содержание   ..  10  11  12  13  14  ..

1. Привод управления сцеплением тракторов

   Качество привода, определяющего удобство и легкость управления, оценивается работой, которую должен совершить тракторист для полного выключения ФС. В настоящее время усилие на педали управления ФС регламентировано ГОСТ 21398 и составля-ет 150 Н при наличии усилителя и 250 Н -без усилителя. При этом полный ход педали ФС должен находится в пределах 150…180 мм. Схема механического привода управления ФС представлена на рис. 5.1, а его работа рассмотрена выше. Такие приводы получили наи-большее распространение на тракторах.

   

   На рис. 5.20 показан механический привод ФС трактора Т-40. При нажатии на педаль 1 управления ФС усилие передается через ре-гулировочную тягу 2 на рычаг 3 и далее через вилку выключения 4 на муфту 5 отводки. В результате происходит выключение ФС. Пружина 6 необходима для возврата педали 1 в исходное положение при сня-тии с нее нагрузки. В данном приводе вся работа по управлению ФС осуществляется за счет мускульной энергии человека. Регулировка свободного хода педали 1 осуществляется тягой 2.

   
    

   Рис. 5.20. Привод управления ФС трактора Т-40:

   1 -педаль; 2 -регулировочная тяга; 3 -рычаг вилки выключения; 4 -вилка вы-ключения; 5 -муфта отводки; 6 -пру-жина

   Очень часто механический привод ФС не может отвечать требо-ваниям ГОСТ 21398 по величине усилия на педали управления. Тогда применяют приводы с усилителями, в которых частично или полно-стью работа по управлению ФС осуществляется за счет других источ-ников энергии.

   На рис. 5.21 представлен механический привод ФС тракто-ров МТЗ-80/82 с пружинным усилителем. Он включает педаль 1, трехплечий рычаг 2, промежуточную тягу 6, рычаг 7 вилки выключе-ния и пружинный сервоусилитель. Сервоусилитель состоит из винто-вой цилиндрической пружины 3 и упорного болта 4, ввернутого в кронштейн 5. При включенном ФС пружина 3 сервоусилителя удер-живает педаль 1 ФС в исходном состоянии.

   
    

   

   
    

   Рис. 5.21. Механический привод ФС тракторов МТЗ-80/82 с пружинным усилителем

   
    

   При нажатии на педаль 1, когда выбирается свободный ход и усилие на ее перемещение невелико, происходит сжатие пружины 3. Когда свободный ход педали выбран и усилие на ней возрастает, пружина занимает такое положение, что начинает разжиматься и ее

   упругая сила через среднее плечо поворачивает рычаг 2, уменьшая тем самым усилие на перемещение педали при выключении ФС.

   В данной конструкции привод ФС совмещен приводом управле-ния тормозком. Последний состоит из тяги 9 тормозка и рычага 10 с валиком вилки управления тормозком. Рычаг 10 соединен с рычагом 7 тягой 9 с компенсационной пружиной 8, которая обеспечивает плав-ное включение тормозка.

   Свободный ход педали 1 регулируется изменением длины про-межуточной тяги 6. Ход подвижного диска тормозка ФС регулируется изменением длины тяги 9.

   На современных тракторах часто применяют пневматические и гидравлические сервоприводы ФС. В пневматическом сервоприводе управления ФС для снижения усилия на педали управления использу-ется энергия сжатого воздуха, а в гидравлическом -энергия жидкости, находящейся под давлением.

   Для управления ФС тракторов Т-150/150К применяется пневма-тический сервопривод.

   
    

2. Уход за сцеплениями

   Уход за ФС заключается в своевременном смазывании подшип-ников (в старых конструкциях) и подтяжке резьбовых соединений, а также регулировке и, при необходимости, промывке муфты. В ФС смазывают выжимной подшипник и поверхности скольжения муфты отводки, передний и задний подшипники вала ФС, а также втулки ва-лика вилки выключения и ось педали.

   В результате изнашивания фрикционных накладок толщина комплекта дисков уменьшается. При этом снижается и нажимное усилие пружин (пружины). В результате момент трения ФС также уменьшается, что приводит к длительным пробуксовкам сцепления и более интенсивному изнашиванию фрикционных накладок. При не-большой величине износа фрикционных накладок пробуксовывание ФС устраняют соответствующей регулировкой.

   Регулировка одинарных ФС сводится к установлению соответ-ствующего зазора (3…4,5 мм) между выжимным подшипником и го-ловками отжимных рычагов (или упорным кольцом) или лапками разрезной тарельчатой пружины (см. рис. 5.1 и 5.9). В современных конструкциях ФС (рис. 5.6) осуществляется регулировка зазора в при-воде управления. В двухдисковых ФС дополнительно регулируют за-

   зор (2…3 мм) между регулируемыми упорами и средним ведущим диском (рис. 5.8,б).

   В двойных ФС с совмещенным управлением регулируют:

   • ход педали до упора в специальную защелку, фиксирующую полностью выключенное положение главного ФС (обычно путем из-менения длины соответствующей тяги);

   • зазор между выжимным подшипником и отжимными рычагами (или упорным кольцом) или лапками разрезной тарельчатой пружи-ны, обеспечивающий свободный ход педали;

   • зазор между специальными упорными болтами и передним нажимным диском для обеспечения полного выключения главного ФС без выключения ФС привода ВОМ.

