Ведущий мост транспортной машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОПИСАН Я, ИЗОБРЕ ТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКОМ с целью повышения долговепутем снижения динамическзок на главную передачу,ведомой шестерни соединенречным валом амортизирующ. ством, состоящим из двухвтулок, подвижно насаженнцах поперечного вала, имента, размещенного междутыми втулками, причем нажвтулки расположены внутриведомой шестерни и связансредством винтовых поверхпротивоположным направленки винтовых пазов.2; Ведущий мост по п.чающий с я тем,.чтопазы выполнены многозаходгом винтовой поверхностиполовины ее .среднего днам3. Ведущий мост по п.ч а ю щ и й с я тем, чтоэлемент выполнен в виде нрельчатых пружин. чностинх,нагрутупицас попеим устройажимныхна шлиупругого элеупомяну- имные(21 (22 (46 , .(72 (71 с а ных ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ .) Волгоградский ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут(54)(57) 1. ВЕДУИИЙ,МОСТ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ, преимущественно гусеничной, содержащий картер, располо- .женную в нем главную передачу, ведомая шестерня со ступицей которой.установлена в подшипниках, и попе-..речный вал, на концах которогосмонтированы механизмы поворота,отличающийся тем, что,(51) В 60 К 17/02" В ступицы ы с ней поностей с ием нарез, о т л и- винтовые ЕФ ными с, шане менее етра. 1, о т л иупругий абора т - а10 40 изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к конструкциям ведущих мостовтранспортных машин, преимущественно гусеничных.Известны устройства для снижениядинамических нагрузок в трансмиссиии, в. частности, ведущем мосту,обеспечивающие упругую связь валаведущего колеса с ведомой вестерней конечной передачи 1 .Благодаря значительной податли ности укаэанной упругой связи наинтенсивных переходных режимах движения машины в трансмиссии .обеспечивается снижение динамических нагрузок эа счет уменьшения касательных сил инерции от поступательнодвижущейся массы машины и вращающихся масс движителей, нагружающихтрансмиссию. Однако при этом не 20устраняется возможность возникнове"ния ударных динамических нагрузокв главной передаче при резком раз- ,гоне инерционных масс ведущего моста и конечных передач. 25Известен ведущий мост транспортной машины, преимущественно гусеничной, содержащий картер и расположенную в нем главную передачу,ведомая шестерня со ступицей которой установлена в подшипниках, и поперечный вал, на концах которогосмонтированы механизмы поворота ЯНедостатком данного моста, является то, что он не обеспечиваетснижения динамических нагрузок,35возникающих в нем на. интенсивныхпереходных режимах, например прирезком трогании машины с места, вы,ходе ее из поворота. В результатеэто может сказаться на снижениидолтовечности. Кроме того, наличиезазора в зубчатом зацеплении глав- .ной передачи, возрастающего помере ее износа, дополнительно увеличивает динамическое нагружение 45зубьев ее шестерен, делая нагруже"ние при резком трогании машины сместа ударным,Отсутствие значительной податливости в соединениях элементов50данного моста приводит к тому, чтошестерни трансмиссии в частностиглавной передачи, на резких пере. ходных режимах могут испытыватьзначительные динамические нагрузки. Это может отрицательно сказаться на долговечности как ведущего моста, так и всей трансмиссии,так как.срок службы последней зависит в основном от долговечностишестерен. 60Контактные напряжения на зубьяхшестерен при установившихся нагрузочных режимах, подобных номинальным, близки к пределу контактнойусталостной прочности. В действительных условиях эксплуатации.трактора шестерни трансмиссии, втом числе и главной передачи, находятся под воздействием переменных.имеющих динамический или даже ударный характер нагрузок, .вызывающих.контактные напряжения, которые не"редко могут превышать предел контактной усталостной прочности,что и является основной причинойпреждевременного выхода шестерениз строя.Повышение долговечности трансмиссий тракторов высокой энергонасыщенности связано с особыми трудностями вследствие дополнительноповышенных нагрузочных режимов,возросшей. динамичности действиянагрузок и нежелательности увеличения веса и габаритов деталейи узлов с целью. увеличения их прочности, Поэтому включение в.трансмиссию, в частности, ведущий мостмеханизмов, способствующих снижению динамических нагрузок, повышению плавности их приложения является актуальной задачей,Целью изобретения является повышение долговечности путем снижениядинамических нагрузок на главнуюпередачу.Поставленная цель достигаетсятем, что в ведущем мосту транспортной машины, преимущественно гусеничной, содержащем картер и расположенную в нем главную передачу,ведомая шестерйя со ступицей которой установлена в подшипниках, и по.