Передача крутящего момента производится через ведущий диск 5, резиновые втулки 4, пальцы 3 и диск 2 с внутренним зубчатым венцом. В зацеплении с зубчатым венцом находится вал 1, соединенный при помощи фланца 6 с фланцем карданного вала КП. Вал 1 установлен на двух шарикоподшипниках 7 и 8, размещенных в опорной крышке 9, закрепленной на картере маховика двигателя.

Необходимо отметить, что упругие соединительные муфты обеспечивают передачу крутящего момента при углах перекоса валов до 5о, имеют большие габариты, потому не получили широкого распространения на современных тракторах. Область применения упругих соединительных муфт с целью обеспечения необходимой долговечности ограничивается углами перекоса соединяемых валов 2...3о. При больших углах вследствие значительных деформаций резиновых элементов и высокой их цикличности нагружения наблюдаются повышенный нагрев и старение резины, меняется ее жесткость, что приводит к выходу из строя упругой соединительной муфты.

На современных тракторах применяются только шарнирные соединительные муфты (карданные шарниры).

9.2. Карданные шарниры неравных угловых скоростей

Рассмотрим схему карданного шарнира неравных угловых скоростей (рис. 9.4). На рис. 9.4,а ось О1О 1 находится в плоскости рисунка, а плоскость крестовины расположена перпендикулярно к оси вала 1. На рис. 9.4,б ось О1О1 перпендикулярна к плоскости рисунка, а плоскость крестовины расположена перпендикулярно к оси вала 2. Таким образом, ось О1О1 вращается в пространстве относительно перпендикулярной к ней оси вала 1.

а)

б)

Рис. 9.4. Схема карданного шарнира неравных угловых скоростей

509

Необходимо отметить, что радиус r1 на рис. 9.4,а равен радиусу

r2 на рис. 9.4,б. Выразим окружные скорости точек C1 и C2 через угловые скорости валов 1 и 2:

VC1 = ω 1r1 = ω 2r2 = VC2 .

Для рис. 9.4,а r2	= r1 cosγ	, тогда
	ω 1r1 =	ω	2 r1 cosγ ,
или	ω	2	=ω		1 / cosγ .
Для рис. 9.4,б r1 =	r2 cosγ , тогда
	ω 1r2 cos γ			=	ω 2r2 ,
или	ω	2	=	ω	1 cosγ .

Для промежуточных положений крестовины угловая скорость ведомого вала 2 находится в интервале

ω 1 / cosγ > ω 2 > ω 1 cosγ .

Полученный результат свидетельствует о том, что при постоянной угловой скорости ведущего вала 1 угловая скорость ведомого вала 2 изменяется в процессе одного оборота. При этом, чем больше угол γ между валами, тем значительнее неравномерность их вращения.

Для соединения несоосных валов, расположенных под углом, карданный шарнир неравных угловых скоростей один обычно не применяется. Он получил широкое распространение в карданных передачах. Необходимо отметить, что на тракторах ДТ-75М и Т-4А раньше использовали карданные передачи с упругими соединительными муфтами, а на современных тракторах - в основном карданные передачи с шарнирами неравных угловых скоростей.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей карданной передачи привода заднего моста тракторов К-700/701 (рис. 9.5) состоит из вилок 1 и 7, крестовины 5, на цапфах которой установлены стаканы с игольчатыми подшипниками 4, удерживаемые крышками 3. Удержание смазки в подшипниках осуществляется сальниками 9. Для предотвращения повышения давления масла при нагревании или в процессе его нагнетания через масленку 8 в крестовине предусмотрен предохранительный клапан 2.

Вилки 7 карданных шарниров соединены между собой подвижным шлицевым соединением 12, чем обеспечивается осевая компенсация соединяемых валов. Такое подвижное шлицевое соединение необходимо для компенсации изменения длины вала при деформации

510

элементов подвески агрегатов трактора, соединяемых карданной передачей.

Рис. 9.5. Карданная передача привода заднего моста тракторов К-700/701

Смазывание шлицевого соединения осуществляется масленкой 10, а защита от попадания пыли и грязи - кожухом 11. Сальник 13 служит для предотвращения вытекания смазки. Перед установкой на трактор карданная передача подвергается динамической балансировке при помощи пластин 6.

Основные схемы карданных передач с шарнирами неравных угловых скоростей приведены на рис. 9.6.

