Трансмиссия и колеса трактора – конструктивные особенности элементов

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.

Лекция по МДК » Трансмиссия»

Назначение и классификация трансмиссий тракторов и автомобилей . Трансмиссия

Тракторов (автомобилей) объединяет агрегаты и механизмы, которые передают крутящий момент двигателя ведущим колесам и изменяют крутящий момент и частоту вращения по величине и направлению. У тракторов, кроме этого, трансмиссия может передавать часть мощности двигателя машине, которая агрегатируется с трактором.

Трансмиссия необходима по таким причинам:

— существует разница частоты вращения валов двигателя и движителя;

— возникает изменение сопротивления перемещению машины, в зависимости от условий эксплуатации, в широких пределах

Двигатели внутреннего сгорания имеют ограниченные свойства саморегулирования — автоматического изменения крутящего момента и частоты вращения в зависимости от изменения внешних сопротивлений. Эти причины предопределяют установление трансмиссий на трактора и автомобили.

Трансмиссия служит для передачи крутящего момента двигателя ведущим колесам трактора (автомобиля), а также используется для передачи части мощности двигателя агрегатируемой с трактором машине.

С помощью трансмиссии можно изменить крутящий момент и частоту вращения ведущих колес по значению и направлению.

По способу изменения крутящего момента трансмиссии подразделяются на:

Ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные.

Ступенчатая трансмиссия включает в себя муфту сцепления, промежуточные соединения (карданные передачи), коробку передач, главную передачу, дифференциал, конечные передачи.

передает крутящий момент от вала двигателя к ведущим колесам , а также приводит в действие различное оборудование, смонтированное на автомобиле.

В Трансмиссия входят:

1) постояннозамкнутая дисковая фрикционная муфта (сцепление), служащая для плавного соединения и быстрого разъединения работающего двигателя с трансмиссией;

2) ступенчатая коробка передач, которая выполнена в виде зубчатого редуктора с переменным передаточным числом и предназначена для изменения величины крутящего момента, подводимого к ведущим колесам в зависимости от условий движения, обеспечения движения автомобиля задним ходом и разъединения работающего двигателя с трансмиссией при длительных остановках машины;

3) карданные валы, передающие крутящий момент под меняющимся углом от коробки передач, укрепленной на раме, к подрессоренному заднему мосту;

4) главная передача (одинарная или двойная), увеличивающая тяговую силу на ведущих колесах;

5) дифференциал, служащий для распределения крутящего момента между ведущими колесами и обеспечивающий их вращение с различными угловыми скоростями при движении автомобиля на поворотах и по неровной поверхности;

6) полуоси (валы) , передающие крутящий момент к закрепленным на них ведущим колесам; главная передача, дифференциал и полуоси, заключенные в кожух, называются задним ведущим мостом.

Автомобили нормальной проходимости, приспособленные для работы на шоссе и грунтовых дорогах, имеют один ведущий мост —задний, а автомобили повышенной проходимости— два (передний и задний) или три (передний и два задних) ведущих моста. В трансмиссию автомобиля с двумя ведущими мостами кроме сцепления, коробки передач, карданного вала 6 и заднего ведущего моста входят также передний ведущий мост с управляемыми колесами и раздаточная коробка, соединенная с ним и коробкой передач карданными валами.

В трансмиссиях автомобилей нормальной и повышенной проходимости, используемых в качестве базы строительных машин, предусмотрен подвод части мощности двигателя к раздаточному редуктору, имеющему вал отбора мощности для привода навесного рабочего оборудования. Раздаточный редуктор может приводить в действие гидронасос системы управления навесным оборудованием.

Ходовая часть передает на дорогу силу тяжести автомобиля и осуществляет его поступательное движение. Она состоит из несущей рамы, на которой монтируются все агрегаты, кузов и кабина водителя, переднего и заднего мостов с пневмоколесами и упругой подвески, соединяющей несущую раму с мостами.