перечный вал, на концах которогосмонтированы механизмы поворота,ступица ведомой шестерни соединенас поперечным валом амортизирующимустройством, состоящим из двух нажимных втулок, подвижно посаженныхна шлицах .поперечного вала, и упругого элемента, размещенного междуупомянутыми втулками, причем нажимные втулки расположены внутри ступицы ведомой шестерни и связаны сней посредством винтовых поверхностей с противоположным направлением нарезки винтовых пазов.При этом винтовые пазы выполненымногозаходиыми с шагом винтовой поверхности не менее половины еесреднего диаметра.Кроме того, упругий элемент выполнен В виде набора тарельчатыхпружин.Соединение ступицы ведомой шестерни с поперечным валом амортизирующим устройством позволяет сущест"венно увеличить угловую.податливость, ведомой шестерни главной передачи при приложении к ней нагрузки со стороны ведущей шестерни.В результате процесс нарастания на-.грузки растягивается во времени, чтоувеличивает время разгона поперечного вала ведущего моста, а вместес ним валов конечных передач,ведущих колес и массы самой машины и, следовательно, .уменьшаетнагруженность главной передачи,других деталей и узлов ведущегомоста и всей трансмиссии инерцион-ными силами, возникающими на переходном режиме, Нажимные втулкипредназначены для сжатия упругогоэлемента, размещенного между ними.Соединение втулок со ступицей посредством винтовых поверхностейи с поперечным валом при помощи.шлицев позволяет преобразовыватьугловое перемещение ступицы относительно поперечного цала в поступательное перемещение нажимньх втулоквдоль этого вала. Противоположноенаправление нарезки винтовыс пазовобеспечивает встречное перемещениенажимных втулок вдоль, поперечноговала. Выполнение винтовых пазовмногоэаходньзчи позволяет уменьшитьудельные давления на винтовые поверхности, а с шагом винтовой поверхности не менее половины ее среднего .диаметра - исключить .самоторможение .в случае недостаточной смазки винтовых поверхностей. Упругий элеМент предназначен для накопленияпртенцйальной энергии при ходе егосжатия.нажимньзаи втулками и отдачи.ее при обратном ходе. Выполнение .упругого элемента в виде набора та- .рельчатых пружин делает его компакт-.ным при достаточной жесткости.Яа чертеже изображен предлага"емыйведущий мост, разрезВедущий мост транспортной машины:содержит картер 1, служащий опорой частям механизмов моста и резервуаром для смазочного масла, размещенную в картере 1 главную передачу, предназначенную для увеличения общего передаточного числа трансмиссии и передачи крутящего момента. на вал,; расположенный перпендикулярно главной оси машины, и состоящую из ведущей шестерни. 2, соединенной со вторичным валом 3 коробки передач, и ведомой шестер" ни 4 со ступицей 5, установленной в подшипниках 6 и 7, и прперечный вал 8, служащий для передачи крутящего момента от ведомой шестерни 4 к механизмам поворота, предназначенным для управления машиной и соединяющим главную передачу с конечными передачами трансмиссии. Ведущие элементы 9 к 10 механизмов поворота типа фрикционных муфт соединены.с поперечным валом 8, а ведомые 11 и 12 - соответственно ,с ведущими шестернями 13 и 14 конечных,передач. Ступица 5 соедииена с поперечным валом 8 амортизирующим устройством, служащимдля увеличения податливости ведомойшестерни 4 при приложении к нейкрутящего момента со стороны ведущей шестерни 2. Амортизирующееустройство состоит из нажимныхвтулок 15 и 16, предназначенных длясжатия упругого элемента. Втулки15 и 16 йодвижно насажены на шли цах вала 8 и расположены внутриступицы 5, с которой свяэань 1 винтовыми поверхностями с противоположным направлением нарезки винтовыхпазов, выполненных многозаходньми 15 с шагом винтовой поверхности, равным половине ее среднего диаметра,Винтовые поверхности совместно сошлицами вала 8 служат для преобразования углового перемещения ступи;р цы 5 отнрсительно вала 8 в поступательное перемещение нажимных втулок 15 и 16 вдоль этого вала впротивоположных направлениях, Между втулками 15 и 16 размещен уп-. р 5 ругий элемент 17, составленный иэтарельчатых пружин ипредназначенный для накопления потенциальнойэнергии при ходе сжатия.тарельчатых пружин нажимными втулкамии отдачи ее при обратном. ходе. Ведущий мост работает .следующимобразом,При резком трогании машины сместа 35 ведущая шестерня 2 главной передачибыстро увеличивает частоту врашения, увлекая за собой ведомуюшестерню 4, с которой она находится.в зацеплении, и ступицу 5. БлагоЩ даря значительной податливости упругой .связи поперечного вала 8 сведомой шестерней. 4 последняя вместе со ступицей 5 начинает опережать во вращении поперечный вал 8и.связанные с ним шлицами нажимныевтулки 15 и 16., которые вследствиеналичия.