Расчет и выбор типа двигателя трактора МТЗ-82

Определим наибольший угол подъема, на котором трактор может  стоять, не опрокидываясь. Назовем такой угол продольным статическим углом подъема и будем обозначать его _lim.

Из условия равновесия трактора относительно возможной оси  опрокидывания О₂ (рисунок 7.1) можно записать

 

где а и h - соответственно продольная и вертикальная координаты центра тяжести трактора.

 

 

Рисунок 7.1 -Схема сил, действующих  на трактор

 

Предельные статические  углы продольной устойчивости трактора совместно с навесными машинами определяются той же зависимостью, только координаты центра тяжести навесного агрегата а_агр и h_агр.

 

Продольная устойчивость при стоянке на подъемах и уклонах  может быть нарушена не только в  результате опрокидывания машины, но и в результате сползания. Обозначим наибольший угол подъема, на котором заторможенный трактор может стоять не сползая через a_v. Если тормоза

установлены только на задних колесах, то значение угла ограничивается следующими условиями:

 

При наличии тормозов на всех колесах

 

На проектируемом тракторе тормоза установлены на задних колесах

 

 

 

Назовем углы подъема, на которых  трактор может опрокинуться при  несоблюдении общего условия продольной устойчивости (Р_кmaxGSin) критическими углами подъема и обозначим их а_к. Критически угол подъема при установившейся работе трактора с нагрузкой на крюке равен

 

 

 

 

 

Чем меньше у трактора предельный статический угол подъема, чем больше коэффициент сцепления ведущих  колес с дорогой и чем выше расположение точки прицепа, тем меньше угол подъема. На котором возможно опрокидывание. Угол поперечного уклона, на котором машина начнет опрокидываться, обозначим _опр, а угол, на котором машина начинает сползать вниз - _сп. Величина угла _onp может быть определена из условия, что опрокидывание начинается, когда нормальная реакция почвы на колеса, расположенные в верхней части уклона, снизится до нуля.

 

где В - колея машины, м.

 

 

Определим статический угол поперечного уклона/^, на котором

возможно сползание машины. Из уравнения проекции всех сил, действующих в поперечной плоскости на ось, параллельную поверхности пути, имеем

 

где   - коэффициент сползания в поперечном направлении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Выбор основных узлов

1. Сцепление

Сцепление служит для кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии  при пуске двигателя и переключении передач, а также для плавного их соединения при трогании с места и в начале движения на новой передаче, Сцепление предохраняет так же детали двигателя и трансмиссии от перегрузки и разрушения при резком торможении. Главное сцепление тракторов МТЗ-102 сухое двухдисковое постояннозамкнутое. Кинематическая схема представлена на рисунке 8.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8.1 - Кинематическая схема сцепления: 1 - кожух сцепления; 2 - нажимной диск; 3 - ведомые диски; 4 - средний ведущий диск; 5 - муфта  выключения сцепления; 6 - маховик; 7 - кожух  нажимного диска; 8 - рычаги выключения сцепления; 9 - пружины.

Сцепление состоит из кожуха 1 с нажимным диском 2, ведомого диска  3 и муфты 5 выключения сцепления. Механизм сцепления размещен в расточке маховика 6 закрытой кожухом 7.

Кожух сцепления соединен с маховиком двумя установочными  штифтами и шестнадцатью болтами с пружинными шайбами. Кожух отштампован из листовой стали, усилен от бортовкой и ребром жесткости. К внутренней стороне кожуха приварены контактной сваркой направляющие стаканы для нажимных пружин. В кожухе размещены нажимный диск 2, четыре оттяжных рычага 8 и нажимные пружины 9.

На внешнем торце имеются  четыре шипа размером, которыми диск центрируется в пазах маховика. На другой стороне  диска отлиты бобышки для установки  нажимных пружин и кронштейны для  установки оттяжных рычагов. Нажимный диск статически сбалансирован.

Между кожухом и нажимным диском расположены нажимные пружины 9, сцентрированные бобышками диска и направляющими стаканами. Для предохранения пружин от чрезмерного нагревания при пробуксовке сцепления со стороны нажимного диска под пружины установлены теплоизолирующие подкладки из прессованного асбестового картона. Усилие пружин обеспечивает создание необходимой силы трения для передачи крутящего момента от маховика через кожух 9 и нажимный диск 2 к ведомым дискам 3 сцепления.

