Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчёт систем и механизмов автотракторной техники шасси и оборудование. В 2 частях. Ч.2. Лабораторный практикум
.pdf
Рис. 2.2. Номограммы для определения:
α
1
2
−
=
ψ
=
з
1
а – высоты головки зуба; б – толщины зуба; в – радиуса кривизны переходной кривой зуба;
г – высоты зуба (обозначения те же, что и на рис. 2.1)
Начальные диаметры ведущей и ведомой шестерни:
cos
zm
1
з
=
d
ω
1
cos
z
2
; (2.9)
α
ω
5,0
dаd
. (2.10)
ωωω
Ширина венца ведущей и ведомой шестерён первой передачи:
mb
; (2.11)
cb
11
c
2
с
– ком-
2
где
b = , (2.12)
2
с
– комплексный параметр ведущей шестерни первой передачи;
1
плексный параметр ведомой шестерни первой передачи. Оба параметра определяют по номограмме, изображённой на рис. 2.1.
21
Окончательно ширину колеса выбирают бóльшей из двух рассчитанных.
Ширину венцов шестерён других передач определяют по формуле:
где
z
и
z
1
– числа зубьев ведущей шестерни первой передачи и ведущей шес-
i
терни данной передачи.
Радиус кривизны переходной кривой зуба выбирают по номограмме, изо-
zcb
b
= , (2.13)
i
111
zc
ii
бражённой на рис. 2.2,
рис. 2.2,
г
.
в
, а высоту зуба находят по номограмме, показанной на
Подсчитанные размеры зубьев проверяются на контактную прочность в
полюсе зацепления, где обычно, прежде всего, начинается выкрашивание рабочих поверхностей. У цементованных зубьев допускаемые значения контактного
напряжения σ
= 12 000…15 000 кгс/см2, для цианированных зубьев они при-
к
мерно вдвое меньше.
Поскольку основной причиной выкрашивания поверхностей зубьев являются усталостные напряжения, то значения σ
в автомобильных коробках пере-
к
дач рекомендуется определять не по максимальному крутящему моменту двигателя, а по среднему нагрузочному, принимая его равным на входном валу коробки (0,5
М
). У относительно редко работающих шестерён первой передачи
Kmax
и заднего хода допускаемые напряжения могут быть несколько повышены.
В тракторных коробках передач устанавливаются также конические шестерни; в частности, у большинства коробок на конце выходного вала помещается ведущая коническая шестерня центральной (главной) передачи. Применявшиеся раньше прямозубые конические шестерни в последнее время вытесняются шестернями с круговыми (спиральными) зубьями. В основном на тракторах
применяются
зерольные
конические шестерни, т.е. шестерни с нулевыми или
близкими к нулю углами спирали зубьев. Хотя такие шестерни по допустимому
минимальному числу зубьев и плавности зацепления уступают применяемым в
автомобилестроении коническим шестерням с углами спирали зубьев
β = 35…40°, но для тракторов решающее значение имеет то обстоятельство, что
22
при углах спирали, близких к нулю, осевые усилия, возникающие при работе
≈
конических шестерён, почти не отличаются от осевых усилий в прямозубых передачах и существенно меньше, чем при значительных углах спирали.
Валы
являются весьма ответственной деталью коробок передач, которые
подвергаются действию переменных крутящих и изгибающих моментов. Размеры валов коробок передач выбирают исходя из условий обеспечения достаточной жёсткости. Для трёхвальных соосных коробок диаметр ведомого и промежуточного валов составляет, [мм]:
аd 45,0
. (2.14)
ω
Диаметр ведущего вала в шлицевой части:
3
М
где
kdd=
k
– эмпирический коэффициент, равный 4…4,6.
d
, (2.15)
кр
В настоящее время в ряде коробок передач колёса устанавливают непосредственно на валу, что позволяет увеличить диаметр вала,
а следовательно, и его жёсткость. Обычно принимают в среднем сечении вторичного вала
d =
(0,5…0,6)
а
.