   В двойных ФС с независимым управлением каждая муфта регу-лируется аналогично одинарной.

   Возможна пробуксовка и правильно отрегулированного ФС при случайном попадании масла на поверхности трения. В этом случае трущиеся поверхности дисков промывают керосином или бензином при выключенном ФС.

   
    

3. Развитие конструкций сцеплений

В современных конструкциях тракторов намечается тенденция перехода на однодисковые сухие ФС. При этом более перспективны-ми являются ФС с разрезной тарельчатой пружиной и с обратной ее установкой (см. рис. 5.6). Двухдисковые ФС будут применяться лишь в тех случаях, когда при заданных габаритах однодисковая конструк-ция не обеспечивает надежную передачу заданного крутящего момен-та двигателя.

На мощных промышленных тракторах более перспективными являются ФС, работающие в масле.

Для удовлетворения требованиям экологии намечается замена фрикционных накладок на асбестовой основе безасбестовыми поли-мерными и порошковыми фрикционными.

Глава 6‌

Коробка передач, увеличители крутящего момента, ходоуменьшители и раздаточные коробки

1. Назначение, требования и классификация коробок передач

   Коробка передач (КП) позволяет изменять общее передаточное число трансмиссии. Устанавливается только на тракторах с ДВС и располагается обычно между сцеплением и центральной передачей трансмиссии.

   Необходимость применения КП обусловлена тем, что трактор в процессе эксплуатации должен агрегатироваться с большим комплек-сом машин-орудий, имеющих широкий диапазон тяговых сопротив-лений и допустимых скоростей 0,05...11,1 м/с (0,2...40 км/ч) их дви-жения. При этом желательно, чтобы двигатель работал в оптимальном режиме (85...95%) загрузки, при котором работа МТА наиболее про-изводительна и экономична.

   Как этого достигнуть с помощью КП достаточно подробно рас-смотрено в разд. 4.1.

   Кроме того, КП позволяет трактору иметь передачи заднего хо-да, как вспомогательные -при комплектации МТА, так и основные -технологические, для промышленных, садово-огородных и иных МТА. Благодаря нейтральной передачи КП, когда ее входной вал вращается, а выходной неподвижен, обеспечивается длительная сто-янка трактора при работающем двигателе. Она необходима для рабо-ты трактора в стационарных условиях с использованием привода ВОМ или приводного шкива.

   Коробки передач классифицируются, в первую очередь, по спо-собу изменения передаточного числа. Они бывают бесступенчатые, ступенчатые и комбинированные.

   Бесступенчатые КП позволяют в определенном диапазоне пе-редаточных чисел иметь любое значение, что позволяет МТА рабо-тать в наиболее благоприятном режиме.

   Ступенчатые КП позволяют в заданном диапазоне передаточ-ных чисел иметь определенное число постоянных значений, выбран-ных исходя из наиболее производительной и экономичной работы МТА на каждой из них.

   Комбинированные КП применяют в тех случаях, когда необхо-димо бесступенчатое регулирование передаточных чисел, но их за-

   данный диапазон выше возможностей обычных бесступенчатых КП. В этом случае применяют комбинацию двух КП: ступенчатая с не-большим числом передач охватывает весь диапазон передаточных чи-сел, а в полученных интервалах работа МТА обеспечивается бессту-пенчатой КП.

   Коробки передач обычно классифицируются по способу преоб-разования крутящего момента на механические, гидравлические, электрические и комбинированные.

   Бесступенчатые КП по этому признаку подразделяются на ме-ханические (фрикционные-тороидные, клиноременные и импульсные-инерционные), гидравлические (гидродинамические и гидрообъем-ные), электрические и комбинированные (аналогично способу изме-нения передаточного числа).

   Ступенчатая КП по этому признаку является механической, в которой преобразование крутящего момента происходит в шестерен-ной передаче с ограниченным числом возможных их сочетаний.

   В зависимости от способа управления КП бывают с ручным управлением, полуавтоматические и автоматические.

   При ручном управлении все операции по изменению передаточ-ного числа КП производятся за счет мускульной силы тракториста, приложенной к рычажно-тяговой системе управления.

   При полуавтоматическом управлении часть операций произво-дится с использованием посторонних источников энергии (гидравли-ческой или электромагнитной), что значительно упрощает и облегча-ет труд тракториста.

   При автоматическом управлении все операции по выбору оп-тимального передаточного числа КП производятся автоматически, без участия тракториста. Этот автоматизм достигается за счет свойств преобразователя крутящего момента (гидродинамического или элек-трического) бесступенчатой КП или с помощью следящих устройств и бортовых компьютеров. Последние осуществляют подбор и дают команду для установки необходимого передаточного числа ступен-чатой или комбинированной КП.

   Не зависимо от общих требований, предъявляемых к узлам и аг-регатам трансмиссии трактора, все КП должны отвечать двум основ-ным эксплуатационным требованиям:

   иметь достаточный диапазон передаточных чисел для работы трактора (соответствующего назначения) в необходимых для него тя-гово-скоростных режимах;

   иметь возможность выбора передаточных чисел для наиболее производительной и экономичной работы МТА при оптимальной за-грузке его двигателя.

