Главная › Новости

Выбор основных параметров коробки передач.

Опубликовано: 04.09.2018

Toyota Camry 30 слабые места авто!

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОРОБКАХ ПЕРЕДАЧ

Коробка передач (КП) предназначена для изменения общего передаточного числа трансмиссии, что обеспечивает:

- получение необходимой величины крутящего момента на ведущих колесах трактора при неизменном крутящем моменте двигателя;

- получение различных скоростей движения трактора вперед при наиболее рациональной загрузке двигателя;

- движение трактора задним ходом и длительную его стоянку при работающем двигателе вхолостую или при приводе стационарных агрегатов от ВОМ.

По способу изменения передаточного числа КП подразделяют на бесступенчатые, ступенчатые и комбинированные.

Бесступенчатые КП позволяют в определенном диапазоне передаточных чисел иметь любое его значение, что позволяет МТА работать в наиболее благоприятном режиме.

Ступенчатые КП позволяют в заданном диапазоне передаточных чисел иметь определенное число постоянных их значений, выбранных исходя из наиболее производительной и экономичной работы МТА на каждой из них.

Комбинированные КП применяют в тех случаях, когда необходимо бесступенчатое регулирование передаточных чисел, но их заданный диапазон выше возможностей обычных бесступенчатых КП. В этом случае применяют комбинацию двух КП: ступенчатая с небольшим числом передач охватывает весь диапазон передаточных чисел, а в полученных интервалах работа МТА обеспечивается бесступенчатой КП.

КП по способу преобразования крутящего момента классифицируют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные.

Бесступенчатые КП по этому признаку подразделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные.

Ступенчатая КП по этому признаку является механической, в которой преобразование крутящего момента происходит в шестеренной 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 передаточного числа КП производятся за счет мускульной энергии тракториста.

При полуавтоматическом управлении часть операций по управлению КП производится с использованием других источников энергии, что значительно упрощает и облегчает труд тракториста.

При автоматическом управлении все операции по выбору оп­тимального передаточного числа КП производятся автоматически, без участия тракториста.

Кроме общих, предъявляемых ко всем механизмам требований (минимальная собственная масса, простота и надежность конструкции, невысокая стоимость), КП должна обеспечивать:

- достаточный диапазон передаточных чисел для производительной работы трактора в заданном интервале тяговых усилий;

- возможность выбора передаточных чисел для наиболее про­изводительной и экономичной работы МТА при оптимальной загрузке его двигателя;

- высокий КПД;

- быстроту и легкость переключения передач.

Конструкция КП во многом определяется назначением трактора, его тяговым классом, характером эксплуатационных нагрузок и показателями агрегатируемых машин–орудий.

В настоящее время на большинстве сельскохозяйственных и ряде промышленных тракторов, особенно в малых и средних тяговых классах, преимущественное применение получили ступенчатые КП.

В большинстве промышленных тракторов применяют комбинированные гидромеханические передачи, где наряду с гидротрансформаторами обязательно имеются ступенчатые диапазонные КП. Гидрообъемные и электрические трансмиссии, в которых практически не используются диапазонные КП, применяют в весьма ограниченных количествах, причем последние – только в особо мощных промышленных тракторах. Бесступенчатые механические КП в тракторах практически не применяют ввиду недостаточной их надежности.

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

Ступенчатые КП классифицируют:

- по способу образования шестеренной передачи;

- по способу зацепления шестерен;

- по методу переключения передач;

–поспособу управления;

- по расположению валов КП относительно продольной оси трактора;

- по конструктивной компоновке;

- по кинематической схеме.

По способу образования шестеренной передачи КП бывают с неподвижными осями валов, с вращающимися осями (планетарные) и комбинированные.

По способу зацепления шестерен КП бывают с подвижными шестернями (каретками) и с шестернями постоянного зацепления. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в нейтральном положении приведены на рис. 3.1.

Рисунок 3.1. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в КП

На рис. 3.1, а включение передачи производится продольным перемещением каретки 2 (в данном случае двухвенцовой, для об­разования двух различных передач) по шлицам вала 1 до полного ее зацепления с одной из шестерен 4, неподвижно закрепленных на параллельном валу 3.

На рис. 3.1, б, в и г показаны три варианта блокировки свободно вращающихся шестерен постоянного зацепления с валом длявключения передачи.

На рис. 3.1, б включение передачи производится продольным перемещением зубчатой муфты 3, установленной на зубчатом венце 4 вала 7, до полного ввода ее в зацепление с аналогичными венцами на ступицах свободно вращающихся шестерен 2 или 5.

