Главные передачи 4 страница

Остов – основание, связывающее все части трактора. Остовы бывают -рамные, полурамные (на колесных), безрамные.

Рамный остов ухудшает весовые показатели трактора и не применяется.

Полурамный остов – состоит из корпусов отдельных механизмов, жестко соединенных с балками различного профиля. В этой конструкции двигатель представляет собой независимую часть трактора.

Безрамный остов – создается жестким соединением корпусов двигателя и силовой передачи, что позволяет получить хорошую центровку валов и снизить общий вес трактора. Однако в этом случае демонтаж механизмов силовой передачи и двигателя более затруднителен, чем при полурамном остове. Безрамный остов менее удобен для навески машин нежели полурамный.

Тракторы бывают 4-х и 3-х колесные. Наибольшее распространение получили 4-х колесные с приводом от двигателя на задние колеса, которые, сцепляясь с почвой, приводят трактор в движение и поэтому называются ведущими.

Передний мост поддерживает остов трактора, а передние колеса с помощью рулевого управления позволяют изменять направление движения трактора – направляющие. 4-х колесные тракторы с приводом от двигателя на все колеса, более полно используют свой вес для надежного сцепления ведущих колес с почвой, могут развивать большие тяговые усилия и обладают высоким тяговым КПД. Конструкция таких тракторов более сложна.

Кроме колесных тракторов применяют самоходные шасси. Их особенность – механизмы располагаются так, что рама освобождается для навешивания различных с/хозяйственных орудий, машин и оборудования.

АВТОМОБИЛИ

Ходовая часть автомобиля, представляющая собой тележку, состоит из рамы, осей, колес и подвески.

Рама служит основанием, на котором установлен двигатель, все механизмы трансмиссии автомобиля и его кузов. Рама состоит из двух продольных стальных балок (лонжеронов), соединенных несколькими поперечинами (траверсами). Рама со всеми собранными на ней частями опирается через детали подвески на оси с колесами.

При помощи подвески осуществляется упругое соединение рамы автомобиля с осями.

В зависимости от группы и числа осей ходовая часть автомобилей имеет различную конструкцию.

КОЛЕСА

Колесо трактора состоит из ступицы и обода, соединенных диском. Наибольшее распространение получили колеса с упругим ободом, образуемым путем установки на колесо пневматической шины. Для закрепления шины обод имеет специальный профиль с углублением по середине и с бортами по бокам.

Применение пневмошин повышает амортизирующие свойства колес, что позволяет повысить транспортную скорость до 30 км/ч и значительно снижает потери трактора на перекатывание, достигаемое благодаря снижению удельного давления на почву и уменьшению ее деформации.

Задние ведущие колеса сильно нагружены (70…75% от веса всего трактора), поэтому для уменьшения удельного давления на почву они имеют относительно большие диаметр и ширину обода. Для лучшего сцепления ведущих колес с грунтом и уменьшения их буксования на пневматических шинах делают крупные выступы, имеющие определенную форму и расположение. Передние направляющие колеса воспринимают небольшую нагрузку (25%) и для удобства поворота выполняются небольшого диаметра и с малой шириной обода. Чтобы уменьшить боковое скольжение колеса при повороте трактора, на ободе пневматических шин по окружности делается гребень.

На автомобилях применяют дисковые или бездисковые колеса с пневматическими шинами.

Ободы дисковых автоколес могут быть глубокие неразборные и плоские разборные.

Глубокий неразборный обод, симметричный или несимметричный, имеет борта 1 и углубление 2 посередине, необходимое для монтажа шины и применяется в легковых автомобилях.

Диск4овые колеса с плоским разборным ободом применяют на грузовых автомобилях. В плоском разборном ободе одну щеку (бортовое кольцо) делают съемной для удобства монтажа шин.

Бортовое кольцо на ободе крепят тремя способами:

1. Разрезное бортовое кольцо 3 устанавливают непосредственно в канавке на ободе.

2. Цельное бортовое кольцо 3 крепят на ободе замочным разрезным кольцом 4, заправленным в канавку на ободе.

3. Отъемный борт (щека) 5 обода крепят болтами 6 к диску колеса.

На большегрузных автомобилях имеют применение также бездисковые колеса. В этом случае разрезной обод 7 колеса, состоящий из 3-х секторов, крепят на шпильках со специальными прижимами 8 непосредственно к фланцу 9 литой ступицы.

В большинстве грузовых автомобилей задние колеса двойные, вследствие чего уменьшается нагрузка на каждое колесо и увеличивается поверхность сцепления шин с дорогой. В автомобилях высокой проходимости задние колеса одинарные, идущие по следу передних колес, что повышает проходимость.

Одинарные дисковые колеса крепят к ступицам или фланцам ведущих полуосей пятью-шестью гайками на шпильках, а двойные колеса имеют специальное крепление, осуществляемое колпачковыми гайками с внутренней и наружной резьбой (внутреннее колесо) и простыми гайками, навертываемыми на колпачковые (наружное колесо). Поверхности гаек или болтов крепления колес – конусные или сферические, точно центрирующие колесо на ступице. На некоторых моделях автомобилем применяют гайки с правой и левой резьбой, имеющие специальные метки.

ПЕРЕДНИЙ МОСТ

Тракторы.

Передний мост служит опорой для передней части остова трактора и включает в себя переднюю ось с подвеской и направляющие колеса.

На универсальных колесных тракторах применяются три типа передних мостов: 1. С расставленными направляющими колесами; 2. Со сближенными колесами; 3. С одним колесом.

1. Направляющие колеса расставлены на ширину колеи задних колес. Величина дорожного просвета ограничена высотой подъема передней оси и выступающей средней частью остова (МТЗ-50 можно изменять ширину колеи и передних колес в пределах 1200…1800 мм).

2. Направляющие колеса сближены и установлены на цапфах общего поворотного кулака, который закреплен на вертикальном поворотном валу. Величина дорожного просвета определяется расположением полуосевых рукавов заднего моста, который с помощью бортовых передач поднят на значительную величину.

3. Установлено одно колесо, ось которого закреплена в вилке, соединенной с вертикальным поворотным валом, а задний мост еще более приподнят посредством бортовых передач.

АВТОМОБИЛИ имеют передний мост 2-х типов: с цельной или разрезной осью. Цельную переднюю ось применяют на всех грузовых автомобилях, а разрезную при независимой подвеске колес – на легковых автомобилях.

Цельная передняя ось грузовых автомобилей состоит из балки двутаврового сечения, поворотных кулаков с цапфами и шкворней. Балка при помощи рессоры соединены с рамой.

В автомобилях высокой проходимости передней осью является балка переднего ведущего моста.

Задней осью 2-х осных автомобилей служит балка заднего ведущего моста. У 3-х осных автомобилей рама в задней части опирается через рессоры на тележку, состоящую из 2-х ведущих

ПОДВЕСКА КОЛЕСНЫХ И ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН

Подвеска – связь рамы машины с колесами или опорными катками - рисунок 54.

Назначение – обеспечить необходимую плавность хода и смягчать удары, возникающие при встрече с неровностями пути.

В зависимости от наличия упругого элемента (рессоры) различают жесткие, полужесткие и упругие подвески.

Жесткая – подвеска в которой нет рессор (применяют лишь иногда на тихоходных машинах).

Полужесткая – часть веса подрессорена (ТТ-4, Т-100 и др.) – рисунок 55.

Рисунок 55 Схема полужесткой подвески

Упругая – на автомобилях и тракторах, работающих с повышенными скоростями – рисунки 56-а, 57.

По характеру кинематической связи колес с рамой подвески – независимые (индивидуальные) и балансирные (зависимые, блокированные).

Независимая – каждое колесо (мост) связано с рамой независимо от остальных колес (мостов).

Рисунок 56 Схемы подвески автомобиля: а - индивидуальная; б - зависимая

Балансирная – опорные катки (колеса) связаны рычагами или рессорами и в таком блокированном виде крепятся шарнирно на раме – рисунки 56-б, 58.

По типу упругого элемента – рессорные, пружинные, стержневые (торсионные), резиновые, пневматические, гидравлические и комбинированные (несколько упругих элементов).

Результаты исследований показали, что независимая подвеска дает возможность использовать больший запас упругости рессор, чем балансирная. Это объясняется следующим.

Наибольший подъем катка или колеса для любой подвески определяется величиной клиренса. При независимой подвеске (принимая, что рама не успевает переместиться) наибольший подъем колеса происходит за счет полной деформации рессоры данного колеса.

Рисунок 57 Схемы независимой (индивидуальной) подвески колесных и гусеничных машин

Рисунок 58 Схемы подвесок:- балансирная (блокированная),- межбортовая балансирная связь поперечной рессорой,- переход неровности при балансирной подвеске,- обтекание неровностей при балансирной подвеске

В балансирной – наибольший подъем колеса может произойти за счет деформации рессор всех колес, связанных балансиром, и выйти за допустимые пределы. Поэтому в этих подвесках ограничивают прогиб рессор, что снижает использование запаса их упругости.

Большой запас упругости рессор очень важен для быстроходных машин, т.к. при быстром переезде через неровности удары достигают большой силы. Поэтому прочность и надежность подвески будет тем больше, чем выше значение потенциальной энергии рессор, приходящейся на единицу подрессоренного веса _i=2n

λ=(Σm_i∙f²_i)/(2∙G_к), (209)

_i=1

где m_i - коэффициент (модуль) жесткости отдельной рессоры, деформация которой совпадает с ходом катка;

f_i – полный прогиб рессоры;

G_к – подрессоренный вес машины;

n - число катков (колес) одного борта машины.

Значение у независимой подвески больше, чем у балансирной, поэтому независимая подвеска получает все большее распространение на быстроходных

Рисунок 59 Схема перехода неровности при балансирной подвеске

машинах. На тихоходных тракторах чаще применяют балансирную. Выделим из рисунка 57 схему переезда препятствия машиной с балансирной побвеской. При переезде через неровности высотой h средняя точка балансира, а, следовательно, и рама поднимутся только на h/2 (без учета деформации рессоры) - рисунок 59. Если сблокировать не два, а больше катков, подъем рамы будет еще меньше, т.е. эта подвеска уменьшает вертикальные колебания трактора, что наглядно видно при медленном переезде препятствий –катки как бы обтекают препятствия.

Рисунок 60 Схема перекоса осей среднего и заднего мостов трехосного автомобиля

В многоосных автомобилях высокой проходимости часто колеса «связывают» балансирами (обычные рессоры). Это позволяет колесам «обтекать» препятствия, не отрываясь от грунта. Кроме того подвеска должна допускать перекос осей мостов автомобиля. Предельный угол характеризует приспособляемость автомобиля к неровностям дороги – рисунок 60.

ПЛАВНОСТЬ ХОДА И ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДВЕСКИ

В результате длительного колебания автомобиля при его движении (6 степеней свободы) пассажиры и водитель сильно утомляются, что наносит ущерб здоровью, а также снижает производительность труда водителя (сохранность груза и автомобиля и др.).

Основная причина колебаний автомобиля – неровности дороги. Поэтому одно из основных требований, предъявляемых к современному автомобилю – повышение плавности хода и улучшение удобств езды.

Основным показателем плавности хода являются частоты собственных колебаний подрессоренных масс.

Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний массы М на упругом основании позволяет получить выражение для угловой частоты и периода колебаний:

ω=(m/M) , T=2∙π/ω=2∙π∙(M/m) , (210)

где m – коэффициент или модуль жесткости рессоры, кг/м.

Перейдя к числу колебаний в минуту, получим:

n = 1/Т = (m / M) / (2∙π) (211)

Число колебаний свыше 150 в минуту приводит к неприятной тряске, а меньше 60 к укачиванию.

Таким образом, необходимая плавность хода достигается правильным выбором частоты колебаний машины, зависящей в основном от жесткости подвески.

Если в последнем равенстве выразить М через m и статический прогиб f_ст (M = m fст /g), получим:

n=(m∙g/(m∙f_ст) / (2∙π) = 5/ f _ст, (212)

где f_ст – средний статический прогиб рессор подвески под воздействием подрессоренных масс.

Таким образом, чем больше f_ст, тем меньше частота собственных колебаний, т.е. чем мягче подвеска, тем меньше частота собственных колебаний кузова и выше комфортабельность езды на автомобиле. Явление колебания автомобиля (трактора) очень сложно, т.к. рама машины опирается не на одну рессору.

Под воздействием внешних сил возникают продольные угловые колебания – галопирование машины, которое уменьшают правильным подбором рессор (прогибы передних и задних рессор должны быть примерно одинаковы).

Если сделать подвеску очень мягкой, то может оказаться, что под воздействием подрессоренного веса машины рессоры почти полностью прогнутся. Тогда при незначительной перегрузке или толчках удары об ограничители будут очень частыми и резкими. Поэтому полный прогиб рессоры f_п лишь частично используют на f_ст, оставляя часть f_п для восприятия дополнительных динамических нагрузок, т.е.

f_п=f_ст+f_дин (213)

Обычно у грузовых автомобилей полный прогиб делят примерно поровну между f_ст и f_дин, т.е. f_ст/f_дин=1, у легковых - f_ст/f_дин=2.

Связь между деформацией рессоры и нагрузкой на нее принято называть характеристикой подвески – рисунок 61. Жесткость подвески определяется тангенсом угла наклона касательной к линии характеристики.

Рисунок 61 Характеристика подвески

Характеристика подвески зависит от типа машины, характера нагрузки, условий работы и др.

Для пассажирских автомобилей и других машин с постоянной полезной нагрузкой желательна характеристика типа " аса ". При статической нагрузке и незначительных отклонениях от нее подвеска очень мягка и лишь при существенных изменениях нагрузки жесткость ее плавно увеличивается.

В грузовых автомобилях, работающих с большим диапазоном полезной нагрузки целесообразнее иметь подвеску типа " всв ". При небольших нагрузках или при езде без нагрузки подвеска достаточно мягка (участок вd); при увеличении нагрузки, чтобы прогиб рессоры не увеличивался чрезмерно, жесткость подвески также растет. Необходимое протекание характеристики подвески достигается соответствующей конструкцией ее (двойные рессоры и т.д.).

В качестве упругих элементов подвесок применяются листовые рессоры и винтовые пружины, стержни или набор стержней, работающих на кручение (торсионы); резиновые и пневматические, гидравлические, гидропневматические.

Рессоры – автомобили и тракторы (ЗИЛ, МАЗ, ЧТЗ, колесные тракторы).

Пружины – независимая подвеска автомобилей и тракторов.

Торсионы – гусеничные машины.

Резиновые рессоры в виде лент, работающих на растяжение, или цилиндров – на сжатие – применяются редко на автомобилях и тракторах

Пневматическая и гидропневматическая – упругий элемент – воздух в первой и воздух плюс жидкость – во второй.

Последние подвески позволяют плавно регулировать жесткость подвески и обеспечивать одинаковую плавность хода при различных режимах загрузки, поддерживать раму на постоянном уровне.

Амортизаторы

В подвеску автомобилей входят амортизаторы, которые гасят колебания рамы и кузова, возникающие из-за деформации рессор или пружин подвески, повышая тем самым плавность хода автомобиля.

У грузовых автомобилей амортизаторы включены только в переднюю подвеску, а у легковых – в подвеску передних и задних колес.

Применяют гидравлические амортизаторы 2-х стороннего действия 2-х типов: поршневые и телескопические.

Преимущества телескопических амортизаторов – компактность, удобство размещения в подвеске, возможность частичного использования в качестве стабилизатора поперечных наклонов кузова.

Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А

1.Анисимов Г.М. и др. «Лесные машины», М.,»Лесная промышленность», 1989г.

2.Анисимов Г.М. и др. «Лесотранспортные машины», М.,»Экология», 1997г.

3.Артамонов М.Д. и др.»Основы теории и конструкции автомобиля», М.,»Машиностроение», 1974г.

4.Гаспарянц Г.А. «Конструкция, основы теории и расчета автомобиля», М.,»Машиностроение», 1978г.

5.Зайчик М.И. и др. «Тяговые машины и подвижной состав лесовозных дорог»,М.,»Лесная промышленность», 1967г.

6.Зайчик М.И. и др. «Проектирование и расчет специальных лесных машин»,М.,»Лесная промышленность», 1976г.

7.Иванов В.В. и др. «Основы теории автомобиля и трактора», М., «Высшая школа», 1970 г.

8.Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. «Автомобиль», М., «Машиностроение», 1989г.

9. Лукин П.П. и др. «Конструирование и расчет автомобиля», М.,»Машиностроение», 1984г.

10.Сергеев В.П. «Автотракторный транспорт»,М.,»Высшая школа», 1984г.

11.Скотников В.А. и др. «Основы теории и расчета трактора и автомобиля», М., «Агропромиздат»,1986г.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ВЕДЕНИЕ……………………………..…..…………………………………..3

Передача крутящего момента ведущим

колесам лесных машин. КПД трансмиссии ……………………………..….4

Радиусы качения колеса………..…..……………………………..…….……5

Образование силы тяги на ободе колеса……………………………………6

Скорость движения машины……………….………………………………..8

Силы сопротивления движению…..…...……..……………………………..9

Сила сопротивления качению…..…………………………………………...9

Сила сопротивления подъему…..…………………………………………..10

Сила сопротивления воздушной среды..…………………………………..11

Сила сопротивления, создаваемая прицепами…………………………….12

Сила инерции…………….………...……....….…………………………….14

Тяговый баланс…..…………………………….……………………………14

Тяговая характеристика……...…….……………………………………….16

Динамическая характеристика и динамический паспорт………………...18

Мощностной баланс.………..……………...……………………………….23

Проходимость лесотранспортных машин….…...........................................26

Проходимость колесных транспортных систем…………………………..29

Проходимость гусеничных систем…..….…………………………………29

Определение опорных реакций колесных машин…………….……..……30

Определение центра давления гусеничных машин..………………….…..33

Определение центра тяжести колесных и гусеничных машин..…………34

Устойчивость автомобиля (трактора)……………..….………..…………. 35

Поперечная устойчивость.………………………………………………….38

Устойчивость при повороте…………….……..............................................39

Занос передних и задних колес…………….………………………………41

Основы общей динамики лесотранспортных машин ……………….……46

Определение нагрузок на элементы ходовых систем....……….………....47

Типы трансмиссий и основные требования к ним………….………….....49

Сцепления….…………...…………………………………………………...50

Механические коробки передач, раздаточные коробки....……………… 51

Установление передаточных чисел…………………………..………....…54

Планетарные передачи…..………………………………………………….54

Карданные передачи…….………….……………………………………….57

Главные передачи…………………………...………………………………59

Дифференциал…………………………………..…………………………..60

Кинематика и статика дифференциала.….………………………………..61

Привод к ведущим колесам …..……....……………………………………62

Механизмы поворота гусеничных машин..………………………..……..64

Муфты поворота (бортовые фрикционы).……………………………..… 65

Одноступенчатые планетарные механизмы поворота………………..….65

Силы и моменты, действующие на гусеничный трактор при повороте..67

Основные параметры механизмов поворота……………………………..71

Гидравлические передачи..………………………………………………..75

Гидростатические (гидрообъемные) передачи..………………………...75

Гидродинамические муфты……………………………………………….76

Характеристика гидромуфты……………………………………………...78

Гидродинамическис трансформаторы……………………………………79

Характеристики гидротрансформаторов…………………………………81

Рулевое управление колесных машин..…………………………………..84

Кинематика поворота и установка управляемых колес…………………86

Конструкции рулевых механизмов……………………………………….88

Тормозная система лесных машин...……………………………………..90

Определение основных тормозных параметров…………………………90

Приводы управления тормозами……...…...……………………………..92

Силы, действующие на тормозные колодки при торможении…...….… 94

Ходовая часть колесных машин.…………………………………………..96

Подвеска колесных и гусеничных машин ………………………..…. 99

Плавность хода и характеристика подвески…………………...………..102

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА…….……………………………...105

СОДЕРЖАНИЕ……………………………………………………………106