в соединении со ступицей 5. винтовых поверхностей с противоположным направлением нарезки винто-вых пазов получают встречное осевое перемещение вдоль поперечноговала 8, сжимая упругий элемент 17.Возникающая при этом осевая силасопротивления сжатию упругого элемента, 17, плавно нарастая, создает в винтовом соединении ступицы 5с иажимнычи втулками 15 и 16 момент сопротивления вращению ведомой шестерик 4 относительно нажимных втулок 15 и 16. Для нажимных 60 втулок и поперечного вала 8 данныйкрутящий момент является ведущим,под действием которого они получают ускоренное вращение. Однако5 лагодаря плавному нарастанию это го момента ускорение вращения по1054113 50 ВНИИПИ Заказ 9000/18 Тираж 675 Подписное ща м,ЬюеФ Ъ Филиал ППП фПатент", г.ужгород,ул,Проектная,4 перечного вала 8 и снязанных с ниминерционных масс оказывается меньше, чем ускорение вращения веду. щей:шестерни 2 и ведомой шестерни 4В результате зто приводит к меньшим инерционным силам, а следона 5тельно, н к меньшим динамическимнагрузкам н главной передаче й других узлах ведущего моста и всейтрансмиссии.Угловое перемещение ступицы 5относительно нажимных втулок 15и 16, а следовательно, и сжатие .упругого элемента 17 будет происходить до тех.пор, пока угловаяскорость вращенияпоперечного вала 158 недостигнет угловой скоростиведомой шестерни 4. В этот моментупругий элемент 17 оказывается.сжатьм больше; чем нужно для передачи крутящего момента на поперечныйная 8 н условиях установившегосядвижения машины с постоянной скоростью. Поэтому .упругий элементначинает расширяться, заставляянажимные,втулки 15 и 16 расходиться в осевом направлении и поворачиваться. вместе с поперечным валом 8 относительно ведомой шестерни 4 и ее ступицы 5 опережаяих во вращательном движении. Ког, да осевое усилие сжатия упругогоэлемента 17 упадет.до величины,необходимой для передачи на поперечный вал 8 величины крутящегомомента на установившемся Режиме,осевое перемещение нажимных втулок15 и 16 и расширение упругого элемЕнта 17 не прекратятся, так какугловая скорость врашения этих втулок оказывается вьюе угловой скоростиведомой шестерни 4. Угловая скорость вращения поперечного вала 8и нажимных втулок 15 и 16 начнетснижаться, так как ведущий крутящиймомент, приложенный к ним со стороны ведомой шестерни 4, становится 45меньше момента сопротивления наустановившемся режиме.Процесс расширения упругого элемента 17 продолжится до тех пор,пока угловые скорости поперечноговала 8 и ведомой шестерни 4 вновьне сравняются, после чего опять начнется процесс сжатия упругого элемента,Таким образом, будет иметь место 55явление затухающих колебаний. Затуханию колебаний способствует трение в винтовых пазах соединенияступицы 5 с нажимными втулками 15и 16 и шлицевом соединении иажимных втулок 15 и 16 с поперечнымвалом 8. В режиме ныхода гусеничной машины из поворота, например левого путем включения фрикционной муфты понорота отстающего левого борта между ведущим 9 и ведомым 11 элемен. тами возникает Момент трения, под действием которого происходит разгон ведомого элемента 11 и связанный с ним инерционных масс Конечной передачи, движителя и отстающего борта машины (на чертеже не показано) . Этот момент трения является моментом сопротивления для поперечного вала 8 и ведомой шестерни 4, нагружающим главную передачу и другие механизмы трансмиссии. Под действием этого момента поперечный вал 8 благодаря значительной податливости упругой связи с ведомой шестерней 4 начинает вращаться медленнее, чем ведомая шестерня. В результате нажимные втулки 15 и 16 осуществляют встречное осевое перемещение, сжимая упругий эле мент 17. Сжатие его прекратится к моменту выравнивания угловых скоростей ведущего 9 и ведомого 11 элементов муфты поворота. Затем начнется расширение упругого элемента, и повторится явление затухакв,их колебаний, описанное выше.Момент трения во фрикционной муфте поворота нарастает в функции времени, пока идет выравнивание угловых скоростей ведущего и ведомого элементов. Чем .быстрее произойдет это выравнивание, тем до меньшей величины вырастет момент трения в муфте поворота, а следовательно, и динамические нагрузки в главной передаче и всей трансмиссии будут меньше.Благодаря податливости упругой связи ведомой шестерни 4 с поперечным валом 8 выравнивание угловых . скоростей ведущего и ведомого элементов фрикционной муфты поворота отстающего борта происходит быст-. рее, Следовательно, иа основании вышесказанного динамические нагрузки будут снижаться.Кроме того, более плавное приложение нагрузки на переходных режимах движения при. применении предложенного. ведущего моста уменытает буксование трактора, а следовательно, и повреждаемость верхнего слоя почвы, что будет способствовать повышению урожайности полей.