На рис. 3.1, в включение передачи производится с помощью синхронизатора. Принцип работы синхронизатора заключается в том, что его зубчатая муфта б вала 7 может входить в зацепление с зубчатыми венцами ступиц свободно вращающихся шестерен 2 или 7 только после 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 дальнейшем приложении осевого усилия к поводковому устройству 4 преодолевается сопротивление пружинных фиксаторов 5 и последующее включение передачи происходит легко и безударно.

На рис. 3.1, г включение передачи происходит с помощью многодисковых фрикционных муфт М1 и М2 (чаще всего с гидрав­лическим нажимным механизмом), общий наружный барабан 3 которых соединен с валом 7, а их внутренние барабаны закреплены на ступицах блокируемых свободно вращающихся шестерен 2 и 4.

В планетарных КП применят только шестерни постоянного зацепления. Здесь переключение передач осуществляется тормозами и многодисковыми фрикционными муфтами.

По методу переключения передач КП подразделяют 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 осуществляется только при неподвижных валах и последующем разгоне МТА с места на любой передаче. Такие КП обычно выполняют с каретками (рис. 3.1, а) или с зубчатыми муфтами (рис. 3.1, б). Во втором случае КП выполняют с синхронизаторами (рис. 3.1, в) или многодисковыми фрикционными муфтами (рис. 3.1, г) или планетарного типа, где передачи переключаются тормозами и фрикционными муфтами.

По способу управления КП бывают с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмами переключения передач. Если в КП переключение передач производится с остановкой трактора или без его остановки, но синхронизаторами, то обычно применяется управляемая вручную механическая рычажная система с тягами, перемещающими каретку или зубчатую муфту.

Два других способа управления применяются, как уже отмечалось, в КП с переключением передач на ходу посредством многодисковых фрикционных муфт с дистанционным управлением. Если в КП применены оба метода переключения передач, то, как правило, переключение диапазонов производится механической рычажной системой, а переключение передач внутри диапазона – фрикционными муфтами.

В настоящее время наметилась тенденция к применению на тракторах составных КП, где переключение диапазонов и передач осуществляется фрикционными муфтами.

По расположению валов относительно продольной оси трактора КП подразделяются на КП с продольными и поперечными валами. Последние чаще всего применяются на колесных тракторах малых тяговых классов 0,6 и 0,9, что позволяет уменьшить их продольную базу, увеличив тем самым их маневренность, и упростить центральную передачу их трансмиссий, заменяя коническую пару шестерен на цилиндрическую.

По конструктивной компоновке различают КП, выполненные в виде самостоятельного агрегата (модуля) или в общем корпусе заднего моста. Последняя компоновка характерна для КП с поперечными валами.

По кинематической схеме КП подразделяют на Двухвальные, трехвальные, составные и специальные. Термины двух– и трехвальные КП относят только к способу получения передач рабочего диапазона. Для получения передач других диапазонов и заднего хода в этих КП обычно имеются дополнительные валы и шестерни. Входной и выходной валы этих КП обычно называют первичным и вторичным.

В двухвальной КП поток мощности с первичного на вторичный вал передается только через одну пару шестерен, в трехвальной – через две пары шестерен, что приводит к снижению КПД передачи.

Составные КП представляют собой комбинации двух– вальных, трехвальных и планетарных КП, которые соединяют последовательно для увеличения общего передаточного числа и числа передач.

Специальные КП имеют кинематические схемы, отличные от рассмотренных. К ним относят и разнообразные схемы планетарных КП.

ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Проектирование КП можно разделить на два этапа: определение передаточных чисел, обеспечивающих заданные тяговые и экономические показатели трактора; определение режимов нагружения, расчет и конструирование основных узлов и деталей.

Расчет КП выполняется в следующей последовательности.

1. На основании технических и эксплуатационных требований к трактору, а также с учетом возможностей производства выбирают тип КП и ее кинематическую схему.

2. На основании тягового расчета определяют общие переда­точные числа трансмиссии трактора на рабочих передачах, а с учетом заданных в техническом задании скоростей движения – передаточные числа трансмиссии на остальных передачах.

3. Распределяют передаточные числа трансмиссии по агрегатам трактора.

4. Находят передаточные числа КП на всех передачах.

5. Устанавливают расчетные режимы и определяют основные размеры деталей КП, одновременно производя компоновку и увязку размеров. При уточнении передаточных чисел необходимо иметь в виду, что у современных многоступенчатых КП структура ряда передаточных чисел существенно не влияет на показатели работы трактора, так как эти коробки по своим возможностям приближаются к бесступенчатым. Поэтому при уточнении передаточных чисел в КП следует в первую очередь стремиться к обеспечению получения скоростей, необходимых для выполнения МТА технологических операций.