   Конструкции КП во многом определяются назначением тракто-ров, их тяговыми классами, характером эксплуатационных нагрузок и показателями комплексов агрегатируемых машин -орудий. Наиболь-шее число машин -орудий агрегатируется с сельскохозяйственными колесными и гусеничными тракторами, работающими в относительно установившихся режимах нагрузки. Значительно меньшее число ви-дов оборудования агрегатируется с промышленными тракторами -не более трех -пяти видов, а на особо мощных -не более двух (отвал и рыхлитель). Причем, работа промышленных МТА имеет в основном циклический характер, с большими амплитудами тяговых нагрузок (от нуля до максимума) и повышенной скоростью заднего хода для цикла отката.

   Не последнюю роль в применяемости типов КП имеют также их конструктивная простота, надежность в работе, технологичность и стоимость производства.

   Анализ современного отечественного и зарубежного тракторо-строения указывает на преимущественное применение ступенчатых КП на большинстве сельскохозяйственных тракторов и ряде про-мышленных, особенно в малых и средних тяговых классах. В боль-шинстве промышленных тракторов применяются комбинированные гидромеханические передачи, где наряду с гидротрансформаторами обязательно имеются ступенчатые диапазонные КП. Гидрообъемные и электрические трансмиссии, в которых практически не использу-ются диапазонные КП, применяются в весьма ограниченных количе-ствах, причем последние -только в особо мощных промышленных тракторах. Бесступенчатые -механические КП практически не при-меняются ввиду недостаточной их надежности.

   Таким образом, в современном тракторостроении ступенчатые КП продолжают занимать доминирующее положение, как основные, так и диапазонные -в гидромеханических передачах.

   
    

2. Ступенчатые коробки передач

   Ступенчатые КП представляют собой редукторы с набором ва-лов и цилиндрических (прямозубых или косозубых) зубчатых колес. Последние вводятся во временные силовые связи для получения не-обходимого передаточного числа между входным и выходным валом.

   Благодаря этому, при постоянстве крутящего момента и частоты вра-щения входного вала КП на его выходном можно иметь ограничен-ный ряд различных их значений, необходимых для рациональной ра-боты МТА.

   В ступенчатой шестеренной КП необходимо отметить три режима ее работы:

   1. нейтральной передачи, когда двигатель работает, сцепление включено, входной вал вращается, а трактор стоит -разомкнута сило-вая связь между шестернями КП, передающими крутящий момент от входного к выходному валу (этот режим работы КП характерен для времени пуска двигателя и перед началом включения передачи для движения трактора; он также необходим для кратковременных оста-новок МТА при совершении им технологических операций, или для стационарной его работы с отбором мощности на ВОМ или привод-ной шкив;

   1. режим переднего хода для выполнения технологических опе-раций МТА (сильно отличается по частоте воздействия на органы управления КП у сельскохозяйственных и промышленных тракторов);

   2. режим заднего хода, когда в КП включают передачи, изме-няющие направление вращения выходного вала (для большинства сельскохозяйственных тракторов этот режим играет второстепенную роль, хотя и необходимую; для промышленных тракторов в большин-стве случаев он играет такую же роль, как и передний ход).

   Классификацию ступенчатых КП можно провести по следую-щим характерным признакам:

   • по способу образования шестеренной передачи;

   • по способу зацепления шестерен;

   • по методу переключения передач;

   • по способу управления;

   • по расположению валов КП относительно продольной оси трактора;

   • по конструктивной компоновке;

   • по кинематической схеме.

   П о с п о с о б у о б р а з о в а н и я ш е с т е р е н н о й п е р е -д а ч и КП бывают с неподвижными осями валов, с вращающимися осями (планетарные) и комбинированные. В настоящее время боль-шинство отечественных сельскохозяйственных и промышленных тракторов имеют КП с неподвижными осями валов. Планетарные пе-редачи в отечественных тракторах пока имеют ограниченное приме-нение, только как элементы отдельных устройств трансмиссии -уве-личитель крутящего момента (УКМ), ходоуменьшитель, механизм ре-

   верса. В зарубежном тракторостроении достаточно широко применя-ются планетарные КП, особенно на промышленных тракторах, одна-ко они конструктивно сложнее и дороже в производстве. Если в КП применены оба способа образования передачи, то ее называют ком-бинированной.

   П о с п о с о б у з а ц е п л е н и я ш е с т е р е н КП бывают с подвижными шестернями (каретками) и с шестернями постоянного зацепления. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в нейтральном положении приведены на рис. 6.1.

   На рис. 6.1,а включение передачи производится продольным пе-ремещением каретки 2 (в данном случае двухвенцовой, для образова-ния двух различных передач) по шлицам вала 1 до полного ее зацеп-ления с одной из шестерен 4, неподвижно закрепленных на парал-лельном валу 3.

   На рис. 6.1,б,в и г показаны три варианта блокировки свободно вращающихся шестерен постоянного зацепления с валом для включе-ния передачи.

   На рис. 6.1,б включение передачи производится продольным пе-ремещением зубчатой муфты 3, установленной на зубчатом венце 4 вала 1, до полного ввода ее в зацепление с аналогичными венцами на ступицах свободно вращающихся шестерен 2 или 5.

   На рис. 6.1,в включение передачи производится с помощью син-хронизатора. Принцип работы синхронизатора заключается в том, что его зубчатая муфта 6 вала 1 может входить, в зацепление с зубчатыми венцами ступиц свободно вращающихся шестерен 2 или 7 только по-сле предварительного выравнивания их угловых скоростей с валом муфты. Это достигается посредством сил трения в контакте конусных поверхностей ступиц и прижимного кольца 3, имеющего упругую связь с поводковым устройством 4 муфты 6. После чего при дальней-шем приложении осевого усилия к поводковому устройству 4 пре-одолевается сопротивление пружинных фиксаторов 5 и последую-щее включение передачи происходит легко и безударно.