К а р д а н н а я п е р е д а ч а с д в у м я ш а р н и р а м и н е- р а в н ы х у г л о в ы х с к о р о с т е й и о д н и м в а л о м (рис. 9.6,а и рис. 9.6,б) применяется наиболее часто (привод переднего ведущего моста трактора Т-150К и переднего и заднего ведущего мостов тракторов К-700/701). Для обеспечения равномерности вращения ведущего 1 и ведомого валов 3 вилки карданного вала 2 расположены в одной плоскости при равенстве углов γ 1 и γ 2 .

К а р д а н н а я п е р е д а ч а с т р е м я ш а р н и р а м и н е- р а в н ы х у г л о в ы х с к о р о с т е й и д в у м я в а л а м и (рис. 9.6,в) применяется с целью сокращения длины карданных валов. В приведенной схеме карданный вал 3 имеет вилки, установленные в одной плоскости, а вал 2 - вилки, развернутые под углом 90о. Синхронность вращения ведущего 1 и ведомого 4 валов обеспечивается при условии cosγ 1 сosγ 2 = сosγ 3 .

511

Однако при движении трактора углы γ 2 и γ 3 могут изменяться при постоянном угле γ 1 . Поэтому полной синхронизации вращения валов 1 и 4 достичь невозможно.

Рис. 9.6. Основные схемы карданных передач с шарнирами неравных угловых скоростей:

а, б - с двумя шарнирами и одним валом; в - с тремя шарнирами, двумя валами и промежуточной опорой; г - с четырьмя шарнирами, двумя валами и промежуточной опо-

рой; γ 1 ... γ 4 − углы между валами

Подшипник промежуточной опоры 5 карданного вала 2 устанавливают на резиновой упругой втулке, что уменьшает напряжения в валу, вызываемые неточностями монтажа опоры и деформацией остова трактора и корпусных деталей соединяемых агрегатов.

Конструкции промежуточных опор подшипников карданной передачи представлены на рис. 9.7. На рис. 9.7,а показана промежуточная опора с радиальным шарикоподшипником 1, внутреннее кольцо которого установлено на наконечнике карданного вала 2, а наружное - в резиновой втулке 3. Втулка 3 с помощью кронштейна 4 крепится к остову трактора, имеет специальные прорези, повышающие ее эластичность и способствующие гашению вибраций.

Аналогичная по назначению промежуточная опора представлена на рис. 9.7,б. Радиальный шарикоподшипник 1, как и в предыдущей схеме, внутренним кольцом установлен на конце карданного вала 2, а

512

а)

в)

Рис. 9.7. Конструкции промежуточных опор:

а и б - эластичная; в - жесткая, воспринимающая осевые нагрузки

513

наружным - в резиновой втулке 3. Осевая компенсация изменения расстояния между соединяемыми карданными валами 2 и 5 происходит благодаря подвижному шлицевому соединению между ними.

К а р д а н н а я п е р е д а ч а, с о с т о я щ а я и з ч е т ы р е х ш а р н и р о в н е р а в н ы х у г л о в ы х с к о р о с т е й, д в у х к а р д а н н ы х в а л о в и п р о м е ж у т о ч н о й о п о р ы м е ж- д у н и м и (рис. 9.6,г), также применяется при большом расстоянии между агрегатами с целью сокращения длины карданных валов. Эта схема получила широкое распространение на современных тракторах.

К а р д а н н а я п е р е д а ч а т р а к т о р а МТЗ–82 (рис. 9.8,а) состоит из карданных валов 1 и 3 и промежуточной опоры 2. Вал 1 соединяет раздаточную коробку с промежуточной опорой 2, а вал 3 - промежуточную опору с передним ведущим мостом трактора. Компенсация изменения расстояния между соединяемыми фланцами (осевая компенсация) обеспечивается осевым перемещением скользящего фланца 8 промежуточной опоры (рис. 9.8,б).

Корпус 5 промежуточной опоры крепится снизу к картеру ФС. В корпусе 5 установлена многодисковая предохранительная фрикционная муфта, работающая в масле. Сжатие ведущих 10 и ведомых 11 дисков осуществляется через нажимной диск 12 усилием четырех тарельчатых пружин 13. Муфта регулируется на передачу определенной величины крутящего момента. Если крутящий момент, подводимый к переднему мосту, превысит заданное значение, муфта буксует и, тем самым, предохраняет детали переднего моста трактора от перегрузок и поломок.

Карданный вал (рис. 9.9) представляет собой тонкостенную трубу 5, с одного конца которой приварена вилка 7 карданного шарнира, а с другого - шлицевая втулка 4, соединенная при помощи шлицевого соединения с вилкой 1 второго шарнира неравных угловых скоростей. Шлицевое соединение от пыли и грязи закрыто защитным кожухом 2. Вытеканию смазки в шлицевом соединении препятствуют сальники 3. Карданная передача перед установкой на трактор подвергается динамической балансировке путем приваривания к трубе 5 балансировочных пластин 6.