Для выключения сцепления  служат четыре оттяжных рычага 8. Каждый рычаг при помощи оси и игольчатого подшипника соединен с кронштейнами нажимного диска. Рычаги шарнирно связаны с кожухом четырьмя вилками со сферическими регулировочными гайками. Опорные концы оттяжных рычагов 8 входят в пазы упорного кольца и прижаты к нему фасонными пружинами.

Ведомый диск 3 установлен на шлицах первичного вала коробки передач. Они имеют фрикционные накладки и гаситель крутильных колебаний (демпфер) фрикционного типа. В отверстии ступицы нарезаны шлицы, через которые передается крутящий момент от ведомого диска на первичный вал коробки передач. Фланец ступицы несколько смещен к одному из торцов. С обоих сторон фланца ступицы установлены стальные фрикционные кольца.

Когда педаль сцепления отпущена, то под действием нажимный пружин 9 ведомые диски 3 зажаты между маховиком и нажимным диском 2 и вращающимся вместе с маховиком двигателя. Вилка выключения сцепления с муфтой и педаль удерживаются при этом в крайнем заднем положении вспомогательной пружиной.

При нажатии на педаль связанная  с ней тяга заставляет поворачиваться рычаг вала вилки выключения сцепления. Одновременно с рычагом поворачивается вал и закрепленная на нем вилка. Заплечики вилки нажимают на муфту и стремятся передвинуть ее по направлению к маховику. Выжимной подшипник, напрессованный на муфту, давит на упорное кольцо, перемещение которого вызывает поворот оттяжных рычагов. Рычаги, поворачиваясь на осях, преодолевают сопротивление нажимных пружин, отводят нажимной диск назад и освобождают задний ведомый диск.

Для полного освобождения переднего ведомого диска в предусмотрены четыре отжимные пружины. Эти пружины отодвигают назад средний ведущий диск.

Вспомогательная пружина  педали удерживает педаль сцепления в отпущенном положении при нажатии на педаль вместе с валом поворачивается и рычаг, сжимая пружину. Усилие на педали при этом возрастает до тех пор, пока ось пружины и рычага не будет лежать на одной прямой. При дальнейшем движении педали и повороте рычага пружина будет оказывать вспомогательное действие, уменьшая усилие, необходимое для выключения сцепления.

2. Коробка передач, понижающий редуктор

На тракторах МТЗ устанавливается  коробка передач с подвижными шестернями, имеющая 10 передач вперед и четыре назад.

Смонтирована коробка  передач в корпусе 31 (рисунок 8.2), а одноступенчатый понижающий редуктор - в корпусе 30, соединяющем двигатель и коробку передач. Корпуса скреплены болтами. В коробке передач размещены первичный 29, вторичный 4 валы.

                                                                                    5                   30       16        2         29          31  

Рисунок 8.2 - Коробка передач  с понижающим редуктором

Редуктор коробки передач  имеет две ступени: первая ступень  обеспечивает получение первой, третьей, четвертой и пятой передач переднего хода и первую передачу заднего хода; остальные передачи обеспечиваются второй ступенью. При перемещении шестерни 16 влево включается вторая ступень редуктора.

Механизм переключения передач  состоит из прямоугольных ползунов с приваренными вилками, пластинчатых замков и шариковых фиксаторов. Рычаг  переключения передач установлен на крышке, снабжен кулисой и чехлом, предупреждающим попадание пыли и грязи в рабочие полости.

На переднем конце ступицы  шестерни 6 выполнен зубчатый венец. Когда рычагом с помощью вилки сдвигают вправо зубчатую муфту 2, она, оставаясь соединенной с зубцами первичного вала 29, входит в зацепление с зубчатым венцом ступицы шестерни 6. Вал сцепления и первичный вал коробки передач соединяются, - редуктор через шестерни 1, 2 и вал 3 выключается на первый режим. Для включения второго режима редуктора зубчатую муфту 2 сдвигают влево. Оставаясь соединенной с первичным валом 29, она входит в зацепление с шестерней 5 вала сцепления. При этом вращение от вала сцепления 13 через шестерню 5 передается к первичному валу 29 коробки передач.

3. Ведущий мост и конечная передача

Ведущий мост (рисунок 8.3) представляет собой объединенные в одну сборочную  единицу механизмы трансмиссии, посредством которых крутящий момент передается к ведущим колесам трактора. В зависимости от назначения колесные тракторы могут иметь один ведущий мост (МТЗ-80, МТЗ-100, ЮМЗ - 6 всех модификаций) и два - тракторы повышенной проходимости (полноприводные) МТЗ-82, МТЗ-102.