   На рис. 6.1,г включение передачи происходит с помощью мно-годисковых фрикционных муфт М1 и М2 (чаще всего с гидравличе-ским нажимным механизмом), общий наружный барабан 3 которых соединен с валом 1, а их внутренние барабаны закреплены на ступи-цах блокируемых свободно вращающихся шестерен 2 и 4.

   В планетарных КП применят только шестерни постоянного за-цепления. Здесь переключение передач осуществляется тормозами и многодисковыми фрикционными муфтами. При применении в транс-миссии трактора планетарных КП и КП с неподвижными осями валов,

   где переключение передач осуществляется с помощью многодиско-вых фрикционных муфт, в ряде случаев можно исключить примене-ние сцепления.

   
    

   

   
    

   Рис. 6.1. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в КП

   
    

   П о м е т о д у п е р е к л ю ч е н и я п е р е д а ч КП подразде-ляются на переключаемые с остановкой трактора (с разрывом потока мощности) и без его остановки (без разрыва потока мощности или с кратковременным разрывом, не прекращающим вращение валов). В первом случае включение передачи обязательно при неподвижных валах и последующем разгоне МТА с места на любой передаче. Такие КП обычно выполняют с каретками и блокировочными муфтами (рис. 6.1,а и рис. 6.1,б). Во втором случае КП выполняются с элемен-тами переключения, представленными на рис. 6.1,в и рис. 6.1,г, или планетарного типа.

   Современные КП обеспечивают получение от 5 до 36 и более передач переднего хода, что связано с разнообразием работ, выпол-няемых, главным образом, универсальными тракторами. Все переда-чи подразделяются на четыре диапазона, характерные для назначения трактора: основной (рабочий), резервный, транспортный и техноло-гический (замедленный, иногда называемый рассадочно -посадоч-ный).

   О с н о в н о й д и а п а з о н служит для выполнения главных сельскохозяйственных или других работ, требующих высоких значе-ний силы тяги на крюке трактора при допустимом буксовании его движителей и эксплуатационной загрузке двигателя близкой к номи-нальной. В этом диапазоне скоростей трактор работает наибольшее время эксплуатации. Число передач в данном диапазоне зависит от типа и назначения трактора: обычно 3-7 и больше.

   Р е з е р в н ы й д и а п а з о н передач (не более двух) служит для получения повышенных тяговых усилий примерно на 20...25% больше, чем на основном диапазоне. Он необходим для преодоления больших тяговых сопротивлений в экстремальных условиях эксплуа-тации МТА.

   Т р а н с п о р т н ы й д и а п а з о н (1-8 передач) имеет переда-чи, позволяющие МТА двигаться в различных условиях профиля до-роги и ее покрытия.

   Т е х н о л о г и ч е с к и й д и а п а з о н необходим для выпол-нения работ, требующих стабильных небольших технологических скоростей движения МТА, особенно в сельскохозяйственном произ-водстве и для тракторов трубоукладчиков. Число передач в этом диа-пазоне наибольшее -достигает 12-16. Следует отметить, что в этом диапазоне не всегда удается полностью использовать мощность дви-гателя трактора, несмотря на оптимальные варианты комплектации МТА.

   Количество передач заднего хода обычно одна-две, но встреча-ется и большее их число, вплоть до полностью реверсивных КП, ко-гда число передач вперед и назад одинаковое.

   П о с п о с о б у у п р а в л е н и я КП бывают с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмами переключения пе-редач. Если в КП переключение передач производится с остановкой трактора или без его остановки, но с синхронизаторами, то обычно применяется управляемая вручную механическая рычажная система с тягами перемещающими каретку или блокировочные муфты. Чтобы исключить возможность переключения передач на ходу в КП с оста-

   новкой трактора иногда применяют специальное блокировочное уст-ройство, действующее совместно со сцеплением.

   Два других способа управления применяются, как уже отмеча-лось, в КП с переключением передач на ходу посредством многодис-ковых фрикционных муфт с дистанционным управлением. Если в КП применены оба метода переключения передач, то, как правило, пере-ключение диапазонов производится рычажно-тяговой системой, а пе-реключение передач внутри диапазона -блокировочными фрикцион-ными муфтами.

   П о р а с п о л о ж е н и ю в а л о в о т н о с и т е л ь н о п р о-д о л ь н о й о с и т р а к т о р а КП подразделяются на продольные и поперечные. Последние чаще всего применяются на колесных тракто-рах малых тяговых классов 0,6 и 0,9, что позволяет уменьшить их продольную базу, увеличив, тем самым, их маневренность, и упро-стить центральную передачу их трансмиссий, заменяя коническую пару шестерен на цилиндрическую.

   П о к о н с т р у к т и в н о й к о м п о н о в к е различают сле-дующие КП:

   выполненные в виде самостоятельного агрегата (модуля), картер которого фланцем присоединен к передней стенке корпуса заднего моста трактора или вставлен внутрь его (если КП выполнена плане-тарной) со стороны его задней стенки;

   установленные в переднем отдельном отсеке общего корпуса заднего моста и выполненные вместе с другими агрегатами трансмис-сии в общем корпусе заднего моста. Последняя компоновка характер-на для КП с поперечными валами.

