Стрелков А.Г. - Конструкция быстроходных гусеничных машин (учебное пособие) (1053687), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Их широкому распространению способствовали следующиепреимущества:- высокий коэффициент полезного действия;- высокая компактность: малые габариты и относительно малый вес;- сравнительная дешевизна производства;- простота обслуживания.Однако применяемые в настоящее время механические трансмиссии обладают и7рядом существенных недостатков.Главные из них:- ступенчатое изменение передаточных чисел коробки передач и большое время,потребное на переключение передач, что снижает среднюю скорость движениятанка;- неблагоприятные условия работы двигателя, нагрузка на который непрерывноизменяется;- трудность управления при простых механических приводах, требующихбольших усилий для управления средними и тяжелыми танками, а также наосновных танках.Дальнейшее совершенствование механических трансмиссий направлено наустранение или уменьшение этих недостатков.Для повышения средних скоростей движения и облегчения управления танком:- применяются планетарные коробки передач и коробки передач ссинхронизаторами, сокращающие время переключения передач;- создаются более совершенные механизмы поворота с большим числомрасчетных радиусов;- используются различные сервоприводы, упрощающие труд механика-водителяи облегчающие управление танком.8Гидромеханические трансмиссии (рис.1,б) отличаются от механическихналичием гидродинамической передачи (гидротрансформатора или комплекснойгидропередачи), которая полностью заменяет полный фрикцион и частичновыполняет роль коробки передач.
Такая трансмиссия состоит из комплекснойгидропередачи или гидротрансформатора, коробки передач на 2–3 ступени,механизма поворота и бортовых передач. Число ступеней в коробке невелико,поскольку функции коробки частично выполняет гидропередача. Все агрегатытрансмиссии, кроме бортовых передач, могут быть выполнены в общем картере.Гидромеханические трансмиссии имеют следующие преимущества:- непрерывное и автоматическое изменение скорости движения и тяговых усилийв диапазоне 2–2,5 в соответствии с сопротивлением движению, что повышаетсреднюю скорость;- значительное облегчение управления танком, также благоприятносказывающееся на повышении средней скорости его движения;- улучшение условий работы двигателя;- облегчение создания автоматической системы переключения передач.Вместе с тем гидромеханическим трансмиссиям свойственны и серьезныенедостатки:- более низкий по сравнению с механическими трансмиссиями коэффициентполезного действия, который сокращает запас хода танка, а также снижаетмаксимальную скорость движения (или, иначе говоря, для получения одной и тойже максимальной скорости требуется более мощный двигатель, чем для такого жетанка с механической трансмиссией);- малый диапазон автоматического изменения крутящего момента приприемлемых значениях к.п.д.
гидропередачи и сложность ее реверсирования(получения заднего хода), которые требуют применения наряду с гидропередачеймеханической коробки на три-четыре передачи, включая передачу заднего хода;- большое количество тепла, выделяющегося при работе гидропередачи приводитк большому объему и сложности гидромеханической трансмиссии по сравнению смеханической.Дальнейшее развитие гидромеханических трансмиссий идет в направленииулучшения их экономичности, повышения к.п.д. гидропередач и расширениядиапазона их работы.Гидромеханические трансмиссии, широко используемые в машинахнароднохозяйственного предназначения многих стран мира, применяются насовременных американских танках, на шведской машине S, западногерманском«Леопард», российких БМП-3, ГМ-352 и некоторых других.В последние годы повысился интерес к гидростатическим или, как их ещеназывают, гидрообъемным передачам, которые могут оказаться перспективнымидля трансмиссий в связи с общими успехами гидромашиностроения.Такие передачи на танках встречаются в двухпоточных МПП в дополнительномприводе, а также применяются на автомобилях и тракторах.Гидрообъемная трансмиссия состоит из насоса, получающего вращение отдвигателя, и двух гидромоторов, соединенных с ведущими колесами9непосредственно или через бортовые передачи (рис.1,в).Преимущества гидрообъемных трансмиссий заключаются в том, что они:позволяют в широком диапазоне непрерывно (но не автоматически) изменятьпередаточные числа при удовлетворительном к.
п. д.; весьма компактны при работена больших давлениях 20-30 Мпа (200 – 300 кг/см2); улучшают условия работыдвигателя; облегчают управление танком; упрощают компоновку моторнотрансмиссионного отделения.Их главные недостатки – более низкий по сравнению с механическойтрансмиссией к. п. д.; низкая надежность из-за быстрых износов при передачебольших мощностей и отсутствие автоматичности в изменении крутящего моментана ведущих колесах, что требует применения специальных регуляторов измененияскорости прямолинейного движения в зависимости от сопротивления движению.Электромеханические трансмиссии. Электромеханическая трансмиссия (рис.1,г)состоит из генератора, приводимого в действие двигателем танка, и двухэлектродвигателей, связанных через бортовые передачи с ведущими колесамитанка.Электромеханическиетрансмиссииобладаютвсемипреимуществамигидромеханических трансмиссий и в то же время улучшают поворотливость танка.Однако их применению в танках препятствуют неприемлемо большие габариты ибольшой вес электрических машин, а также дефицитность электропроводныхматериалов.1.2.
