Разработка главной передачи гусеничного трактора (прототип дт-75)

Введение

Рост производительности труда в сельскохозяйственном производстве, неразрывно связанный с ростом скоростей и энергонасыщенности перспективных тракторов, требует дальнейшего совершенствования их эксплуатационных качеств. В этой связи можно предполагать все большее применение на тракторах бесступенчатых трансмиссий — гидромеханических и гидрообъемных, обладающих высокой степенью автоматизации работы и хорошими защитными свойствами, обеспечивающими высокую степень загрузки двигателя и его экономичность. Особенно перспективны данные трансмиссии на тракторах промышленного назначения, работающих в более тяжелых эксплуатационных условиях.

Вместе с тем имеются еще большие резервы для совершенствования конструкций механических коробок передач, которые будут широко применяться и в будущем.

Можно проследить две основные тенденции конструктивного совершенствования механических коробок передач. Первая — увеличение надежности и повышение долговечности коробок передач, выполняемых по обычным кинематическим схемам шестеренных коробок в пределах, обусловленных гарантийным сроком. Вторая — использование новых кинематических схем коробок передач, которые при высокой надежности и долговечности позволят значительно повысить эксплуатационные качества трактора и его производительность, обеспечат переключение передач без остановки трактора, облегчат разгон тракторного агрегата, работающего на повышенных скоростях, расширят диапазон необходимых скоростей.

Повышение износостойкости и долговечности шестеренных зацеплений

коробок передач достигается за счет применения более совершенных видов

коррекций зубьев шестерен и уменьшения перекосов в их зацеплении, совершенствования технологического процесса изготовления шестерен и валов (особенно шлицевых) и применения новых сортов стали, более удобных в механической и химико-термической обработке.

Этой же цели отвечают работы по повышению общей жесткости картеров коробок передач, точности центрирования ее валов, надежности ее подшипниковых узлов. В этой связи характерно повышение твердости посадочных поверхностей и установка более плотных посадок. Наблюдается тенденция более широкого применения шестерен постоянного зацепления, не имеющих торцового износа, в тяжело нагруженных коробках передач мощных тракторов. В них вместо обычных зубчатых муфт переключения передач все чаще используют штифтовые блокировочные муфты, более простые и ремонтоспособные.

Большое влияние на надежность и долговечность работы коробок передач имеет совершенство конструкции ее механизма управления.

Предпочтение имеют конструкции, в которых управляющие вилки штампуются заодно с управляющими ползунами. Перспективно использование синхронизаторов на основных рабочих и транспортных передачах.

Очень существенное влияние на долговечность работы коробок передач оказывает улучшение герметизации ее картера и повышение надежности смазки ее деталей. Это достигается постановкой более совершенных сальников, уплотнительных прокладок, защитных эластичных маслостойких чехлов и маслоотражательных устройств, облегчающих работу сальниковых уплотнений. Для лучшей смазки наиболее напряженных подшипниковых узлов и шестеренных зацеплений характерно применение специальных маслосборных лотков, сверлений в осях и валах или установка специальных трубок. В некоторых случаях целесообразна смазка под давлением от отдельного масляного насоса.

Коробки с переключением передач на ходу могут выполняться по различным кинематическим схемам, в которых или все передачи переключаются з остановки трактора, или только передачи в заданной диапазонной группе, а сами диапазоны переключаются как в обычных коробках передач. Кроме этого, коробки передач могут быть без разрыва мощностного потока (в момент переключения передачи) и с его кратковременным разрывом.

При применении первых характерно снижение динамических нагрузок в трансмиссии примерно в 1,5 раза. Коробки передач с кратковременным разрывом мощностью потока имеют преимущество только при использовании на транспортных, повышенных скоростях и быстром разгоне тракторного агрегата.

В подобных коробках передач широкое применение находят планетарные ряды, многодисковые блокировочные муфты с гидравлическим нажатием и обгонные муфты (автологи). Блокировочные муфты, работающие в масле, имеют, как правило, металлокерамические трущиеся поверхности. Коэффициент запаса подобных муфт примерно такой же, как в муфтах сцепления.

В связи с тем, что в сельском хозяйстве трактор одной марки часто должен работать в диапазоне пониженных скоростей, в пределах 0,01—3,6 км/ч нужны ходоуменьшители, обеспечивающие необходимый диапазон скоростей. Все чаще начинают применять бесступенчатые ходоуменьшители, преимущественно гидрообъемного типа для регулирования «ползучих» скоростей (до 1,0 км/ч).

Перспективным также является комбинирование ступенчатого и бесступенчатого ходоуменьшителя, позволяющего создать более широкий диапазон пониженных скоростей, недоступный для каждого типа в отдельности.