   П о к и н е м а т и ч е с к о й с х е м е КП подразделяются на двухвальные (однопарные), трехвальные (двухпарные), составные и специальные. Следует отметить, что термины двух и трехвальные КП относятся только к способу получения передач основного диапазона, КПД которых желательно иметь максимально высоким. Для получе-ния передач других диапазонов и заднего хода в этих КП обычно имеются дополнительные валы и пары шестерен, снижающие КПД передачи. Входной и выходной валы этих КП обычно называют пер-вичным и вторичным.

   В д в у х в а л ь н о й К П поток мощности от первичного к па-раллельному вторичному валу всегда передается только через одну работающую пару шестерен, образующую необходимую передачу. Поэтому такую КП называют еще однопарной.

   В т р е х в а л ь н о й К П при получении основных передач по-ток мощности от первичного вала вначале передается через дополни-

   тельную пару шестерен постоянного зацепления к промежуточному валу и от него к параллельному вторичному валу через соответст-вующую пару шестерен, как в двухвальной КП. Таким образом в трехвальной КП силовой поток на основных передачах всегда переда-ется через две пары шестерен, почему ее и называют также двухпар-ной. В КП с продольными валами и соосным расположением первич-ного и вторичного валов есть возможность их замыкания и получения прямой передачи с передаточным числом равным единице. Для трак-тора она обычно является транспортной, а не основной.

   КП подобного типа с прямой передачей очень компактна и на-шла широкое применение в автомобилях, где число передач значи-тельно меньше, чем на тракторах. Если в трехвальной КП передняя пара шестерен постоянного зацепления выполнена конической, то она превращается в КП с поперечными валами.

   С о с т а в н ы е К П представляют собой комбинации двух-вальных, трехвальных и планетарных КП, которые соединяют после-довательно для увеличения общего передаточного числа и числа пе-редач. Располагаются они или последовательно по продольной оси трактора в одном общем корпусе, или в отдельных картерах, флан-цуемых друг к другу. Иногда составные КП компонуются комбинаци-ей двухвальных КП, выполненных на параллельных валах в одном общем картере. Во всех случаях одна из КП является главной, посред-ством которой устанавливаются передачи внутри заданного их диапа-зона, а другая или другие КП являются редукторными, предназначен-ными для выбора необходимого диапазона передач. К составным КП следует отнести и КП с комбинированным способом образования шестеренной передачи.

   С п е ц и а л ь н ы е К П имеют кинематические схемы, отличые от рассмотренных. К ним следует относить и разнообразные схемы планетарных КП.

   
    

3. Принципиальные кинематические схемы и работа коробок передач с неподвижными осями валов

Конструкции КП определяются назначением трактора, номи-нальным тяговым усилием (тяговым классом), характером эксплуа-тационных нагрузок и показателями комплексов агрегатируемых ма-шин -орудий. Анализ современных конструкций КП показывает, что большинство из них являются составными комбинациями из более

простых двухвальных и трехвальных КП, схемы которых приведены ниже.

Следует отметить, что на всех рассматриваемых схемах КП управляющие каретки или блокировочные муфты показаны при ней-тральном их положении (на нейтральной передаче).

Простейшая схема двухвальной КП (рис. 6.2,а) с разрывом по-тока мощности при их переключении состоит из первичного вала 1 и вторичного 9. К валу 1 мощность от двигателя подводится обычно через сцепление, а выходной конец вала 9 в большинстве случаев имеет ведущую коническую шестерню 8 центральной передачи трансмиссии. На шлицах первичного вала 1 установлены подвижные двухвенцовая каретка 2 для получения второй (влево по стрелке) и третьей (вправо по стрелке) передачи и одновенцовая каретка 4 для получения первой (влево по стрелке) передачи и заднего хода (вправо по стрелке). Правый выступающий шлицевой хвостовик 5 может быть приводом зависимого ВОМ. На вторичном валу 9 неподвижно уста-новлены ведомые шестерни передач переднего хода: первой 11, третьей 12 и второй 13, в зацепление с которыми вводятся зубчатые венцы кареток для получения необходимой передачи, и ведомая шес-терня 10 заднего хода.

Перемещение кареток по щлицам первичного вала 1 осуществ-ляется отдельной рычажно-тяговой системой ручного управления КП, которая позволяет фиксировать в зацеплении только одну пару шес-терен, образующую необходимое передаточное число. Необходимо отметить, что в подобных конструкциях КП возможно применение только прямозубых цилиндрических шестерен.

Шестерни и валы размещаются внутри картера 3 КП, в отвер-стиях стенок и перегородок которого установлены соответствующие подшипники опор валов или дополнительных осей. В отечественных тракторах в основном применяются литые чугунные картеры КП. В зарубежных конструкциях широко применяются также более легкие и прочные литейные материалы (алюминиевые сплавы).

Опорами первичного вала, как правило, являются радиальные шариковые подшипники, нагруженные в основном радиальными си-лами.Опоры вторичного вала более сложные, так как в большинстве случаев они воспринимают не только радиальные усилия, действую-щие на них при передаче крутящего момента, но и осевое усилие дей-ствующее от конической пары центральной передачи.

Для получения передачи заднего хода между валами КП вводят дополнительную шестеренную передачу, изменяющую направление вращения ее вторичного вала при неизменном вращении первичного

вала. Это может быть шестерня или блок из двух шестерен одного или разных диаметров, находящихся в постоянном зацеплении с ве-домой шестерней, закрепленной на вторичном валу.

