Классификация трансмиссий

Механические трансмиссии включают различные виды узлов и механических передач: муфты, тормоза, редукторы, коробки передач и т.д.

Механические трансмиссии отличает простота конструкции, надежность, высокий КПД (0,9…0,95), низкая стоимость. Недостатками механической трансмиссии являются: ступенчатое регулирование передаточного числа, разрыв силового потока и ударные нагрузки при переключении передач, трудность управления, сложность компоновки на многоприводных автомобилях.

Сцепление

Сцепления тракторов и автомобилей служат для передачи крутящего момента двигателя, временного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения. Такая необходимость возникает при трогании с места, переключении передач, кратковременной остановке машины, а также при получении малых скоростей.

По способу передачи крутящего момента сцепления делятся на фрикционные, гидравлические и электрические.

В фрикционных сцеплениях передача крутящего момента осуществляется за счет сил трения между маховиком, ведомыми и ведущими дисками.

В гидравлическом сцеплении используется гидромуфта передающая крутящий момент за счет скоростного движения рабочей жидкости.

1 – насосное колесо

2 – турбинное колесо

3 – корпус

Принцип действия: приводной вал приводит во вращение насосное колесо снабженное радиально расположенными криволинейными лопатками, рабочая жидкость, при вращении насосного колеса отбрасывается лопатками и попадает на турбинное колесо (также с лопастями, но ориентированными в другом направлении) и приводит его во вращение, после чего, рабочая жидкость (отдав турбинному колесу часть кинетической энергии), возвращается в насосное колесо. При этом Насосное и турбинное колесо находятся в одном герметичном корпусе, и залиты маслом, при этом колеса максимально сближены, но не соприкасаются.

Гидромуфта обычно в качестве самостоятельного сцепления не применяется, так как не обеспечивает полного выключения (ее «ведет»), что затрудняет переключение передач. В связи с этим при использовании гидромуфты последовательно с ней устанавливается фрикционное сцепление, которое предназначено только для переключения передач. При этом в фрикционном сцеплении устанавливаются более слабые нажимные пружины, что облегчает выключение сцепления.

Электромагнитным называется сцепление, в котором сжатие ведущих и ведомых деталей осуществляется электромагнитными силами. Т.е. то же самое фрикционное сцепление, только вместо механической силы ведущие и ведомые детали сжимаются электромагнитным полем.

Также существует порошковое электромагнитное сцепление в котором зазоры между дисками заполнены ферромагнитным порошком (или специальной ферромагнитной жидкостью). При подведении тока к обмотке создается магнитное поле, под действием которого частицы порошка притягиваются друг к другу, в результате чего между ведущими и ведомыми деталями сцепления устанавливается силовая связь.

Коробки передач.

Коробка передач (КП) предназначена для изменения передаваемого крутящего момента и частоты вращения в заданном диапазоне, реверсирования выходного вала, длительного отсоединения двигателя от трансмиссии.

Изменение величины крутящего момента и частоты вращения выходного вала КП осуществляется включением соответствующей пары шестерен, чем устанавливается определенное значение передаточного числа трансмиссии.

Передача подводимой мощности в такой КП осуществляется одной парой шестерен. Существенным отличием двухвальной коробки передач от трехваль- ной является отсутствие в ней прямой передачи. В трехвальной автомобильной КП (рис. 62, б) силовой поток проходит последовательно через два зубчатых зацепления. Такая коробка передач объединяет три основных вала: первичный 2 (входной), вторичный 4 (выходной) и промежуточный 1. Входной и выходной валы соосны. Шестерня первичного вала находится в постоянном зацеплении с шестерней промежуточного вала. Таким образом, промежуточный вал вращается постоянно. На втором валу свободно на подшипниках установлены шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями про-межуточного вала. С помощью синхронизаторов и зубчатых муфт включается в работу та или иная пара шестерен. Перемещением влево каретки синхронизатора V передачи и соединением кулачковой муфты получают прямую передачу, и мощность от двигателя напрямую передается на выходной вал КП. Это режим наибольшего КПД коробки передач. Данная схема сложнее тракторной, однако она получила повсеместное распространение на автомобилях.