ω
Для обеспечения надёжной работы предусматривается обильное смазывание поверхностей трения. Поверхность вала для обеспечения стойкости против задира и хорошей приработки фосфатируют или сульфидируют. При конструировании таких опор важно обеспечить свободный подвод смазочного материала к поверхностям трения по канавкам или лыскам. В коробках передач
большегрузных автомобилей опоры свободно установленных колёс на вторичном валу смазывают принудительно.
В автотракторных коробках передач чаще всего применяют ролико- и
шарикоподшипники. Выбор подшипников осуществляется по коэффициенту
динамической грузоподъёмности в соответствии с ГОСТ 18852–82. Зубчатые
колёса вторичного вала, находящиеся в постоянном зацеплении с зубчатыми
колёсами промежуточного вала, обычно устанавливают на бронзовые втулки
или игольчатые подшипники.
23
Лабораторная работа 3
РАСЧЁТ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТ ТРАКТОРОВ
Цель работы
: изучить особенности устройства, принцип работы и мето-
дику расчёта соединительных муфт тракторов.
Оборудование
муфт тракторов.
:
плакаты, схемы, отдельные детали и узлы соединительных
Порядок выполнения работы
1. Изучить детали и узлы соединительных муфт тракторов, место их
расположения и приёмы проведения эксплуатационных регулировок.
2. Составить отчёт о проделанной работе.
Краткие теоретические сведения
Соединительные муфты
предназначены для передачи крутящего момен-
та от одного вала к другому, геометрические оси которых могут не совпадать в
результате их несоосности, перекоса и осевых перемещений промежуточных
соединений (валов) агрегатов трактора.
По конструкции
данные муфты подраз-
деляются на жёсткие, полужёсткие, упругие и шарнирные. Наибольшее распространение на тракторах получили упругие и шарнирные муфты. Упругие соединения используются в ряде гусеничных и колёсных тракторов, как в одинарном, так и в двойном исполнении (Т-4А, ДТ-75М, ДТ-75 и др.).
упругое промежуточное соединение
с резиновыми элементами, работающими
на сжатие, установлено на тракторах ЮМЗ-6Л/6М; одинарное,
сткое промежуточное соединение
зубчатого типа применяется для связи вала
Одинарное
одинарное жё
муфты сцепления с первичным валом коробки передач тракторов Т-150К и Т-
150; комбинированное промежуточное соединение для передачи крутящего
момента от коленвала двигателя к коробке передач (через карданную передачу)
установлено на тракторах К-700 и К-701.
Содержание отчёта
На формате бумаги вычерчивается принципиальная схема соединительной муфты трактора (марка трактора выбирается самостоятельно), на которой
должны быть показаны общие её элементы.
-
В процессе работы на соединительные муфты действуют переменные нагрузки, вызванные рядом причин – качеством изготовления и сборки элемен-
24
тов, деформацией рам и корпусов, изменением взаимного расположения соеди-
π
няемых валов в процессе эксплуатации и другие. В результате нагрузок возникают различные статические силы, приводящие к поперечному изгибу и вызывающие при определённой частоте резонансные колебания.
Валы соединительных муфт рассчитывают на кручение по минимальному
из двух моментов, приведённых к данной детали: моменту двигателя или моменту по сцеплению ходовой системы с почвой.
При длине валов до одного метра, ограничиваются расчётом на прочность, а при больших размерах необходима проверка на критическую частоту
вращения
где
С
п
, [об./мин]. Критическая угловая скорость вала:
кр
n
кр
=ω
кр
–
коэффициент, зависящий от характера нагружения и типа опор; при
30
СЕJ
=
, (3.1)
3
mL
в
равномерном распределении нагрузки (от массы вала) для свободно лежащего
на опорах вала
момент инерции сечения вала, кг·м
С
=
77, для закреплённого в опорах вала
2
(табл. 3.1);
С
=
384;
J –
полярный
m –
масса вала, кг (у тракторов
МТЗ-80, МТЗ-920 – 5,7; МТЗ-102 – 6,3; МТЗ-1221 – 6,8; МТЗ-1522 – 6,78 кг, вал
карданный переднего моста трактора К-700 – 42; вал карданный ХТЗ-150К –
221,5 кг);
L
– длина вала, м (табл. 3.1).