Колеса автомобилей нормальной проходимости снабжаются, как правило, пневматическими шинами высокого давления 5—7 кгс/см2 (0,49—0,69 мпа), а автомобилей повышенной проходимости — шинами низкого давления 1,75—5 кгс/см2 (0,17— 0,49 мпа) с увеличенной опорной поверхностью.

Механизмы управления объединены в две независимые системы: рулевую — для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних управляемых колес и тормозную — для снижения скорости и быстрой остановки машины

Тракторы применяются на строительстве для перемещения тяжеловесных грузов на прицепах по плохим дорогам и пересеченной местности там, где не может пройти автомобиль, а также передвижения и работы навесных или прицепных строительных машин.

Различают пневмоколесные и гусеничные тракторы, которые делятся на несколько классов в зависимости от максимального тягового усилия в тс (кн) на крюке трактора при номинальной мощности двигателя. Тракторы, применяемые в строительстве и сельском хозяйстве, относятся к тяговому классу 0,2. 0,6. 0,9. 1,4 тс (13,8 кн), 3 тс (29,5 кн), 6 тс (59 кн), 9 тс (88 кн), 15 тс (149 кн), 25 тс (345 кн) и 35 тс (343 кн).

Пневмоколесные тракторы обладают сравнительно большими скоростями передвижения (до 40 км/ч), высокой мобильностью и маневренностью; их используют как транспортные машины и как базу для установки различного навесного оборудования ( погрузочного, кранового, бульдозерного и землеройного), применяемого при производстве землеройных и строительно-монтажных работ небольших объемов на рассредоточенных объектах. Наиболее эффективно пневмоколесные тракторы используются на дорогах с твердым покрытием. Основной их недостаток — сравнительно высокое удельное давление на грунт (0,2—0,4 мпа), значительно снижающее проходимость машины.

Гусеничные тракторы нашли более широкое применение в строительстве благодаря значительному тяговому усилию на крюке (не менее 3 те), надежному сцеплению гусеничного хода с грунтом, малому удельному давлению на грунт (0,02— 0,06 мпа) и высокой проходимости. Основным недостатком гусеничных тракторов является их тихоходность (не более 12 км/ч).

Основные узлы пневмоколесных и гусеничных тракторов — двигатель, силовая передача (трансмиссия), остов (рама), ходовое устройство, система управления, вспомогательное и рабочее оборудование.

Гусеничные тракторы оснащаются дизелями и карбюраторными двигателями, механическими, гидромеханическими и электромеханическими трансмиссиями.

Расположение двигателя может быть передним, средним и задним. Наибольшее распространение получили гусеничные тракторы с дизелями и передним расположением двигателя. Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим звездочкам гусеничных лент (гусениц), плавного трогания и остановки машины, изменения тягового усилия трактора в соответствии с условиями движения, изменения скорости и направления его движения, а также привода рабочего оборудования.

В состав механической трансмиссии входят: фрикционная дисковая муфта сцепления (постоянно или непостоянно замкнутая), коробка передач, соединительные валы, главная передача, механизм поворота с тормозами и бортовые редукторы, соединенные с ведущими звездочками гусениц. Муфта сцепления и коробка передач выполняют те же функции, что и одноименные узлы автомобиля.

Главная передача (аналогичная автомобильной) и бортовые редукторы увеличивают крутящий момент, подводимый от двигателя к ведущим звездочкам гусениц. На поперечном валу трансмиссии между главной передачей и бортовыми редукторами установлен фрикционный или планетарный механизм поворота, предназначенный для изменения направления движения трактора. Наиболее распространенный фрикционный механизм поворота выполнен в виде двух постоянно замкнутых многодисковых фрикционных муфт (бортовых фрикционов).

При обоих включенных фрикционах ведущие звездочки гусениц вращаются синхронно, что обеспечивает прямолинейное движение машины. Частичным или полным выключением одного из фрикционов уменьшают скорость движения соответствующей гусеницы, в результате чего происходит поворот трактора в сторону отстающей гусеницы. На наружные (ведомые) барабаны фрикционов действуют ленточные тормоза , осуществляющие торможение отключенной от трансмиссии гусеницы для более крутого поворота трактора, а также торможение обеих гусениц при движении трактора на уклонах и затормаживание его на месте.