Определение, требования, классификация главных фрикционов (сцеплений),фрикционных устройств, фрикционных материалов.ФРИКЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА ТАНКОВЫХ ТРАНСМИССИЙОпределение и назначение фрикционовФрикционом называется выключающаяся муфта, передающая с помощью силтрения крутящий момент от ведущего вала к ведомому.В трансмиссиях танков одинаковые по принципу устройства фрикционывыполняют различные задачи. В зависимости от назначения различают фрикционыглавные, бортовые и блокировочные.Главныйфрикционустанавливаетсявмеханическихтрансмиссияхпреимущественно с простыми (непланетарными) ступенчатыми коробками передач.В планетарных коробках передач функции главного фрикциона могут выполнятьфрикционные устройства самой коробки, а поэтому наличие главного фрикционанеобязательно.Главный фрикцион предназначен для:- отключения двигателя от коробки передач при переключении передач с цельюуменьшения ударов зубьев шестерен и облегчения переключения;- плавной передачи нагрузки на двигатель при трогании танка с места и послепереключения передач;10- предохранения деталей двигателя и трансмиссии от поломок при резкомуменьшении скорости движения.Возможность отключения двигателя от коробки передач используется также дляоблегчения заводки двигателя.Бортовые фрикционы предназначаются для отсоединения коробки передач отбортовых передач во время поворота танка и торможения остановочнымитормозами.Блокировочные фрикционы применяются в планетарных и гидромеханическихкоробках передач, а также в планетарных механизмах поворота.
Они могутиспользоваться и в простых коробках при фрикционном переключении передач.Назначение блокировочных фрикционов вытекает из принципа работы механизма,в который они входят.Принцип работы и понятие о расчете фрикционаПринцип работы фрикциона рассмотрим на простейшей схеме передачикрутящего момента от ведущего вала к ведомому с помощью пары дисков трения,прижатых друг к другу силой Р (рис.1,а). При передаче крутящего момента междудисками возникает сила трения F, максимальное значение которой равно:F = µP,где µ - коэффициент трения поверхности дисков.Максимальный крутящий момент, который может передавать простейшая муфтатрения, равен:Мф = FRc, или Мф = µPRc,где Rc – средний радиус поверхностей трения.С ошибкой, не превышающей 10%, можно считать, что Rc равен полусумменаружного и внутреннего радиусов (рис.1,б), то есть:Rc =RH + RB2Если фрикцион имеет несколько пар дисков трения (рис.1,в), то по той же силесжатия дисков передаваемый фрикционом момент возрастает во столько раз,11сколько имеется пар поверхностей трения, поскольку между каждой паройповерхностей возникнет такая же сила F, как и случае одной пары поверхностейтрения.Поэтому:Мф = µPRcz н.м (кгм),(1)где z – число пар поверхностей трения.Анализ формулы (1) показывает, что на максимальную величину передаваемогофрикционом крутящего момента оказывают влияние следующие параметры:1.
Коэффициент трения µ поверхностей дисков, который зависит от материаловпары трения и режимов работы (удельного давления, скорости скольжения,температуры). Например, для поверхностей трения сталь по стали средние значениякоэффициента µ = 0,15 – 0,18; для поверхностей трения сталь по фрикционномуматериалу µ = 0,3 – 0,5.2. Сила сжатия дисков Р, предельная величина которой ограничиваетсядопустимыми значениями удельного давления q, то есть силы, действующей наединицу поверхности трения:PP кгq= =S 2πRcb см2где S – площадь поверхности трения;b – ширина дисков трения.Например, удельные давления q для металлических дисков допустимы впределах 0,2-0,25 (входной редуктор) Мпа (2–2,5 кг/см2), для поверхностей трениясталь по асбокаучуку – до 0,4 Мпа (4 кг/см2). При больших значениях q резковозрастают износы дисков: диски перегреваются и на поверхностях трения могутпоявиться задиры.3.
Средний радиус дисков, влияющий на габарит фрикциона по высоте.4. Число пар поверхностей трения.Для обеспечения надежной работы фрикциона его расчетный момент Мф долженпревосходить максимальную величину момента на ведущем валу, то есть:Мф = βМвщmax,где β - коэффициент запаса фрикциона.Величина коэффициента запаса зависит от назначения и условий работыфрикциона. В частности, для главных фрикционов, работающих при сухом трении,назначают β = 1,5 – 2,5.