В современных конструкциях автомобильных коробок передач зубчатые колеса находятся в постоянном зацеплении. Исключение составляют только шестерни первой передачи и заднего хода. На машинах, часто работающих на первой передаче и заднем ходу, устанавливаются коробки передач с постоянным зацеплением всех зубчатых колес.

Гидродинамическая трансмиссия.

В гидродинамической трансмиссии механическая энергия передается с помощью потока жидкости, посредством гидравлических муфт и гидротрансформаторов. Гидромуфту уже описали выше.

Гидротрансформатор служит для плавного автоматического изменения величины передаваемого крутящего момента в зависимости от меняющейся- внешней нагрузки.

Гидротрансформатор состоит из трех колес, снабженных радиально расположенными криволинейными лопатками: ведущего (насосное), жестко связанного с валом двигателя; ведомого (турбины), соединенного с валом исполнительного механизма и промежуточного направляющего 3 (реактора), закрепленного неподвижно. Полость корпуса гидротрансформатора заполнена маловязким маслом. При вращении насоса его лопатки отбрасывают масло в сторону турбины. Ударяясь о лопатки турбины, масло отдает ей часть кинетической энергии, вследствие чего турбина начинает вращаться в одном направлении с насосом. Из турбины масло перетекает в направлении, обратном вращению насоса, к неподвижным лопаткам реактора, ударяется о них и, изменив направление вращения, поступает затем в насос. В результате удара на лопатках реактора возникает усилие, вызывающее появление реактивного момента, воздействующего на тубину. Таким образом, на турбину действуют два момента: крутящий моментдвигателя, передаваемый через поток ротранеформатора жидкости от насоса, и реактивный момент. 

Это позволяет получать на выходном валу гидротрансформатора крутящий момент, превышающий момент приводного двигателя. При уменьшении частоты вращения турбины с увеличением внешней нагрузки автоматически увеличивается реактивный и, следовательно, суммарный крутящий момент на выходном валу. Отношение максимального крутящего момента к моменту двигателя, называемое коэффициентом трансформации, составляет 2,5—3,5.

Гидрообъемная трансмиссия включает один или несколько гидронасосов, преобразующих механическую энергию силовой установки в энергию потока рабочей жидкости, нагнетаемой в трубопроводную сеть под большим давлением, и гидромоторы или гидроцилиндры, преобразующие энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию. Кроме того, гидрообъемная трансмиссия включает гидрораспределители, гидроклапаны, дроссели, гидроаккумуляторы, фильтры, масляные баки, маслопроводы, и другое гидрооборудование.

Ходовое оборудование

Ходовое оборудование самоходных строительных машин состоит из движителя и подвески. По типу применяемого движителя ходовое оборудование делят на: гусеничное, пневмоколесное, рельсоколесное и шагающее.

Гусеничное Х.О.

Это движитель, в котором тяговое усилие создаётся за счёт перематывания гусеничных лент состоящих из отдельных звеньев — траков.

Гусеничный движитель состоит из гусеничной ленты (цепи в виде шарнирно соединенных между собой звеньев (пластин, траков), огибающей приводное и направляющее (натяжное) колеса. Последние установлены на концах рамы. Нагрузки от машины передаются на нижнюю ветвь гусеничной ленты через движущиеся по ней опорные катки. Холостую верхнюю ветвь гусеницы поддерживают и предохраняют от провисания ролики. Натяжение гусеничной ленты регулируют винтовым натяжным устройством, перемещающим натяжное колесо.

Отметить цифрами – рама, натяжное колесо, ведущее колесо, опорные катки, поддерживающие ролики, гусеничная лента.

По типу подвески гусеничные движители разделяют на жесткие, мягкие и полужесткие движители.

1. У жестких движителей опорные катки соединяются непосредственно с рамой [РИСУНОК]. Этот тип подвески наиболее прост и дешев, он обеспечивает более равномерное распределение давления на грунт. Вследствие того, что жесткая гусеница не приспосабливается к неровностям пути и не амортизирует ударные нагрузки при езде по неровному и жесткому основанию, скорость передвижения машин при таких гусеницах обычно не превышает 5 км/ч.

2. При полужесткой подвеске жесткие движители крепятся к раме машины шарнирно одним концом и через упругие элементы — другим. [РИСУНОК]

3. В мягких подвесках опорные катки соединяются с рамой через пружины и рессоры.

В свою очередь мягкие делятся на индивидуальные и балансирные.