Прямолинейное движение трактора с планетарным механизмом поворота обеспечивается при затянутых тормозах до полной остановки солнечных шестерен. При этом водила и вал будут вращаться с одинаковой скоростью. Для поворота трактора необходимо отпустить правый или левый тормоз, в результате чего один из планетарных механизмов полностью или частично прекратит передавать крутящий момент ведущей звездочке 10 гусеницы. Включением тормоза достигается уменьшение радиуса поворота трактора. При одновременном включении обоих тормозов обеспечивается снижение скорости или полная остановка машины. Планетарный механизм поворота одновременно выполняет функции редуктора. Основным недостатком планетарного механизма поворота является сложность регулировки тормозов.

Наряду с такими достоинствами, как простота конструкции, высокая надежность, сравнительно большой кпд (0,82—0,86) и малая стоимость, механическая трансмиссия имеет ряд недостатков, основным из которых является необходимость частого переключения передач в процессе работы трактора, что приводит к нерациональному использованию мощности двигателя и повышенной утомляемости машиниста.

Этот недостаток устранен в гидромеханической и электромеханической трансмиссиях. В гидромеханической трансмиссии используется механическая ступенчатая коробка передач и гидротрансформатор, заменяющий муфту сцепления. Гидротрансформатор обеспечивает автоматическое бесступенчатое изменение крутящего момента, а также скорости движения трактора, в пределах каждой передачи коробки в зависимости от общего сопротивления движению машины. Это позволяет снизить число переключений передач, повысить долговечность двигателя и трансмиссии в результате уменьшения на последнюю динамических нагрузок, уменьшить вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки. Однако по сравнению с механической гидромеханическая трансмиссия имеет более сложную и дорогую конструкцию, значительно меньший кпд (0,7—0,75), что ухудшает топливную экономичность трактора.

В электромеханической трансмиссии крутящий момент дизеля передается через постоянно замкнутую фрикционную муфту, карданный вал и ускоряющий редуктор силовому генератору, который питает постоянным током тяговый электродвигатель. Крутящий момент якоря тягового электродвигателя передается главной конической передачей планетарным механизмам поворота, бортовым редукторам и ведущим звездочкам гусеничных лент. Электромеханическая трансмиссия по сравнению с механической и гидромеханической имеет более простую кинематику (отсутствует ступенчатая коробка передач) и обеспечивает высокие тяговые качества трактора за счет плавного бесступенчатого регулирования в широком диапазоне скоростей движения машины в зависимости от нагрузки. Так, при увеличении нагрузки скорость движения трактора уменьшается, а тяговое усилие возрастает. При снижении нагрузки скорость движения автоматически увеличивается. Основные недостатки такой трансмиссии — сложность, сравнительно большие габаритные размеры и масса, высокая стоимость.

Выбор узлов трансмиссии лесотранспортной машины

3.1 классификация трансмиссий

Трансмиссии лесных машин классифицируются по типу передач, с помощью которых происходит изменение передаточного числа. Существуют трансмиссии с механическими, гидравлическими и электрическими передачами, но в чистом виде две последние передачи обычно не применяются. Наряду с электрическими и гидравлическими агрегатами в этих трансмиссиях имеются и механические передачи. Поэтому трансмиссии подразделяются на: — механические; — гидромеханические; — гидрообъёмные; — электромеханические. Наибольшее распространение на современных отечественных и зарубежных автомобилях и тракторах получили механические и гидрообъёмные трансмиссии.

3.1.1. Электромеханическая трансмиссия

Электрические передачи находят применение в основном на машинах большой мощности. При малых мощностях они получаются переутяжелёнными и имеют низкий кпд. Применяются электромеханические трансмиссии постоянного и переменного тока. Электромеханические трансмиссии обладают преимуществами: — плавно, бесступенчато изменяют крутящий момент; — имеют упрощенную механическую часть привода; — меньшая масса трансмиссии на единицу массы машины для автомобилей с двигателем мощностью более 700…800,квт. Несмотря на ряд преимуществ, электропередача пока не получила широкого распространения на автомобилях и тракторах из-за следующих недостатков: больших масс агрегатов трансмиссий, превышающих массы механических и гидравлических трансмиссий; сравнительно низкого кпд; большого расхода дорогостоящих материалов; высокой стоимости изготовления; относительно больших величин неподрессоренных масс.