Вытеканию смазки из игольчатых подшипников шарнира неравных угловых скоростей и попаданию в них грязи и пыли препятствуют резиновые армированные сальники 2 (см. рис. 9.10). На рис. 9.10,б показан многокромочный сальник 2 с радиально-торцевым уплотнением, а на рис. 9.10,в - уплотнение с однокромочным резиновым самоподжимным сальником 2, допускающим проход продуктов изнашивания и смазочного материала при его прокачивании через под-

514

б)

Рис. 9.8. Карданная передача трактора МТЗ - 82:

а- карданная передача; б - промежуточная опора; 1 и 3 - карданные валы; 2 - промежуточная опора; 4 - опорная втулка; 5 - корпус опоры; 6 - распорная втулка; 7 - соединительная втулка с внутренними шлицами; 8 - скользящий фланец с наружными шлицами; 9 - вал предохранительной муфты; 10 - ведущий диск; 11 - ведомый диск; 12 - нажимной диск; 13 - тарельчатая пружина

515

шипник, и двухкромочным резиновым торцовым сальником 3, предотвращающим попадание грязи в полость подшипника.

Рис. 9.9. Карданная передача

От осевых перемещений стаканы 4 игольчатых подшипников фиксируются стопорным кольцом 1, которое может устанавливаться как снаружи (рис. 9.10,а), так и внутри шарнира (рис. 9.10,б). Установка стопорного кольца снаружи облегчает сборку, но увеличивает размеры вилки. На рис. 9.10,в стаканы 4 зафиксированы с помощью крышек 5.

в)

Рис. 9.10. Варианты крепления стакана и уплотнения игольчатого подшипника

К а р д а н н а я п е р е д а ч а т р а к т о р а Т–150К (рис. 9.11) осуществляет привод от валов раздаточной коробки 2 к переднему и заднему ведущим мостам. Карданная передача 1 переднего моста состоит из карданного вала и двух шарниров неравных угловых скоростей, а заднего моста - из двух сдвоенных шарниров 3 неравных угловых скоростей и промежуточной опоры 4. Промежуточная опора установлена в трубе 5 горизонтального шарнира рамы и состоит из полого корпуса и вала, установленного на два конических подшипника

(см. рис. 9.7,в).

Крестовины карданных шарниров изготовляют из легированных сталей 20ХГНТР, 15ХГНТА, и 12ХН3А и подвергают нитроцемента-

516

ции на глубину до 1,2 мм с последующей закалкой. При изготовлении крестовин из углеродистой стали 55ГП их подвергают поверхностному упрочнению ТВЧ с прерывистым отпуском. Твердость поверхностного слоя крестовин на цилиндрической поверхности шипов должна быть 61...64 HRC, а на торцах шипов крестовин - 59 HRC.

Рис. 9.11. Карданная передача трактора Т-150К

Трубы карданных валов изготовляют из ленточной малоуглеродистой стали 20, свариваемой встык. Шлицевые наконечники подвижных соединений карданных валов изготовляют из стали 40Х с последующей закалкой ТВЧ до твердости рабочего слоя шлиц 45...47 HRC.

Карданные шарниры неравных угловых скоростей с игольчатыми подшипниками имеют высокий КПД (до 0,99 при угле между валами до 8...10о), малые габаритные размеры, обеспечивают точную центровку валов и отличаются высокой долговечностью. Если угол между валами карданного шарнира неравных угловых скоростей менее 1о и при передаче крутящего момента не изменяется, то наблюдается явление деформации шипов крестовины иглами подшипника (бринеллирование) и быстрое последующее разрушение шарнира.

Бринеллирующее воздействие игл увеличивается при большом суммарном межигловом зазоре, когда иглы подшипника перекашиваются и создают высокое давление на шип крестовины. Суммарный межигловой зазор в подшипниках карданных шарниров колеблется в пределах 0,1...1,5 мм. Считается, что суммарный межигловой зазор не должен превышать половину диаметра иглы подшипника.

В большинстве карданных шарниров неравных угловых скоростей применяют подшипники, диаметр игл которых 2...3 мм (допуск на диаметр не более 5 мкм, а допуск по длине не более 0,1 мм). Иглы для подшипника подбираются с одинаковыми размерами по допускам. Перестановка или замена отдельных игл не допускается. Надеж-

517