в
Выразив массу вала
m
через его объём и плотность ρ (
m = FL
ρ, где
в
F
–
площадь поперечного сечения), получим:
а) для свободно лежащего на опорах сплошного вала:
6
1012
D
n⋅≈
кр
н
2
L
в
; (3.2)
б) для свободно лежащего на опорах полого вала:
2
2
dDn+
в
н
2
L
в
где D
4
1012
кр
– наружный диаметр вала, м (табл. 3.1); dв – внутренний диаметр вала, м
н
⋅≈ , (3.3)
(табл. 3.1).
Критическая частота вращения вала должна быть в 1,5–2 раза меньше
максимальной частоты вращения. Изменить частоту
п
можно, изменив диа-
кр
метр или длину вала.
Соединительный вал с муфтами должен обязательно подвергаться динамической балансировке. Допустимый дисбаланс не должен превышать 50…100
г·см, биение вала не должно быть больше 1 мм. Обычно угловые смещения валов агрегатов трансмиссии (в зависимости от типа остова трактора) находятся в
пределах от 1 до 4°, а осевые – до 5 мм.
25
3.1. Размеры сечений труб карданных валов и их нагрузочная способность
метр
на стенки вала,
Размеры
сечения
вала, мм
Внутренний диа
3
нию, см
мм
4
чения, см
и
Момент сопротивления круче-
Полярный момент инерции се-
Расчётный момент (М), Н·м
при напряжении кручения τ рав-
ном
100…200 МПа
(для грузовых
автомобилей и
тракторов)
25…55 МПа
(для легковых
автомобилей)
Допустимая длина
вала Lв, см
при пкр, об./мин
3000 4000 5000
45 2,5 8,44 21,10 844…1000 211…464 134 116 104
46 2,5 8,81 22,46 881…1050 220…484 137 119 106
55 2,0 9,87 29,13 977…1180 247…543 149 129 115
55 2,5 12,47 37,40 1247…1500 312…686 150 130 116
55 3,5 17,82 55,23 1782…2140 445…979 151 131 117
63 3,5 23,16 81,06 2316…2780 579…1273 161 139 125
66 2,0 14,12 49,43 1412…1700 353…776 162 140 126
71 1,6 12,97 48,11 1297…1560 324…712 168 145 130
71 1,8 14,63 54,57 1463…1750 366…805 168 146 130
71 2,0 16,30 61,14 1630…1950 407…895 168 146 130
71 2,1 17,15 64,48 1715…2060 429…943 169 146 131
71 2,2 17,99 67,83 1799…2180 450…990 169 147 131
71 2,5 20,54 78,05 2054…2460 513…1128 169 147 131
71 3,0 24,84 95,63 2484…2980 621…1366 170 147 132
82 2,5 27,26 118,6 2726…3280 621…1366 181 157 140
82 3,0 32,93 144,9 3293…3950 621…1366 182 158 141
82 3,5 38,67 172,1 3867…4640 621…1366 182 158 141
82 4,0 44,51 200,3 4451…5340 621…1366 183 159 142
94 3,5 50,51 255,1 5051…6050 621…1366 195 169 151
94 4,0 58,08 296,2 5808…6950 621…1366 195 169 151
100,5 6,0 101,5 571,0 10 150…12 200 621…1366 202 175 157
104 4,0 70,76 393,6 7076…8500 621…1366 205 178 159
104 4,5 80,03 452,2 8003…9600 621…1366 206 178 159
104 5,0 89,40 509,6 8940…10 700 621…1366 206 178 160
26
Допустимая длина карданного вала:
[
]
(
)
изг
σ
[
]
(
)
τ
[
]
(
)
см
σ
RzF
вт
п
=
по силе:
М
=
cos2Шr
7
, (3.5)
γ
max в.
Значения D
В шарнирных соединительных муфтах рассчитывают крестовину на изгиб
где
М
– расчётный момент (см. табл. 3.1); r – расстояние от центра вала до се-
редины шипа крестовины, мм; у карданных валов телескопического типа для
r = 320…1550; у нетелескопических – r = 60…750 мм; γ – угол перекоса валов
(допустимая угловая деформация вала не должна превышать 6…8° на 1 м дли-
ны).