3.1.2. Гидромеханическая трансмиссия.

Гидромеханические трансмиссии включают гидравлические и механические преобразователи крутящего момента. В практике автотракторостроения распространение получили гидромеханические трансмиссии с гидромеханическими трансформаторами, при этом возможно последовательное и параллельное соединение их с механической частью трансмиссии. В качестве механических ступеней в гидромеханических трансмиссиях используются планетарные редукторы, ступенчатые коробки передач с переключением передач, как с разрывом, так и без разрыва потока мощности. Механическая часть гидромеханической трансмиссии от гидротрансформатора до двигателя машины одинакова с механической трансмиссией. Основные достоинства гидромеханических трансмиссий: — автоматическое и непрерывное изменение силы тяги на каждой передаче в соответствии с сопротивлением движению; — меньшее число ступеней, сокращающее число переключений, что существенно облегчает работу водителя. Вместе с тем гидродинамические передачи обладают рядом существенных недостатков: пониженным максимальным значением кпд и значительным снижением его при изменении режимов работы, что приводит к повышению расхода топлива; усложненной конструкцией трансмиссии в целом из-за введения дополнительного агрегата (гидротрансформатора); обеспечения охлаждения рабочей жидкостью и, как следствие, повышение стоимости машины.

3.1.3. Гидрообъёмная трансмиссия.

Гидрообъёмная трансмиссия- это устройство для передачи движения, в состав которого входит объёмный гидропривод. Мощность двигателя в такой трансмиссии передаётся ведущим органам машины от перемещения замкнутого объёма жидкости между вытеснителями насоса и гидроматора. Ряд положительных свойств гидрообъёмной трансмиссии в сочетании с широким применением гидрофицированного технологического оборудования способствует использованию этих передач в конструкциях как зарубежных, так и отечественных лесозаготовительных машин. К достоинствам гидрообъёмных передач, при использовании их в качестве основных агрегатов трансмиссий, относятся: — бесступенчатое регулирование скорости и плавность передачи крутящего момента; — реверсивность и возможность двигателя на малых “ползучих” скоростях; — удобство компоновки и минимальное использование механических звеньев; — возможность объединения гидропривода с механизмом поворота; — лёгкость управления его автоматизации. Наряду с достоинствами, эти передачи имеют ряд существенных недостатков: снижение кпд трансмиссии при больших диапазонах регулирования и, как следствие, неэкономичность длительной работы машины на режимах, не соответствующих номинальным нагрузкам; несколько большая масса трансмиссии на единицу передаваемой мощности; более высокая стоимость трансмиссии. Для лесных машин, имеющих гидрофицированное рабочее оборудование, этот тип трансмиссий наиболее перспективен.

3.1.4 механическая трансмиссия

Механические трансмиссии отличает простота конструкции, надёжность, высокий кпд, низкая стоимость. Масса этих трансмиссий значительно ниже, чем у других типов передач. Существенные недостатки механических трансмиссий: ступенчатое регулирование передаточного числа, разрыв силового потока и ударные нагрузки при переключениях передач; трудность управления; сложность компоновки на многоприводных машинах. Хотя механические передачи имеют существенные недостатки, но, тем не менее, перечисленные положительные качества механических трансмиссий обуславливают их повсеместное применение на современных лесных машинах.

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.

Механическая трансмиссия

Является классической трансмиссией для гусеничных тракторов. Как правило, данной трансмиссией оборудуются машины с тягой до 15 тонн. Отличается простотой конструкции, лёгкостью в ремонте и высокой надёжностью. К недостаткам данного вида трансмиссии можно отнести фиксированные передаточные числа трансмиссии, что требует от бульдозериста в ручную переключать скорости для достижения оптимальной тяги при разработке и перемещении грунта.

