СТУПЕНЧАТЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Ступенчатые зубчатые силовые передачи получили наибольшее распространение на тракторах благодаря простоте конструкции, небольшой металлоемкости, высокому к. п. д., хорошей надежности, легкости ремонта.

Зубчатые передачи колесных универсальных тракторов 4х2 имеют 6—18 передач (в том числе две-четыре замедленных и две-четыре транспортных), не менее двух передач заднего хода, иногда дополнительно устанавливаемый ходоуменьшитель для получения ползучих (менее 1 км/ч) скоростей, независимый (или полунезависимый) вал отбора мощности (ВОМ) с выводом назад и в сторону (для тракторов мощностью более 75 л. с. задний ВОМ должен иметь две частоты вращения — 540 и 1000 об/мин), синхронные ВОМ с выводом в сторону или назад, приводной шкив, поставляемый по отдельному заказу.

Схемы силовых передач колесных тракторов отличаются по расположению валов коробки передач — продольное или поперечное; расположению конечных передач — у центральной передачи или у колес (бортовые передачи); системе привода ВОМ — через двухпоточную управляемую муфту сцепления или жесткий привод с управлением у выводного конца вала.

При продольном расположении валов коробки передач остов трактора уже, а колея и вес меньше. Вынесенные к колесам отдельные конечные (бортовые) передачи позволяют регулировать дорожный просвет и длину базы трактора. Жесткий привод ВОМ с управлением у выводного конца вала является более универсальным, упрощает конструкцию муфты сцепления.

Коробки передач с поперечным расположением валов применяют при поперечном расположении двигателя; для получения реверсивной передачи; при создании унифицированных для тракторов и самоходных шасси силовых передач. Реверсивные передачи имеют тракторы Т-25 и Т-40. Реверс с переключаемыми коническими шестернями помещен перед коробкой передач. На самоходных шасси коробку передач с поперечными валами ставят для максимального сокращения длины трансмиссии.

Зубчатые передачи колесных тракторов 4x4 должны обеспечивать возможность получения наибольшего тягового усилия при ухудшении сцепления отдельных колес с почвой и отсутствии циркулирующей паразитной мощности. Последняя возникает в замкнутом контуре задние ведущие колеса — почва — передние ведущие колеса — силовая передача — задние ведущие колеса при кинематическом несоответствии переднего и заднего мостов. Кинематическое несоответствие появляется в результате различия радиусов колес (3—7%) и траекторий передних и задних колес при повороте (до 16%). Циркулирующая мощность возрастает на плотной почве при работе с малой нагрузкой.

Для тракторов с четырьмя одинаковыми колесами и поворотом при помощи шарнирной рамы во всех случаях движения по полю циркуляция мощности незначительна. Для них обычно применяют жесткий привод к ведущим мостам через раздаточную коробку с принудительным (при движении по дороге) выключением одного моста. Обычно раздаточные коробки выполняют двухступенчатыми, что позволяет получить две группы передач: рабочую и транспортную.

Зубчатые передачи гусеничных тракторов компонуются в зависимости от принятого типа механизма поворота, коробки передач и конечной передачи. В силовой передаче трактора Т-74 общего назначения установлены муфты поворота, простые по устройству.

Планетарный механизм поворота (ПМП) при прямолинейном движении работает как замедляющий редуктор, снижая крутящий момент в коробке передач.

Для получения нескольких фиксированных радиусов поворота в тракторе Т-150 применена двухпоточная, переключаемая без разрыва потока мощности коробка передач. От главной муфты сцепления, используемой для переключения рядов передач и срочной остановки трактора, вращение передается первичному валу с переключаемыми зубчатыми муфтами шестернями основного и ускоренного рядов передач. Промежуточный вал связан через шестерни постоянного зацепления с двумя (левым и правым) вторичными валами, соединяемыми с зубчатыми колесами при помощи индивидуальных муфт с гидравлическим нажатием дисков. Включением различных передач на левом и правом вторичных валах можно получить несколько фиксированных радиусов поворота, а выключением всех муфт одной стороны и затормаживанием вала — поворот с радиусом, равным ширине колеи. Конечные передачи для унификации с колесной модификацией выполнены в виде планетарных редукторов. Планетарные редукторы компактнее и легче обычных зубчатых бортовых передач, но требуют увеличения Диаметра звездочки для получения заданного дорожного просвета.