Допускаемые напряжения составляют: [σ
50 МПа, [σсм] = 20…30 МПа. Основные размеры крестовин и вилок карданного
шарнира стандартизированы и должны выбираться из числа указанных в отраслевом стандарте ОСТ 37.001.068–76 «Шарниры неравных угловых скоростей.
, срез
и dв в формулу (3.4) подставляем в см.
н
и смятие
ср
Р
/1083,0 ndDL +⋅= . (3.4)
крвн
] = 150…250 МПа, [τср] = 40…
изг
Основные размеры и технические требования». Углы установки карданных валов, соединительных муфт влияют на напряжённость работы,
а, следовательно, и на срок их службы.
Предварительный расчёт резиновых втулок упругих шарнирных соединительных муфт на смятие и сдвиг осуществляют по формуле:
М
где R – радиус расположения осей втулок, составляющий от 100 до 400 мм; z –
число втулок, работающих одновременно, обычно z = 2; F – площадь смятия
втулки под пальцем.
Площадь смятия втулки под пальцем:
где d
44 мм.
– диаметр пальца, м, dп = 10…24 мм; lвт – длина втулки, м, lвт = 15…
п
Предварительный натяг блока при сборке муфты выбирают опытным пу-
[ ]
σ≤=σ
, (3.6)
смсм
ldF
, (3.7)
тём из условия нераскрытия стыка, т.е. чтобы стенки гнезда блока при нагрузке
не отходили от резинового элемента.
27
Лабораторная работа 4
РАСЧЁТ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ТРАКТОРОВ
Цель работы
: изучить особенности устройства, принципы работы и ме-
тодику расчёта тормозных систем тракторов.
Оборудование
: плакаты, схемы, отдельные детали и узлы тормозных сис-
тем тракторов.
Порядок выполнения работы
1. Изучить детали и узлы тормозных систем тракторов, место их распо-
ложения и приёмы проведения эксплуатационных регулировок.
2. Составить отчёт о проделанной работе.
Краткие теоретические сведения
Тормоза трактора предназначены для уменьшения скорости машины или
полной её остановки, удержания на уклоне (подъёме) в неподвижном состоянии, обеспечения постоянной скорости при движении его под уклон или крутого поворота и плавного торможения. Тормоз состоит из тормозного механизма
(собственно тормоза) и привода управления. По месту расположения тормоза
делят на
ные
, установленные в силовой передаче трактора (автомобиля). По роду трения
различают
ностей тормоза подразделяют на
40М установлены простого типа, а на Т-130М –
колёсные
сухие
и
, размещенные непосредственно в колёсах, и
работающие в масле
ленточные
тормоза. По форме трущихся поверх-
(на тракторах Т-16М, Т-25А, Т-
плавающего типа
трансмиссион
),
колодочные
-
(ХТЗ-150К; ХТЗ-17221; семейства «Кировец» и МоАЗ-49011 – рабочая тормоз-
ная система) и
дисковые
(МТЗ-80/82, МТЗ-100/102, на тракторы К-701 и К-700А
до 1983 г. на главной передаче переднего ведущего моста устанавливали ленточный стояночный тормоз, а после – дискового типа, самоходное шасси
Ш-406). Дисковые тормоза, по сравнению с ленточными и колодочными, обеспечивают наиболее эффективное торможение, отличаются надёжностью, компактностью и простотой в регулировке. Как показывает практика, на отечественных колёсных тракторах наибольшее распространение получают
механизмы
, работающие в масле (ХТЗ-012, ХТЗ-1410, КМЗ-012, МТЗ-320 «Бе-
дисковые
ларус» и др.) или сухие (ВТЗ-2027, ВТЗ-2032, ВТЗ-2048, ВТЗ-2063АС, ЛТЗ-155,
РТ-М-160, МТЗ-550/552 и др.).