а) б)

Рис. 6.2. Принципиальные ки-нематические схемы КП:

а – двухвальная; б – трехвальная; в -трехвальная с поперечными валами

в)

В первом случае эту шестерню обычно называют “паразитной”, так как она не влияет на передаточное число заднего хода, определяе-мое только отношением диаметров начальных окружностей ведомой шестерни на вторичном валу и зубчатого венца на каретке первичного вала.

Во втором случае при разных диаметрах шестерен блока переда-точное число заднего хода определится как произведение передаточ-ных чисел двух пар шестерен, находящихся в зацеплении. В рассмат-риваемой схеме КП задний ход получается при введении каретки 4 в контакт с блоком шестерен 6, находящимся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 10 вторичного вала. Блок 6 установлен на под-шипниках закрепительной оси 7.

В данной кинематической схеме двухвальной КП показано практически минимальное число передач -три вперед и одна -назад. На практике число передач не превышает шести, так как при их уве-личении возрастает длина валов и их прогиб при передаче крутящего момента. Это ведет к нарушению зацепления шестерен и ухудшению работы подшипниковых узлов, а в итоге -к снижению долговечности КП. Повышение жесткости валов путем увеличения их диаметров приводит к нежелательному резкому увеличению материалоемкости КП.

В двухвальной КП при оптимальном межосевом расстоянии ме-жду ними наибольшее передаточное число передачи (первой или ре-зервной) обычно не превышает трех. При его дополнительном увели-чении неизбежен рост диаметра ведомой шестерни и межосевого рас-стояния между валами (при минимально допустимом диаметре зубча-того венца каретки из условий его прочности и нормального зацепле-ния с ведомой шестерней), что также ведет к повышению габаритов КП и ее материалоемкости.

Смазывание трущихся деталей данной КП осуществляется мас-лом, заливаемым в ее картер и последующим его разбрызгиванием венцами вращающихся ведомых шестерен при движении трактора. Для смазывания деталей КП при стационарной работе МТА, когда вторичный вал неподвижен, в ряде конструкций применяют специ-альные маслоразбрызгивающие шестерни, кинематически связанные с первичным валом. Один из этих вариантов показан на приводимой схеме КП, где свободно вращающаяся на валу 9 ведомая маслораз-брызгивающая шестерня 14 имеет постоянный привод от ведущей шестерни 15 вала 1.

Достоинствами двухвальных КП являются: конструктивная простота и высокий механический КПД, так как при передачи мощно-сти в зацеплении участвует только одна пара шестерен.

Недостатками двухвальных КП являются: невозможность полу-чения более 5-6 передач переднего хода, вследствие повышенного прогиба валов, и малый диапазон передаточных чисел, ограниченный межосевым расстоянием валов. Вследствие этого они в настоящее время имеют ограниченное применение как самостоятельные КП, но часто используются как один из редукторов составной КП. При этом очень часто они выполняются с шестернями постоянного зацепления (см. рис. 6.1,б -г).

Простейшая схема трехвальной КП (рис. 6.2,б) с разрывом по-тока мощности при их переключении и продольным расположением валов состоит из соосно расположенных первичного 1 и вторичного

8 валов и промежуточного вала 14. Валы 1 и 14 соединены парой ци-линдрических шестерен постоянного зацепления -ведущей 2 и ведо-мой 15, образующих передаточное число первой ступени КП. На кон-це вала 8 обычно установлена или выполнена за одно с ним ведущая коническая шестерня 9 центральной передачи трансмиссии.

На промежуточном валу 14 жестко закреплены ведущие шес-терни 13 переднего хода. В зацепление с ними входят зубчатые венцы ведомых кареток вторичного вала 8, образуя тем самым передаточ-ные числа второй ступени данной КП. На промежуточным валу 14 за-креплена и ведущая шестерня 12 передачи заднего хода, находящаяся в постоянном зацеплении с одновенцовой “паразитной” шестерней 10. На шлицах вторичного вала 8 установлены типовые одновенцо-

вая 7 и двухвенцовая 6 каретки и комбинированная одновенцовая ка-ретка 4 с зубчатой блокировочной полумуфтой 3. Последняя при пе-ремещении каретки 4 влево входит в зацепление с зубчатой полумуф-той в торце первичного вала, образуя тем самым прямую передачу мощности от вала 1 к валу 8. Так как передаваемая мощность минует шестеренные передачи, то следовательно, КПД передачи наивысший. Их обычно называют КП автомобильного типа.

Передний подшипник 16 (обычно роликовый) вала 8 установлен в расточке торца вала 1 и нагружен только радиальными силами. Ос-тальные опоры валов установлены в отверстиях стенок или специаль-ных перегородок картера 5 аналогично креплению валов двухвальной КП. В некоторых конструкциях трехвальных КП с целью устранения консольного крепления шестерни 2 и облегчения работы переднего подшипника 16 вала 8 исключают прямую передачу и выполняют от-дельные опоры конца вала 1 и начала вала 8, тем более что на тракто-рах прямая передача не относится к основному (рабочему) их диапа-зону.

В данной кинематической схеме трехвальной КП можно полу-чить пять передач (включая прямую) переднего хода и одну заднего.