Анализ аналогов конструкций коробок передач

1.1 Назначение, классификация и требования, предъявляемые к коробкам передач

Коробкой передач называется агрегат трансмиссии трактора, позволяющий изменять ее передаточное число.

Коробка передач служит для получения необходимой величины крутящего момента на ведущих колесах трактора при наиболее рациональной загрузке его двигателя и для получения различных скоростей движения трактора вперед или назад. Помимо этого, она позволяет осуществлять длительную стоянку трактора при работающем двигателе.

Классификацию коробок передач можно проводить по следующим основным признакам:

а) по способу изменения передаточного числа: бесступенчатые и ступенчатые.

Бесступенчатые коробки передач по принципу действия разделяются на механические, гидравлические и электрические. В ступенчатых коробках передач изменение заданного интервала передаточных чисел ограничено количеством возможных сочетаний шестерен – передач.

Ввиду того, что наибольшее распространение имеют ступенчатые коробки передач, дальнейшая классификация приводится только для них.

б) по способу образования передачи: шестеренные с неподвижными осями и шестеренные с планетарными осями.

в) по способу зацепления шестерен: с подвижными шестернями (каретками) и шестернями постоянного зацепления.

Планетарные коробки передач, управляемые тормозами и фрикционными муфтами, являются разновидностями коробок передач с постоянным зацеплением. При применении планетарных коробок и коробок передач с фрикционными муфтами в трансмиссии трактора может не быть муфты сцепления.

г) по методу переключения передач: с остановкой трактора (включение без нагрузки) и без остановки трактора (включение под нагрузкой).

д) по числу передач: современные коробки имеют от пяти до шестнадцати передач переднего хода. Передачи разделяются на диапазоны: основной (рабочий), транспортный и замедленный (рассадочный). Основной диапазон служит для выполнения сельскохозяйственных и иных работ с использованием максимальных значений сил тяги. Число передач равно 3–5.Транспортный диапазон обеспечивает выполнение транспортных работ. Замедленный диапазон необходим при выполнении трактором работ, требующих небольшие технологические скорости. При этом мощность двигателя полностью не используется. Число передач в этих диапазонах равно 1–4.

Количество передач заднего хода может изменяться от одной до числа, равного числу передач переднего хода. В последнем случае коробка называется коробкой с полностью реверсированными передачами.

е) по расположению валов коробок передач относительно продольной оси трактора: коробки с продольными или поперечными валами. Последние позволяют в ряде случаев уменьшить продольную базу трактора и упрощают выполнение центральной передачи.

ж) по конструктивному оформлению: коробки передач, выполненные в виде самостоятельного агрегата; коробки передач, смонтированные в передней части общего корпуса заднего моста трактора, и коробки передач, смонтированные в общем картере трансмиссии совместно с другими ее механизмами.

з) по кинематической схеме: двухвальные (или однопарные), трехвальные (или двухпарные), составные и специальные.

Термины двухвальная или трехвальная связаны с количеством валов и пар зацепления шестерен для образования передачи основного диапазона. Для получения передач заднего хода, транспортных или понижающих передач в указанных коробках передач имеется ряд других валов и шестерен.

Составные коробки передач, применяемые для увеличения числа передач, представляют собой комбинацию двух последовательно расположенных (двухвальных или трехвальных) коробок передач, выполненных в общем или отдельных картерах.

Специальными коробками передач принято считать такие, у которых кинематические схемы отличаются от вышеприведенных.

Требования, предъявляемые к коробкам передач. Помимо общих требований, к коробке передач предъявляется ряд специфических требований, главные из которых:

а) достаточное количество передач, обеспечивающее производительную работу трактора в заданном интервале его тяговых усилий;

б) рациональный выбор передаточных чисел для наиболее экономичной работы с заданным комплексом сельскохозяйственных и иных машин-орудий.

Заключение

В данной курсовой работе была произведена разработка коробки передач. За базовую модель принималась коробка передач трактора ДТ75.

В работе проведен анализ существующих конструкций коробок передач. Проведены кинематический и энергетический расчет передачи, а также были рассчитаны параметры зацепления зубчатой передачи и прочностной расчет вала.

Разработаны мероприятия по техническому обслуживанию коробки передач. Имеется много возможностей для улучшения эксплуатационной технологичности конструкции, т. е. для улучшения приспособленности автомобиля к техническому обслуживанию в процессе эксплуатации. Применение централизованной смазки и подшипников с одноразовой сезонной смазкой, повышение герметичности смазываемых механизмов, унификация сортов смазочных материалов позволяют также резко упростить технический уход и сократить время его проведения.

Применение средств автоматизации на автомобилях облегчает условия труда водителя, а также повышает производительность и качество работы. Конструктор всегда должен помнить, что удобство и безопасность работы на машинах в любой отрасли народного хозяйства является одним из основных критериев совершенства конструкции.