Промежуточные соединения и карданные передачи

Оси валов муфты сцепления и коробки перемены переда-чи должны совпадать, то есть быть соосны. Однако на практи-ке эти валы располагаются с некоторой несоосностью, которая возникает из-за неточности изготовления деталей, погрешно-сти сборки, деформации рам и корпусов, а также взаимного расположения сборочных единиц в процессе эксплуатации. Поэтому возникает необходимость соединения валов не жест-ко, а с определенной степенью свободы, что позволит компен-сировать несоосность соединяемых валов, снизить нагрузки на детали, увеличить срок их службы. Для этого применяют промежуточные соединения – специальные шарниры, кото-рые по числу шарниров бывают одинарные и двойные, а по конструкции – жесткие, мягкие (упругие) и комбинирован-

ные. Жесткие шарниры состоят только из металлических де-талей, а мягкие имеют упругие неметаллические элементы.

Передачу вращающего момента от коробки передач к главной передаче ведущего моста во многих тракторах и ав-томобилях обеспечивает карданная передача. Она позволяет компенсировать несоосность и изменение расстояния между осями валов. На рисунке 7.4 показана схема карданной пере-дачи автомобиля.

Рисунок 7.4 – Схема карданной передачи:

1 – коробка передач; 2 – карданный шарнир; 3 – карданный вал;

4 – задний ведущий мост; 5 – рессора; 6 – рама

Коробка передач установлена на раме автомобиля, а зад-ний мост подвешен к раме на упругих рессорах. При колеба-ниях нагрузки на автомобиль во время его движения положе-ние заднего моста относительно рамы и оси вторичного вала коробки передач постоянно изменяется. Поэтому для переда-чи вращающего момента от вторичного вала коробки передач

к валу заднего моста необходим дополнительный вал, у кото-рого изменяются длина и угол наклона к продольной оси ав-томобиля.

Карданная передача (в наиболее простом виде) состоит из карданных шарниров и карданного вала. Карданные шарниры обеспечивают угловое перемещение карданного вала, а сво-

бодные шлицевые соединения вилок карданного шарнира с карданным валом - изменение расстояния между шарнирами.

Карданные передачи используют на колесных тракторах, оборудованных приводом на все четыре колеса (К-701, Т-150К, МТЗ-82), и гусеничном тракторе Т-150. Их устройство аналогично устройству карданных передач автомобилей.

В карданную передачу некоторых автомобилей (ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.) и тракторов (МТЗ-82) введен дополнительный вал, устанавливаемый на промежуточной опоре. Такая конст-рукция позволяет укоротить основной вал, уменьшить его вибрацию, повысить надежность и долговечность работы кар-данной передачи.

Карданный шарнир с игольчатыми подшипниками (рису-нок 7.5 а) состоит из вилок, крестовины, игольчатых подшип-ников, сальников. Стаканы с игольчатыми подшипниками на-девают на пальцы крестовины и уплотняют сальниками. Ста-каны фиксируют в вилках стопорными кольцами или крыш-ками, привернутыми к ним винтами. Карданные шарниры смазывают через масленку по внутренним сверлениям кресто-вины. Предохранительный клапан служит для устранения из-лишнего давления масла в шарнире.

При равномерном вращении ведущей вилки ведомая вил-ка вращается неравномерно: за один оборот она дважды обго-няет ведущую вилку и дважды отстает от нее. Для устранения неравномерности вращения и снижения инерционных нагру-зок применяют два карданных шарнира.

В приводе к передним ведущим колесам устанавливают карданную передачу равных угловых скоростей. Такая пере-дача автомобилей ГАЗ-66 и ЗИЛ-131 состоит из вилок 2, 5 (рисунок 7.5 б), четырех шариков 7 и центрального шарика 8. Ведущая вилка 2 представляет собой единое целое с внутрен-ней полуосью, ведомая откована вместе с наружной полу-осью, на конце которой закреплена ступица колеса. Ведущий момент от вилки 2 к вилке 5 передается через шарики 7, пере-мещающиеся по круговым желобам вилок.

Рисунок 7.5 – Карданные шарниры:

а – карданный шарнир: 1 – крышка; 2 – стакан; 3 – игольчатый подшипник; 4 – сальник; 5, 9 – вилки; 6 – предохранительный клапан; 7 – крестовина; 8 – масленка; 10 – винт; б – карданный шарнир равных угловых скоростей: 1 – внутренняя полуось; 2 – ведущая вилка;

3, 4 – шпильки; 5 – ведомая вилка; 6 – наружная полуось; 7 – шарики:

8 – центральный шарик

Шарик 8 служит для центрирования вилок и удерживается

в неизменном положении шпильками 3, 4. Частота вращения вилок 2, 5 одинаковая вследствие симметричности механизма относительно вилок.

Изменение длины вала обеспечивают свободные шлице-вые соединения вилок карданных шарниров с валом.