Смазывание деталей КП производится разбрызгиванием масла, залитого в ее картер, шестернями промежуточного вала 14, который всегда вращается при работающем двигателе и включенном сцепле-нии независимо от режима работы МТА. Шлицевой хвостовик 11 вала 14 может использоваться как привод зависимого ВОМ.

Простейшая схема трехвальной КП с поперечным расположе-нием валов, полным реверсированием всех передач и конструктивной компоновкой в общем корпусе заднего моста трактора, представлена на рис. 6.2,в.

Наиболее интересным элементом схемы является механизм ре-верса передач, позволяющий промежуточному валу 6 вращаться в разные стороны при постоянном направлении вращения первичного вала 1. Он состоит из ведущей конической шестерни 2, находящейся в постоянном зацеплении с двумя одинаковыми ведомыми конически-ми шестернями 3 и 4, свободно установленными на валу 6 и вращаю-щимися в противоположные стороны. На ступицах этих шестерен имеются зубчатые венцы, аналогичные зубчатому венцу 17 вала 6, на котором установлена подвижная зубчатая муфта 8, блокирующая вал с любой из вышеуказанных шестерен. На схеме показано положение муфты 8 для движения трактора вперед. При замыкании вала 6 с шес-терней 3 трактор будет двигаться назад. Перемещение муфты 8 про-изводится отдельным рычагом управления реверсом.

Соединение одновенцовой 5 и двухвенцовой 18 кареток с ведо-мыми шестернями 16 вторичного вала 11 аналогично рассмотренному выше.

В аналогичных КП с полным реверсированием всех передач пе-реднего хода иногда, как показано на схеме, выполняется одна от-дельная передача заднего хода. Она осуществляется перемещением каретки 5 в зацепление с “паразитной” шестерней 9, находящейся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 10 заднего хода на валу

1. Применение данной передачи объясняется удобством управления КП одним рычагом для передач как переднего хода, так и заднего. При полностью реверсивной КП без дополнительной задней передачи для получения заднего хода трактористу приходиться одновременно манипулировать двумя рычагами управления -реверса и КП, что вы-зывает определенное неудобство. Поэтому в приведенной схеме пока-заны три передачи: вперед и назад и одна противоположного направ-ления.

   Компоновка поперечно расположенных валов 6 и 11 в общем корпусе 7 трансмиссии облегчает выполнение центральной передачи цилиндрическими шестернями -ведущей 12 и ведомой 13, установ-ленной на корпусе дифференциала 14. Шлицевый хвостовик 15 вала 11 может быть боковым приводом синхронного ВОМ.

   Следует отметить также облегченные условия работы кониче-ской пары, образующей передаточное число первой ступени КП, это -более стабильный нагрузочный и скоростной режим, что позво-ляет в большинстве случаев отказаться от периодических регулиро-вок зацепления шестерен до их окончательной выбраковки.

   Смазывание деталей КП производится разбрызгиванием масла, находящегося в корпусе.

   Подобного типа КП применяются на легких колесных универ-сальных тракторах, которые по характеру работы в МТА должны длительное время и при разных тяговых нагрузках двигаться задним ходом, при этом, как правило, сидение и рулевое управление также должны быть реверсивными.

   Достоинствами трехвальных КП являются:

   значительно больший, чем у двухвальных диапазон передаточ-ных чисел, так как на основных рабочих передачах всегда участвуют две пары шестерен;

   высокий КПД на прямой (транспортной) передаче;

   отсутствие необходимости в маслоразбрызгивающей паре шес-терен;

   конструктивно более простое выполнение центральной переда-чи с цилиндрической парой шестерен в трехвальных КП с попереч-ными валами, чем у конической пары двухвальной КП.

   Недостатками трехвальных КП являются:

   более низкий КПД на рабочих передачах, так как в зацеплении находятся две пары шестерен, вместо одной у двухвальной;

   невозможность получения более 5-6 передач переднего хода ввиду повышенного прогиба валов;

   повышенный износ подшипника передней опоры вторичного вала, расположенного в расточке торца первичного вала при работе трактора на основных рабочих передачах. При включенной прямой передаче указанный подшипник не вращается, но на этой транспорт-ной передаче трактор работает, как правило, не более 12…15% всего времени его эксплуатации.

   Составные КП имеют структурные схемы, представленные на рис. 6.3. На схеме, показанной на рис. 6.3,а, впереди установлен ре-дуктор Р с двумя передачами (n=2) для выбора диапазонов работы трактора, а за ним -основная КП с четырьмя передачами переднего хода внутри выбранного их диапазона и одной заднего (nзх=1). Общее число передач переднего и заднего хода определяется произведением чисел соответствующих видов передач в КП и Р: восемь передач пе-реднего хода (nпх=8) и две передачи заднего (nзх=2).

   В зависимости от компоновки трансмиссии в составной КП впе-

   реди может быть установлена основная КП, а за ней -выходной ре-дуктор Р (рис. 6.3,б), но результат будет такой же, как и в первой схе-ме (nпх=8; nзх=2).

   На схеме, представленной на рис. 6.3,в, редуктор Р имеет nпх=3 и

   nзх=1. Общее число передач переднего хода nпх=12, а заднего nзх=4.

   На схеме, представленной на рис. 6.3,г, показан пример приме-нения одновременно двух редукторов Р1 ( nпх=3; nзх=1) и Р2 (n=2), что дает возможность получить nпх=24 и nзх=8.

