Gi (а + гпРш) Рш sin - -+-

-Ь Ym cos ° - стабилизирующий момент от поперечного Рш и продольного уш наклона (рад) шкворня; ]пр - к. п. д. привода (поворотных цапф и трапеции).

При движении по неровностям возникают толчки, дополнительно нагружающие рулевой механизм. Наиболее опасным является выезд одного колеса из борозды глубиной /1(3, вызывающий толчок силой

r=0.5Gi ,

отпечатка

где с = hdlrn-

Рис. 18.9. Зависимость поворота направляющего колеса во внутреннюю (а°) и наружную (Э°) стороны от угла Ф° поворота рулевого колеса для отечественных тракторов:

/ и 2 - ДТ-20; 3 и 4 - ДТ-24-2; б и 6 - МТЗ-5Л; 1,3,5 - для угла а; 2, 4, 6 - для угла р

Общее угловое передаточное число

о 80 ПС Ш JZO Ш Ш 560 640 720 8?0 880 960 if Мп

Мш = МапИим-р п ---.

ршМшп

где Рр - усилие на рулевом колесе: при Наличии усилителя Рр 12 кгс, без усилителя Рр 3 кгс; /?ш - радиус рулевого колеса (штурвала).

Передаточное число рулевого механизма вычисляют по формулам табл. 18.1. Передаточное число привода определяется соотношением плеч рычагов привода устанавливаемых из кинематической схемы. В большинстве рулевых управлений применяют механизмы, имеющие постоянное щм (червяк-сектор и глобоидный червяк-ролик), но вследствие изменения соотношения плеч рычагов общее передаточное число изменяется (рис. 18.9).

Усилие на рулевом колесе

Ро = - =

Mn c

шшПшп /р/?ш шмПшп

где /с и /р - длины рулевой сошки и поворотного рычага.

Для сравнительной оценки рулевых механизмов НАТИ рекомендует пользо-иаться средней работой, требуемой для поворота трактора при движении:

icp

- I оЛ- - шП

где фр. у - угол поворота штурвала (град.) от среднего положения до упора.

Желательно иметь Аср == l,5-f-2 кгсм, допустимо 10 кгсм при усилии на штурвале Рр < 6 кгс.

Расчет деталей рулевого управления на прочность. Детали рассчитывают

на условную нагрузку, принимаемую равной максимальному усилию на штурвале р шах = 50 кгс, иа конце сошки = 0,5Gi.

Рулевое колесо и вал. Диаметр колеса = 425 и 480 мм. Ступицу колеса соединяют с валом посадкой на конус с шейкой, снабженной 36 остроугольными шлицами (соединение ГАЗ для колес диаметром 425 мм) или с сегментной шпонкой (соединение ЗИЛ для колес диаметром 480 мм).

Диаметр вала (см)

р шахШ 0,2ткр

Допустимое напряжение Ткр 600 кгс/см. Напряжения смятия в шлицевых соединениях Осм = 500-600 кгс/см. При переднем расположении рулевого механизма вал проходит над двигателем и составляется из отдельных частей, соединяемых карданными шарнирами. Шипы крестовины кардана рассчитывают на изгиб и срез (см. гл. 12), принимая напряжения изгиба 500-600 кгс/см и среза 200- 300 кгс/см2.

27 В. я. Лнилович



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [ 69 ] 70 71 72 73 74 75 76

© 2003 - 2017 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка