Трансмиссия и колеса трактора – конструктивные особенности элементов

Вопрос. Типы трансмиссий их назначение. Конструктивные особенности трансмиссий;

Шасситрактора или автомобиля представляет собой совокупность час­тей, служащих для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим коле­сам или звездочкам и преобразования вращательного движения в поступа­тельное движение трактора или авто­мобиля.

Шасси включает в себя трансмис­сию, ходовую часть, рулевое управле­ние и тормозную систему.

Трансмиссияобъединяет механизмы, передачи и сборочные единицы, с по­мощью которых вращение от коленча­того вала двигателя трансформируется, распределяется и переносится к веду­щим колесам или звездочкам, валу отбора мощности и гидроприводу сельскохозяйственных машин.

Ходовая часть состоит из остова, движителей и подвески. Она предназначена для сообщения трактору или ав­томобилю поступательного движения.

Рулевое управление служит для изме­нения траектории и направления (вправо или влево) движения трактора или автомобиля.

Тормозная система представляет собой совокупность устройств для тормо­жения трактора или автомобиля, т. е. уменьшения скорости их движения вплоть до полной остановки. В тракторах она используется также для выполнения крутых поворотов.

КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТРАНСМИССИЙ

Классификация трансмиссий.

Транс­миссия предназначена для плавного трогания с места трактора или автомо­биля, изменения скорости и направ­ления движения (вперед или назад), осуществления или облегчения пово­рота, передачи крутящего момента рабочим органам сельскохозяйствен­ных машин и привода рабочего обо­рудования, а также обеспечения дли­тельной остановки с работающим двигателем.

По способу трансформации враща­тельного движения различают ступен­чатые, бесступенчатые и комбинирован­ные трансмиссии.

По принципу действия они могут быть механическими, гидравлическими, электрическими или комбинированны­ми — гидромеханическими, электроме­ханическими.

Основные показатели трансмис­сии — коэффициенты трансформации, полезного действия, передаточное от­ношение.

коэффициент полезного действия (КПД)

где М, М_е — крутящие моменты соответственно ведущих колес (звездочек) и коленчатого вала; кН • м;

, — угловые скорости соответственно ведущих колес (звездочек) и коленчатого вала, рад/с.

Ступенчатая механическая транс­миссия за счет зацепления шестерен с разным числом зубьев обеспечивает не­сколько постоянных передаточных отношений i₁, i₂, …, i_n при постоянном значении угловой скорости . Таких ступеней с различными передаточными отношениями может быть от 3 до 24. У тракторов число ступеней значительно больше, чем у автомобилей, что позволяет легче загрузить двигатель в разнообразных эксплуатационных условиях и обеспечить тем самым экономичную работу.

Бесступенчатая трансмиссия обеспечивает непрерывное и автоматичес­кое изменение крутящего момента, а также более полное использование мощности двигателя на любом режиме. Комбинированные трансмиссии пред­ставляют собой сочетание ступенчатых передач с бесступенчатым регулированием крутящего момента в пределах одной передачи. Они позволяют значительно расширить диапазон регулирования крутящего момента.

Механическая трансмиссия включает в себя муфту сцепления 1 (рис. 91), промежуточное соединение 2, коробку передач 3, главную передачу 4, диффе­ренциал 5, конечные передачи 6. В ко­лесных тракторах с обоими ведущими мостами (типа МТЗ-82, МТЗ-102) до­полнительно устанавливают раздаточ­ную коробку 7 и карданную передачу 8, в гусеничных тракторах — механизмы поворота 9, при необходимости увели­читель крутящего момента 10, ходоуменьшитель и др.

Электрическая трансмиссия состоит из генератора постоянного тока, якорь которого приводится во вращение от двигателя внутреннего сгорания. Выра­батываемая генератором электрическая энергия по кабелям поступает к элект­родвигателям, непосредственно уста­новленным в ведущих колесах или звездочках и приводящим их во враще­ние.

Преимущество этой трансмиссии — легкость передачи энергии и бессту­пенчатость регулирования, недостат­ки — большая масса агрегатов, невысо­кий КПД.

Гидравлическая трансмиссия в каче­стве основного элемента имеет гидрав­лическую передачу, передающую ме­ханическую энергию посредством жидкости.

Гидравлические передачи делят на гидростатические (объемные) и гидро­динамические.

Гидравлическая транс­миссия с гидростатической передачей состоит из насоса 2 (рис. 8), приводи­мого от двигателя внутреннего сгора­ния 1, распределительных устройств 5, гидромоторов 3 и маслопроводов 6. Такая трансмиссия позволяет бес­ступенчато в большом диапазоне регу­лировать частоту вращения ведущих колес трактора и автомобиля.

Гидромеханическая передача пред­ставляет собой сочетание гидродина­мической передачи (гидромуфты или гидротрансформатора) и механической трансмиссии.

Рис. 7. Схемы трансмиссий тракторов:

а — колесного с задним ведущим мостом; б— колесного с передним и задним ведущими мостами; в — гусенично­го; 1 — муфта сцепления; 2 — промежуточное соедине­ние; 3 — коробка передач; 4— главная передача; 5— дифференциал; 6— конечная передача; 7—раздаточная коробка; 8— карданная передача; 9—механизмы пово­рота; 10— увеличитель крутящего момента

Рис. 8. Схемы гидравлической трансмиссии с гид­ростатической передачей: а – с карданной передачей; б – с гидролиниями; 1 – двигатель внутреннего сгорания; 2 – гидравлический на­сос; 3 – гидромотор; 4 – карданная передача; 5 – гидро­распределительное устройство; 6 – маслопровод

Гидротрансформатор состоит из на­сосного колеса 2 (рис. 9), турбинного колеса 7 и реактора 3. При вращении коленчатого вала двигателя вращается и связанное с ним насосное колесо 2. Рабочая жидкость под действием цент­робежных сил отбрасывается на лопат­ки турбинного колеса 7 и приводит его во вращение вместе с ведомым валом 4. Круг циркуляции замыкается через ре­актор 3.

Преимущества гидромеханической трансмиссии: бесступенчатое регули­рование скорости движения в преде­лах ступени, меньшие динамические нагрузки на детали трансмиссии, луч­ший разгон и большая плавность дви­жения.

Электромеханическая трансмиссия отличается от механической тем, что вместо коробки передач установлена электрическая передача, состоящая из генератора и электродвигателя посто­янного тока. Электрическая передача, как и гидродинамическая, бесступенча­то изменяет крутящий момент и ско­рость движения.

Конструктивные особенности транс­миссий одного и того же типа суще­ственно зависят от вида энергетическо­го средства (трактор или автомобиль), типа движителя (колесный или гусе­ничный), числа ведущих колес.

Рис. 9. Схема работы гидротрансформатора:

1 — турбинное колесо; 2 — насосное колесо; 3 — реак­тор; 4 — ведомый вал

Автомобиль— высокоскоростное транспортное средство, поэтому пере­даточное число трансмиссии и переда­ваемый крутящий момент меньше, чем у трактора. В связи с этим механизмы, передачи и сборочные единицы транс­миссий автомобилей выполнены более простыми по конструкции, компакт­ными, менее металлоемкими. В конст­рукции автомобилей отсутствуют ко­нечные передачи.

Конструкции тракторов и автомоби­лей со всеми ведущими колесами зна­чительно усложняются вследствие до­полнительно установленных раздаточ­ной коробки, карданной передачи и переднего ведущего моста.

Трансмиссии гусеничных тракторов более сложные по сравнению с колес­ными, так как включают в себя правый и левый механизмы поворота, которые создают разные крутящие моменты на ведущих звездочках. На большинстве гусеничных тракторов применяют пла­нетарные механизмы поворота, на тракторах Т-70С, Т-130 — механизмы поворота с многодисковыми фрикци­онными муфтами.

Гусеничный трактор Т-150 имеет в отличии от других тракторов особую конструкцию трансмиссии. В транс­миссию этого трактора входит коробка передач 3 (рис. 10) с двумя вторичными валами, концы которых с помощью карданных передач 5 соединены с дву­мя главными передачами 4. От главных передач вращение передается на веду­щие валы и далее на правую и левую ведущие звездочки 7 через конечные передачи 6, представляющие собой планетарные механизмы. В трансмис­сии отсутствует механизм поворота, функцию которого выполняет коробка передач за счет отключения или переключения на другой скоростной режим одного из вторичных валов.

В конструкции трансмиссии тракторов предусмотрена передача механи­ческой энергии к заднему и боковому залам отбора мощности (ВОМ) для привода рабочих органов сельскохозяй­ственных машин, а также к насосам в гидроприводе сельскохозяйственных машин.

На тракторах широко применяют механические ступенчатые трансмиссии с переключением передач под на­грузкой без разрыва потока мощности между двигателем и ведущими колеса­ми (звездочками) трактора. Как прави­ло, переключение диапазонов (рабочих и транспортных) происходит с разры­вом силовой цепи зубчатыми муфтами и подвижными зубчатыми колесами, а переключение передач в диапазоне осу­ществляется под нагрузкой на ходу трактора фрикционной гидроподжим­ной муфтой.

Трансмиссия трактора и автомобиля

Сопротивление движению тракторного агрегата и автомобиля изменяется непрерывно и в широких пределах. Это объясняется колебаниями удельного сопротивления почвы, загрузки рабочих органов машин, сопротивлений качению колес и сцепления их с грунтом или дорогой, возникающими на пути движения, подъемами и уклонами и т.д. Соответственно требуется изменять вращающий момент, подводимый к ведущим колесам (звездочкам) как для преодоления возросших сопротивлений, так и для более полного использования мощности двигателя, получения высокой производительности при наименьшем расходе топлива.

Трансмиссия служит для передачи вращающего момента двигателя ведущим колесам трактора (автомобиля), а также части мощности двигателя агрегатируемой с трактором машине. При помощи трансмиссии можно изменить вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по значению и направлению.

Рисунок. Схемы трансмиссий: а — автомобиля с колесной формулой 4х2; 1 — сцепление; 2 — коробка передач; 3 — карданная передача; 4 — главная передача; 5 — дифференциал; 6 — полуось; б — колесного трактора; в — гусеничного трактора: 1 — двигатель; 2 — сцепление; 3 — коробка передач; 4 — главная (центральная) передача; 5 — задний мост; 6 — дифференциал у колесных тракторов и конечные передачи у гусеничных тракторов; 7 — ведущее колесо (гусеница); 8 — направляющее колесо; 9 — бортовые фрикционы или планетарный механизм поворота.

К трансмиссии предъявляют следующие требования:

• высокий КПД
• возможность индивидуального регулирования частоты вращения колес
• низкая металлоемкость
• высокая надежность
• возможность привода агрегатов с большим относительным перемещением
• независимость размещения силовой установки
• возможность деления мощности
• применение группового и индивидуального приводов ходовых систем
• приспособленность к колебаниям тяговых нагрузок
• способность передавать мощность на значительные расстояния
• широкий диапазон регулирования силовых и скоростных параметров

По способу изменения вращающего момента различают ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные трансмиссии.

Ступенчатые трансмиссии состоят из зубчатых колес различных типов. В этой трансмиссии при переходе от одного режима работы к другому вращающий момент меняется через интервалы, кратные передаточным числам, поэтому она получила название ступенчатой. При наличии ступенчатой трансмиссии на некоторых режимах невозможно полностью использовать мощность двигателя.

Бесступенчатые трансмиссии обеспечивают непрерывность и автоматичность процесса изменения вращающего момента, чем выгодно отличаются от ступенчатых. Вместе с тем им свойственны некоторые недостатки:

• сложность конструкции
• более низкий КПД

Различают фрикционные (механические), электрические и гидравлические бесступенчатые трансмиссии. Гидравлические передачи делят на гидродинамические и гидрообъемные.

Минский тракторный завод разработал инновационный трактор «Беларус-3023» с бесступенчатой электромеханической трансмиссией.

Комбинированные трансмиссии представляют собой сочетание одной из бесступенчатых передач со ступенчатой передачей, имеющей вспомогательное значение. Это позволяет расширить диапазон изменения вращающего момента на движителях и одновременно сохранить основные преимущества бесступенчатой передачи. Комбинированная трансмиссия, у которой в качестве одной из сборочных единиц применяют гидродинамическую передачу, называется гидромеханической. Такая трансмиссия применена в тракторе ДТ-175С.

Наиболее распространены механические трансмиссии. В механическую трансмиссию входят следующие механизмы:

• сцепление коробка передач
• промежуточное соединение
• карданная передача
• главная (центральная передача)
• дифференциальный механизм или муфты поворота у гусеничных тракторов
• конечные передачи

Трансмиссия и колеса трактора – конструктивные особенности элементов

В том случае, если трансмиссия состоит только из одних механизмов с шестернями, она называется механической трансмиссией. Если же в состав трансмиссии входят механизмы с шестернями и гидродинамические преобразователи (гидротрансформатор, устройство его будет описано ниже), она называется гидромеханической трансмиссией.

Рис. 62. Схемы трансмиссий:
а, б, в, г, д — типы; 1 — конечная передача; 2— дифференциал; 3 — сцепление; 4 — коробка передач; 5 — главная передача; 6 — промежуточное соединение; 7—механизмы поворота; 8, 9— специальные механизмы; Ю — карданные валы.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Механическая трансмиссия устанавливается на большинстве тракторов, что объясняется ее относительно простым устройством и надежностью в работе.

Механическую трансмиссию составляют следующие механизмы.

Сцепление (рис. 62, а, б, в, г, д) -— механизм, передающий крутящий момент от двигателя и позволяющий кратковременно отъединять двигатель от остальных механизмов трансмиссии и вновь его плавно соединять.

Промежуточное соединение 6 предназначено для передачи вращения от вала сцепления к другим механизмам трансмиссии, даже в том случае, если оси валов этих механизмов имеют некоторую несоосность с валом сцепления, появившуюся в результате недостаточно точной сборки трактора, деформации или износа деталей несущей системы трактора.

Коробка передач — агрегат, преобразующий крутящий момент по величине и направлению, т. е. коробка передач позволяет изменять передаточное число трансмиссии, в результате чего меняется скорость движения трактора и его тяговое усилие. Коробка передач позволяет также изменять направление движения трактора, а в некоторых конструкциях, кроме того, и осуществлять его плавный поворот. Наконец, при помощи коробки можно отъединить вал, передающий вращение от двигателя на ведущие колеса, на любое по продолжительности время.

Главная передача — механизм, который уменьшает частоту вращения валов, передающих вращение, и увеличивает крутящий момент. С помощью главной передачи вращение передается также с продольно расположенных валов на поперечные, т. е. происходит разделение потока мощности, идущего от двигателя, на каждое из ведущих колес.

Дифференциал — механизм, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между выходными валами и позволяющий им, а следовательно, и колесам вращаться с разной частотой, что необходимо при поворотах трактора. Дифференциал устанавливают только на колесных тракторах.

Конечные передачи понижают частоту вращения и увеличивают передаваемый крутящий момент.

Механизм поворота служит для поворота гусеничного трактора, а также для передачи крутящего момента от главной к конечной передаче.

Специальные механизмы не всегда устанавливают на трактор. В их число входят увеличители крутящего момента, ходоуменьшители, раздаточные коробки и др.

Карданная передача — устройство, состоящее из одного или двух карданных валов и шарниров, предназначенных для передачи крутящего момента между агрегатами трансмиссии, оси валов которых несоосны или приобретают несоосность во время работы.

Трансмиссия и колеса трактора – конструктивные особенности элементов

Колесные трактора используются гораздо чаще, чес гусеничные агрегаты. Это связано с возможностью самостоятельного ремонта подвески, меньшей стоимостью и простотой в эксплуатации. Трактора на колесах менее проходимы своих гусеничных аналогов, однако они отличаются лучшей маневренностью, что ценится в поле гораздо больше.

Элементы трансмиссии трактора и их предназначение

Одним из наиболее важных элементов каждого трактора является его трансмиссия. Именно от ее надежности и исправности напрямую зависит способность трактора выполнять свою работу.

В случаях, когда в конструкцию трансмиссии трактора входят только одни механизмы с шестернями, она именуется механической трансмиссией. Если же помимо вышеперечисленных элементов в конструкцию входит гидротрансформатор, то такая конструкция будет называться гидромеханической.

Буквами на изображении обозначены схемы механических колесных и гусеничных трансмиссий.

Цифрами обозначаются такие элементы:

• 1 – конечная передача;
• 2 – дифференциал трансмиссии;
• 3 – устройство сцепления;
• 4 – КПП;
• 5 – главная передача;
• 6 – промежуточное соединение;
• 7 – механизмы, отвечающие за поворот;
• 8 и 9 – специальные элементы;
• 10 – карданные валы.

Благодаря сравнительно простой конструкции и надежности при эксплуатации, на большинство тракторов устанавливаются именно механические трансмиссии. В их конструкцию входят такие элементы:

• Сцепление – устройство, предназначенное для передачи крутящего момента от мотора на колеса трактора. Этот элемент также позволяет временно отключать мотор от остальных устройств и снова плавно подключать его;
• Промежуточное соединение играет роль устройства, передающего вращение от вала на другие элементы трансмиссии. Благодаря наличию этой детали, трактор продолжает работать даже в случаях неправильного положения осей валов, образовавшихся в результате некорректной сборки агрегата;
• КПП – используется для преобразования крутящего момента по направлению и величине. Другими словами, КПП дает возможность менять передаточное число, изменяя, таким образом, скорость передвижения. Помимо этого, коробка передач дает возможность менять траекторию движения трактора и выполнять плавный поворот техники;
• Главная передача отвечает за уменьшение частоты вращения валов и увеличение крутящего момента;
• Дифференциал – устройство, которое распределяет крутящий момент между валами и колесами. Благодаря этому элементу, колеса машины способны вращаться с разной частотой;
• Конечные передачи предназначены для понижения частоты вращения и увеличения крутящего момента, передаваемого мотором;
• Механизм поворота дает трактору возможность поворачиваться;
• Специальные элементы представляют собой ходоуменьшители или раздаточные коробки. Они не всегда устанавливаются на технику;
• Карданные валы передают крутящий момент между несоосными элементами трансмиссии.

Достаточно простая схема трансмиссии механического типа пользуется популярностью благодаря простоте и возможности быстрого ремонта. В случае необходимости, определить и устранить поломку этого узла сможет практически каждый водитель.

Колеса трактора – из чего состоят элементы?

Колеса трактора изготавливаются по достаточно простому принципу: пневматическая шина надевается на обод и плотно соединяется с диском. Сам диск крепится к ступицам посредством мощных болтов.

Пневматические шины состоят из таких элементов, как покрышка и камера. Покрышка играет роль своеобразного чехла, для изготовления которого используется плотная толстая резина. Камера на трактор – это замкнутая трубка в форме кольца, для производства которой применяется эластичная резина для тракторов. На камере находится вентиль, который предназначается для подкачки камеры или выпускания воздуха.

Шины для сельхозтехники и тракторов могут быть двух видов:

• Диагональные – в их конструкция входит каркас, имеющий несколько слоев корда, расположенных накрест;
• Радиальные – они стоят гораздо дороже за счет хорошей эластичности и отличных сцепных характеристик.

При выборе шин для трактора следует учитывать несколько важных характеристик изделий:

• Сцепление с почвой;
• Показатель проходимости;
• Устойчивость к порезам, проколам и другим повреждениям;
• Свойства самоочистки;
• Показатель давления на почву.

Многие модели шин обладают отличными показателями в самоочистке и устойчивости к проколам, в то же время, как они не отличаются особой проходимостью и сцеплением с грунтом. От владельца техники требуется определить шины, имеющие средние показатели во всех параметрах. Такие изделия способны прослужить длительно время независимо от условий эксплуатации трактора.

Сдвоенные шины – особенности и преимущества

Колеса, изготовленные по принципу сдваивания шин, пользуются большим спросом среди владельцев техники. Плюсы этих изделий заключаются в следующем:

• Увеличение тягового усилия;
• Повышенное сцепление протектора с грунтом;
• Пониженный показатель пробуксовки;
• Наличие меньшего следа от колеи.

Благодаря этим достоинства сдвоенные шины оказывают минимальное давление на почву, и не портят ее.

Они отличаются высокой проходимостью, что дает возможность использовать технику в наиболее труднодоступных местах.