Ориентировочная стоимость 150.000 рублей.

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.

Характерными являются следующие факторы:

• Сцепной вес агрегата
• Кратковременный рабочий цикл, содержащий рабочий и холостой элемент
• Эксплуатационные условия, изменяющиеся в зависимости от свойств разрабатываемого грунта, а также дистанции его разработки и перемещения
• Случайные тяговые нагрузки
• Технологические ограничения на рабочую скорость, а также технологические ограничения на скорость холостого хода

Промышленные тракторы 10-го тягового класса могут быть оборудованы следующими видами трансмиссий:

Механизмы поворота гусеничных тракторов. Как поворачивает гусеничная техника?

Поворот гусеничного трактора происходит при отключении от трансмиссии той гусеницы, в сторону которой надо повернуть трактор. Если нужно сделать крутой поворот, отключенную гусеницу притормаживают и трактор поворачивается на месте.

Гусеничный трактор идет прямолинейно, когда обе гусеницы на одинаково плотном грунте перематываются с равными скоростями. Если замедлить движение одной гусеницы, то трактор начнет поворачиваться в ее сторону, тем круче, чем больше отстает эта гусеница.

Механизм поворота большинства гусеничных тракторов представляет собой самостоятельный механизм, размещенный за главной передачей трактора. От двигателя к главной передаче идет один поток мощности, который далее распределяется механизмом поворота между правой и левой гусеницами.

В качестве механизмов поворота гусеничных тракторов используют фрикционные муфты поворота (Т-70С, Т-130), планетарный механизм (ДТ-75М, Т-4А).

У трактора Т-150 функции механизма поворота выполняет коробка передач, на вторичных валах которой установлены гидроподжимные фрикционные муфты и тормоза, при помощи которых трактор поворачивается.

Фрикционные муфты поворота

Фрикционные муфты поворота, как правило, изготовляют многодисковыми сухими постоянно замкнутыми.

Ведущей частью муфты служит вал 1 (рисунок а) главной передачи с расположенным на его шлицах ведущим барабаном 2.

На наружной цилиндрической поверхности барабана сделаны продольные канавки, в которых установлены внутренними зубцами тонкие стальные диски 3.

Рисунок.

Схема фрикционной муфты поворота: а — муфта включена; б— муфта выключена; 1 — ведущий вал; 2 — ведущий барабан; 3 — диск ведущего барабана с внутренними зубцами; 4 — ведомый барабан; 5 — диск ведомого барабана с наружными зубцами; 6 — ведущий вал конической передачи; 7 — шпилька; 8 — пружина; 9 — нажимной диск

Ведомая часть муфты — барабан 4, укрепленный на ведущем валу 6 конечной передачи. На внутренней поверхности барабана сделаны канавки, в которые входят наружные зубцы дисков 5, снабженных фрикционными накладками. Ведомые и ведущие диски собраны через один.

На валу 1 установлен нажимной диск 9, вращающийся вместе с валом, но имеющий возможность перемещаться вдоль его оси. В диск 9 ввинчены шпильки 7, проходящие через отверстие барабана 2.

Гидромеханическая трансмиссия

Оборудуются трактора с тяговым классом от 9 и выше. Данным типом трансмиссии оборудовано 80% тракторного парка мира. Наиболее полно раскрывает возможности изменения передаточных чисел трансмиссии при проведении бульдозерных и рыхлительных работ. Если взять однотипные машины с МТ и ГМТ, то производительность бульдозера с ГМТ на 10-15% выше, чем с МТ при одинаковом расходе топлива, что снижает эксплуатационные расходы. К недостаткам ГМТ относится более высокая сложность в изготовлении и ремонте. Отсутствие жёсткой механической связи между двигателем и трансмиссией, за счёт демпфирующих свойств масла снижает ударные нагрузки на двигатель и на коробку передач.

Ориентировочная стоимость 750.000 рублей