28
Наиболее распространены на тракторах ленточные тормоза (ЛТЗ-55, ЛТЗ-
55А, ЛТЗ-60А, ХТЗ-2511, на тракторах ХТЗ-151К, ХТЗ-17221, К-701М, К-744Р
«Кировец» они применяются в стояночной тормозной системе). Кроме того,
ленточные тормоза нашли широкое применение в механизмах поворота многих
гусеничных тракторов. Технические характеристики тормозных систем автотракторной техники представлены в табл. 4.1 и 4.2.
4.1. Краткие технические характеристики тормозных систем автомобилей
Параметр ГАЗ-3302 ЗИЛ-5301 «Бычок» КамАЗ-4325
Рабочая Гидравлическая,
двухконтурная,
с вакуумным усилителем
Запасная Любой исправный контур
рабочей тормозной
системы
Стояночная Тросовая, с приводом
на тормозные механизмы
задних колёс
Передние
тормозные
Дисковые Барабанные
механизмы
Задние
тормозные
барабаны
Гидравлическая,
двухконтурная,
с пневматическим усилителем
–
Пневмогидравлическая,
с приводом на тормозные
механизмы задних колёс
Барабанные
Пневматическая,
двухконтурная
Совмещена
со стояночной
На тормоза
задних мостов
от пружинных
энергоаккумуляторов
4.2. Краткие технические характеристики тормозных систем колёсных
тракторов
Параметр ЛТЗ-155
Рабочая Дисковая,
сухая
МТЗ-320
«Беларус»
Дисковая,
масляная
ХТЗ-150К К-744Р
Колодочная
с пневмоприводом
на каждое колёсо
Стояночная Дисковая,
с механическим
приводом
Ленточная
с ручным
приводом
Колодочнодисковая
с пружинным
энергоаккумулятором
Самоходное
шасси Ш-406
Дисковая,
сухая
Дисковая,
сухая
29
Содержание отчёта
(
)
≤α−α=
ϕ
т
Определение основных размеров тормозных механизмов осуществляется,
исходя из нормативов эффективности тормозной системы. При расчёте тормозных механизмов необходимо установить зависимость между тормозными моментами, которые создаются, и силами, прижимающими колодки к тормозному
барабану. С целью удержания трактора (или агрегата) на склонах необходимо
на колёсах машины создать тормозной момент:
cossin MfrG
maxmax
, (4.1)
тр
где G
М
Σ
– конструктивная масса трактора (или агрегата) (табл. 4.3); rк – радиус
т
ктт
качения колёса (табл. 4.3); α
– максимальный угол наклона пути, на котором
max
должен стоять заторможенный трактор, принимаем для колёсных тракторов и
автомобилей α
= 15…20°, а для гусеничных тракторов – α
max
= 20…30°;
max
f – коэффициент сопротивления качению (см. табл. 1.5).
В зависимости от числа и места установки тормозов каждый из них должен развивать момент трения:
М
т
nu
где n – число одновременно работающих тормозов, примем n = 2 или 4;
редаточное число главной передачи (см. табл. 4.3);
М
М
т
nu
ϕ
т
т
Σ
≤= , (4.2)
т
и
М
– момент по сцеплению
тφ
– пе-
т
ходовой системы с почвой.
Для снижения скорости движения и остановки трактора тормозной момент на колёсах должен удовлетворять условию сцепления ходовой системы
трактора с почвой. Для гусеничного трактора момент трения каждого из одновременно работающих тормозов по условиям сцепления с почвой на горизонтальном участке:
1
rGМ ϕ= , (4.3)
ктт
nu
т
где φ – коэффициент сцепления гусениц с почвой (обычно φ = 1).
Для колёсного трактора наибольший по условию сцепления с почвой момент трения каждого из одновременно работающих тормозов передней оси:
rG
к1т
/
т
( )
Lnu
ha
ϕ++
, (4.4)
где r
/
М
=
т
– радиус передних колёс (табл. 4.3); а – продольная до оси задних колёс
к1
(ведущей звездочки) координата центра масс трактора (табл. 4.3); h – попереч-
ная до опорной поверхности координата центра масс трактора (табл. 4.3);
/
u –
передаточное число между передними колёсами и тормозами (табл/ 4.3); L – база трактора (табл. 4.3).
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]