   
    

   

   Рис. 6.3. Структурные схемы составных КП

   
    

   Э л е м е н т а р н ы е к и н е м а т и ч е с к и е с х е м ы с о с-т а в н ы х КП и компоновки их основных узлов представлены на рис.

   6.4. На рис. 6.4,а представлена схема составной КП, состоящая из входного двухступенчатого редуктора А, выполненного по трехваль-ной схеме, и основной коробки Б, выполненной по двухвальной схеме с тремя передачами вперед и одной назад. В данной схеме вторичный вал 1 редуктора А, является передним концом первичного вала короб-ки Б, а соответствующие вторичный вал 2 коробки Б и промежуточ-ный вал 3 редуктора А имеют опоры в стенках редукторов.

   В данной схеме можно получить шесть передач вперед и две назад. Так как редуктор А выполнен с ускоряющей передачей, то ос-новные рабочие передачи составной КП осуществляются при включе-нии прямой передачи редуктора, чтобы в зацеплении участвовала только одна пара шестерен коробки Б, чем и обеспечивается высокий КПД рабочих передач. Для получения передач с меньшей тягой на крюке трактора и транспортных в редукторе А передача осуществля-ется через две пары шестерен, что снижает КПД этих передач.

   На рис. 6.4,б приведена схема составной КП, выполненной в од-ном общем корпусе 3, с использованием трех параллельных валов: первичного 1, промежуточного 6 и вторичного 8. Валы 1 и 6 пред-ставляют собой входной двухвальный редуктор диапазонов передач с шестернями постоянного зацепления, блокируемых посредством зуб-чатых подвижных муфт 12. Шестерни 2 и 11 обеспечивают получение трех передач переднего хода, а шестерни 4, 5 и 7 -заднего. Валы 6 и 8

   также представляют собой двухвальную четырехступенчатую КП с шестернями 9 постоянного зацепления, которые блокируются с валом 8 посредством многодисковых фрикционных муфт 10 с гидронажим-ным механизмом. Следовательно, в данной схеме составной КП мож-но получить двенадцать передач переднего хода и четыре заднего. При этом внутри установленного диапазона переключение передач осуществляется без остановки трактора.

   
    

   

   
    

   а) б)

   
    

   Рис. 6.4. Кинематические схемы составных КП

   
    

   В качестве примера рассмотрим составную КП тракторов МТЗ-80/82 (рис. 6.5). Она включает двухступенчатый редуктор и основную КП, которые обеспечивают получение 18-ти передач вперед и четырех назад. Основная КП -девятискоростная, состоит из первич-ного 1, промежуточного 22 и вторичного 12 валов, а также вала 25 пониженных передач и передач заднего хода, расположенных в кор-пусе 11. На вторичном валу 12 установлена ведущая шестерня 13 цен-тральной передачи. Внутри промежуточного вала 22 проходит вал 14 привода независимого ВОМ.

   Редуктор состоит из двухвенцовой шестерни-каретки 16, кото-рая может входить в зацепление с шестерней 7 вторичного вала или с внутренними зубьями шестерни 15, свободно установленной на про-межуточном валу 22 и находящейся в постоянном зацеплении с не-подвижной шестерней 10 вторичного вала. Зацепление шестерен 16 и 7 дает первую ступень редуктора, а шестерен 16, 15 и 10 -вторую.

   
   

2.  

На шлицах первичного вала 1 имеются подвижные шестерни-каретки 2, 3 и 4, которые могут входить в зацепление соответственно с шестернями 21, 19 и 18, неподвижно установленными на промежу-точном валу 22, и обеспечивать три передаточных числа. С промежу-точного вала момент передается через первую или вторую ступень редуктора. В результате число передач удваивается. В рассматривае-мой схеме КП (рис. 6.5,г) передачи с третьей по восьмую получаются по схеме трехвальной КП.

На первой и второй передачах и передачах заднего хода момент с первичного вала 1 на вторичный вал 12 передается через вал 25 по-ниженных передач. При этом момент с шестерни 4 через двухвенцо-вую шестерню 17, свободно установленную на промежуточном валу 22, передается на шестерню 28, которая находится в постоянном за-цеплении с малым венцом шестерни 17. Далее с вала 25 момент пере-дается на промежуточный вал 22 и через редуктор на вторичный вал

1. Для получения первой и второй передач каретка 27 вводится в за-цепление с шестерней 19, а двух передач заднего хода -с промежу-точной шестерней 26. Последняя находится в постоянном зацеплении с шестерней 20.

Девятая передача получается введением в зацепление шестерни 4 с внутренними зубьями шестерни 7 (прямая передача). Переключе-ние передач производится рычагом 8, перемещающим ползуны 5, ко-торые удерживаются от самопроизвольного передвижения фиксато-рами 6 в крышке 9.

Понижающий редуктор (см. рис. 6.5,г), установленный перед основной КП, удваивает число передач. Он состоит из двух пар шес-терен 29, 24 и 23 и зубчатой муфты 30. Когда муфта вводится в зацеп-ление с шестерней 24, момент передается без изменения (прямая пе-редача), при введении в зацепление с шестерней 29 получается пониженная передача.

На тракторах МТЗ-80/82 может быть также установлен двухсту-пенчатый планетарный ходоуменьшитель, позволяющий получать дополнительно четыре пониженные передачи переднего и четыре заднего хода.

содержание   ..  10  11  12  13  14  ..