6. Современные КП обеспечивают получение от 5 до 36 и более передач переднего хода. Все передачи подразделяются на четыре диапазона, характерные для назначения трактора: рабочий, резервный, транспортный и технологический.

Рабочий диапазон служит для выполнения основ­ных сельскохозяйственных или других работ, требующих высоких значений силы тяги на крюке трактора при допустимом буксова­нии его движителей и эксплуатационной загрузке двигателя, близ­кой к номинальной. При выборе передаточных чисел рабочего диапазона исходной является расчетная скорость, при которой трактор развивает номинальное тяговое усилие. Рабочие скорости современных сельскохозяйственных тракторов составляют 1,9...4,2 м/с (7...15 км/ч). Число рабочих передач на современных тракторах равно 3–7 и зависит от типа и назначения трактора. Передаточные числа внутри рабочего диапазона разбивают по геометрической прогрессии.

Резервный диапазон (не более двух передач) служит для получения повышенных тяговых усилий – примерно на 20...25 % больше, чем на рабочем диапазоне. Он необходим для преодоления больших тяговых сопротивлений в экстремальных условиях эксплуатации МТА.

Транспортный диапазон имеет передачи, позволяющие двигаться трактору по шоссейным и грунтовым дорогам со скоростями, превышающими максимальную рабочую скорость. Транспортная скорость современных гусеничных тракторов не превышает 5,6 м/с (20 км/ч) и близка к высшей рабочей скорости. Поэтому гусеничные тракторы имеют обычно только одну транспортную передачу. Транспортные скорости современных колесных тракторов, как правило, не превышают 8,3...9,7 м/с (30...35 км/ч). Таким образом, у максимальная транспортная скорость колесных тракторов примерно в 2 раза превышает скорость на высшей рабочей передаче. Поэтому у колесных тракторов применяют, как правило, две транспортные передачи. При этом промежуточная транспортная передача обеспечивает скорость движения трактора около 5,6 м/с (20 км/ч).

Анализ тенденций развития мирового тракторостроения пока­зывает, что в ближайшие годы транспортные скорости гусеничных тракторов возрастут до 7...8,3 м/с (25...30 км/ч), а колесных – до 11,1...13,9 м/с (40...50 км/ч), что потребует иметь в КП в зависимости от назначения трактора 1–6 транспортных передач с разбивкой передаточных чисел по геометрической прогрессии.

В последние годы появились колесные тракторы, максимальная транспортная скорость движения которых составляет 22,2...25 м/с (80...90км/ч).

Технологический диапазон необходим для выполнения работ, требующих стабильных небольших технологических скоростей движения МТА, особенно в сельскохозяйственном производстве и для тракторов трубоукладчиков. Так, в соответствии с требованиями сельскохозяйственного производства технологические скорости трактора составляют 0,056... 1,0 м/с (0,2...3,6 км/ч). Число передач в этом диапазоне в современных универсальных тракторах наибольшее – достигает 12–16.

Количество передач заднего хода обычно одна–две, но встречается и большее их число, вплоть до полностью реверсивных КП, когда число передач вперед и назад одинаковое.

В промышленных тракторах–бульдозерах желательно иметь КП с полным реверсом. При этом для повышения производительности МТА скорости заднего хода должны примерно 1,25 раза превышать скорости переднего хода.

Общее передаточное число трансмиссии итр является произведением передаточных чисел механизмов, из которых она состоит.

При этом у колесного трактора передаточное число трансмиссии составит:

,

у гусеничного

Здесь икп, иц, имп и икон – передаточное число соответственно КП, центральной передачи, механизма поворота гусеничного трактора и конечной передачи.

По аналогии с существующими тракторами или по конструктивным соображениям выбирают передаточные числа центральной и конечной передачи, которые обычно составляют иц=2...7(12); uкон =4…7.

Для уменьшения габаритов КП необходимо выбирать иц и икон возможно большими.

В гусеничном тракторе в зависимости от типа механизма поворота необходимо учитывать его передаточное число имп.

Зная передаточные числа центральной иц и конечной икон передач и передаточное число механизма поворота имп гусеничного трактора, находят передаточные числа КП на всех передачах. Следует помнить, что некоторые передачи в КП могут быть повышающими.

Просмотров: 1171

Вернуться в категорию: Арсенал