Коробки передач

Коробка передач служит для преобразования вращающего момента по значению и направлению, изменения силы тяги на ведущих колесах, скорости и направления движения, обеспе-чивает возможность движения машинно-тракторных агрега-тов (МТА) задним ходом и длительное разъединение двигате-ля и ведущих колес.

К коробке передач предъявляются следующие требова-ния: увеличение тягового усилия до значения, необходимого для преодоления сопротивления движению в заданных экс-

плуатационных условиях при хороших показателях топливной экономичности; обеспечение оптимального использования мощности двигателя, уменьшение работы буксования сцепле-ния; обеспечение управления переключением передач, сокра-щение переключений для повышения динамических качеств; высокий КПД на чаще всего используемых передачах; нали-чие нейтрального положения для длительного отключения двигателя от трансмиссии, а также передачи заднего хода; возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования.

Технический уровень современных тракторов и автомо-билей, эффективность их использования в значительной мере зависят от типа трансмиссии, числа передач, перепада между ними, способа переключения передач, надежности и стоимо-сти.

Наиболее распространены ступенчатые коробки передач.

Их классифицируют по следующим основным признакам:

по числу передач (ступеней) – четырех-, пятиступенчатые

и т. д.;

способу зацепления шестерен – с подвижными шестерня-ми и с шестернями постоянного зацепления;

расположению валов относительно продольной оси трак-тора – с продольным и поперечным расположением валов. В тракторах Т-16М, Т-25А и ЛТЗ-55 применены коробки пере-дач с поперечным расположением валов, в большинстве трак-торов – коробки передач с продольным расположением валов;

способу переключения передач – коробки, переключае-мые с остановкой трактора и без его остановки (на ходу);

способу управления – с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмом включения передач.

Принцип работы шестеренных коробок передач основан на том, что вращение от ведущего вала к ведомому передается через шестерни, которые могут входить в зацепление друг с другом в определенных сочетаниях.

Рассмотрим работу наиболее распространенной трехваль-ной пятиступенчатой коробки передач с прямой передачей (рисунок 7.6). Вращающий момент двигателя через сцепление передается первичному валу 7, а с него через шестерни 2 и 11

– промежуточному валу 9.

Рисунок 7.6 – Кинематическая схема трехвальной КПП с прямой передачей:

1 – первичный вал; 2, 4, 7, 8, 10, 11 – шестерни; 3 – зубчатая муфта;

5 – корпус коробки; 6 – вторичный вал; 9 – промежуточный вял;

12 – подшипник вторичного вала

На промежуточном валу 9 жестко закреплены ведущие шестерни 10, в зацепление с которыми входят соответствую-щие ведомые каретки шестерен 4 вала 6. Перемещая каретки шестерен 4 по шлицам вала 6, в данной схеме можно полу-чить, пять передач вперед и одну назад. Чтобы включить пря-мую (пятую) передачу, необходимо первую каретку шестерен 4,выполненную в виде зубчатой муфты 3,переместить влево

и ввести в зацепление с зубьями первичного вала. Тогда пер-вичный I и вторичный 6 валы будут вращаться как одно целое.

Коробки с прямой передачей компактны. Их широко при-меняют на автомобилях и отдельных тракторах. Для увеличе-ния числа передач применяют составные коробки передач.

Они представляют собой комбинацию двух коробок; двух-вальной, называемой редуктором, и трехвальной – основной.

Основные возможные неисправности коробок передач, редукторов и приводов переднего ведущего моста тракторов МТЗ представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 – Основные возможные неисправности коробок передач, редукторов и приводов переднего ведущего моста МТЗ

Продолжение таблицы 7.2

Ведущие мосты

Ведущие мосты представляют собой объединенные в од-ну сборочную единицу механизмы трансмиссии, посредством которых вращающий момент двигателя передается ведущим колесам трактора (автомобиля).

В зависимости от назначения колесные тракторы могут иметь один (задний) или два ведущих моста. В последнем случае это тракторы повышенной проходимости (МТЗ-82,

ЛТЗ-55А, К-701, Т-150К).

У легковых автомобилей ведущий мост обычно один (ре-же два). Число ведущих мостов грузовых автомобилей дости-гает трех. В сельском хозяйстве широко применяют автомо-

били повышенной проходимости с двумя (УАЗ-469, ГАЗ-66) и тремя (ЗИЛ-131) ведущими мостами.

В задних мостах тракторов и автомобилей в зависимости от типа и их назначения кроме механизмов, преобразующих вращающий момент, передаваемый движителям, размещают вспомогательные механизмы - тормоза, приводы управления механизма поворота, ВОМ и другие устройства.

Основные механизмы ведущих мостов колесных тракто-ров – главная передача, дифференциал, конечные передачи и тормоза (см. рисунок 7.1). У гусеничных тракторов вместо дифференциала размещают механизм поворота. Легковые и грузовые (малой и средней грузоподъемности) автомобили не имеют конечных передач.