Планетарные передачи

Преимущества планетарной передачи: компактность, высокий к. п. д. и возможность включения на ходу. Планетарный ряд, составляющий основу планетарной передачи, может иметь внешнее зацепление, когда полюса зацепления расположены по одну сторону оси сателлитов, и смешанное зацепление, при котором полюса расположены с разных сторон оси.

Для выбора относительных размеров элементов передачи применяют графический метод — построение плана скоростей. Сначала строят в произвольном масштабе схему планетарного ряда, проводят ось, продолжающую ось ведущего и ведомого валов, к оси восстанавливают перпендикуляр, на который проектируют полюса Ра, Рb, Рс. Затем от ведущего полюса Рb откладывают параллельно

Схемы планетарных рядов.

а — с внешним зацеплением: б — со смешанным зацеплением (эпицикл); А, Аа, Ас — солнечные шестерни; В, Ва, Вс — сателлиты; b — водило; С — коронная шестерня; Т — тормоз

Гидромеханические передачи

Гидромеханическая передача состоит из последовательно соединенных зубчатой (механической) и гидродинамической передач. Применяя гидродинамическую передачу, можно предохранить двигатель и силовую передачу от резких динамических нагрузок и повысить их долговечность; автоматически изменить передаточное число при колебании нагрузки трактора; облегчить трогание с места и разгон трактора; уменьшить буксование трактора и тем самым улучшить проходимость по слабым грунтам.

Гидравлические объемные передачи

Двигатель гидрообъемной передачи соединен с валом насоса, который питает гидродвигатель рабочей жидкостью под высоким давлением. В зависимости от схемы соединения насоса и гидродвигателя различают передачи разомкнутые и замкнутые.

Разомкнутая передача состоит из бака с рабочей жидкостью, насоса, засасывающего через фильтр жидкость из бака и подающего ее в гидродвигатель непосредственно или через гидрораспределитель (если требуется изменять направление вращения), гидродвигателя, преобразующего энергию потока рабочей жидкости в энергию движения выходного звена, обратного трубопровода, по которому отработавшая жидкость возвращается в гидробак, дренажной гидролинии, по которой просочившаяся в рабочих органах насоса и гидродвигателя жидкость сливается в гидробак.

Замкнутая передача имеет насос, позволяющий изменять направление потока жидкости без изменения направления вращения двигателя. Насос и гидродвигатель в ней соединяют трубопроводами, образующими замкнутый контур циркуляции. Для компенсации утечки жидкости через зазоры к трубопроводам подключают коробку с клапанами подпитки, через которую от насоса подпитки поступает жидкость, создавая во всасывающей гидролинии постоянное давление до 10—12 кгс/см². В систему подпитки и в систему передачи включают предохранительные гидроклапаны, предотвращающие чрезмерное повышение давления.

Гидрообъемные передачи, используемые в качестве трансмиссий, выполняют по замкнутой схеме, обеспечивающей более четкое и быстрое регулирование, а также возможность торможения гидродвигателя насосом.

Гидрообъемные передачи имеют следующие преимущества: широкий диапазон изменения силовых и кинематических передаточных чисел; простота и удобство компоновки на тракторе, легкость привода четырех ведущих колес, передачи мощности через гибкий шланг к гидродвигателю на прицепной машине; удобство управления — одной рукояткой можно пустить трактор в ход, задать желаемую скорость, изменить направление движения и затормозить трактор; возможность легкой и простой автоматизации управления; легкость демонтажа и установки на трактор.

К недостаткам гидробъемных передач относятся необходимость применения материалов высокого качества и их тщательной обработки из-за высоких напряжений, возникающих при работе с высоким давлением в системе (100—250 кгс/см²) более низкий, чем у механических передач, к. п. д., уменьшающийся с увеличением температуры; трудность создания надежных уплотнений; необходимость прогрева передачи перед работой при пониженной температуре; относительно большой удельный вес (5—12 вместо 4—8 кгс/л. с. для механических передач).

Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов
В.Я.Анилович, Ю.Т.Водолажченко, И.Ш.Чернявский