Ведущий мост состоит из таких основных механизмов: главная  передача, дифференциал, конечные передачи.

Главная передача служит для  увеличения передаваемого крутящего  момента и изменения его направления.

Главная передача заднего  моста тракторов семейства МТЗ  представляет собой пару конических шестерен со спиральным зубом. Ведущая шестерня 39 установлена на шлицевом конце вторичного вала коробки передач и фиксируется гайкой, закрепленной на резьбовом хвостовике вала. Ведомая шестерня 4 прикреплена к фланцу корпуса дифференциала 3 болтами и гайками, которые попарно фиксируются стопорными пластинами.

Дифференциал обеспечивает разную частоту вращения ведущих  колес при повороте трактора, а  также при движении по неровностям.

Дифференциал заднего  моста тракторов семейства МТЗ  состоит из корпуса 3, крышки, крестовины 36, сателлитов 37 и полуосевых шестерен 5. Крестовина закреплена между корпусом и крышкой. Отверстия под цапфы крестовины и болты, которыми стягиваются корпус и крышка, выполняются при совместной обработке собранных в одно целое корпуса и крышки дифференциала. Поэтому обе детали маркируются одинаковым номером. Разукомплектовывать корпус и крышку нельзя, а при сборке дифференциала нужно совмещать эти номера на сопрягаемых деталях. На крестовину 36 надето четыре сателлита с опорными шайбами. Сателлиты постоянно зацепляются с двумя полуосевыми шестернями 5, ступицы которых вставлены в расточки корпуса 3 и крышки дифференциала, а внутренними шлицами соединены с валами ведущих шестерен 2 конечных передач.

Собранный дифференциал вращается  на двух конических роликовых подшипниках 8, установленных внутренними обоймами на корпус 3 и крышку 7, а наружными - в расточки стаканов 35.

 

 

 

Облегчая поворот трактора, дифференциал может ухудшать его  тяговые качества. Для блокировки дифференциала на тракторах МТЗ применен автоматически действующий механизм.

Конечные передачи передают крутящий момент от главной передачи и дифференциала к полуосям ведущих  колес.

Конечная передача заднего  моста тракторов семейства МТЗ  размещена в корпусе моста. Каждая конечная передача представляет собой  одноступенчатый редуктор с парой цилиндрических прямозубых шестерен, имеющих передаточное число 5,1, и состоит из ведущих шестерен 2 и ведомых 6.

Ведущие шестерни непосредственно  связаны с коническими полуосевыми шестернями 5 дифференциала, а ведомые жестко закреплены на полуосях 9.

4. Рулевое управление

Рулевое управление состоит  из рулевого механизма и привода. Посредством рулевого механизма усилие приложенное к рулевому колесу передается рулевому приводу. Рулевой привод осуществляет передачу усилий от рулевого механизма к управляемым колесам.

Рулевое управление тракторов  МТЗ-80 и МТЗ-82 механическое с гидравлическим усилителем. Рулевой механизм и гидроусилитель с датчиком автоматической блокировки дифференциала составляют общий узел и расположены в передней части трактора. Поэтому для передачи усилия от рулевого колеса к рулевому механизму и гидроусилителю предназначен привод рулевого механизма. Он включает рулевой 16 (рис. 8.6), промежуточный 18, средний 5 и передний 2 валы, соединенные карданными шарнирами 7 и 3.

От рулевого колеса усилие передается валом 16 и гайкой 9 через  штифт 8 промежуточному валу 18 и далее  через валы 5, 2 и шарниры 3, 7 - шлицевой втулке 1, которую устанавливают  на шлицы червяка гидроусилителя рулевого управления и закрепляют стяжным болтом. Это усилие частично передается непосредственно валу 18 прижатым к нему валом 16.

Вращение промежуточного вала 18 в трубе 19 рулевой колонки  обеспечивается капроновыми втулками 10. Последние для уменьшения вибрации рулевого колеса установлены в резиновые амортизаторы 11. Втулки 10 смазывают солидолом при сборке. В процессе эксплуатации смазка не требуется.

Осевое перемещение промежуточного вала 5 ограничено гайкой 12 и контргайкой 13. Затяжка гайки 12 должна исключать  осевое перемещение вала, однако не должна затруднять вращение рулевого колеса.