МЕХАНИЧЕСКИЕ СИЛОВЫЕ ПЕРЕДАЧИ АВТОКРАНОВ

  Главная       Учебники - Автокраны       Автомобильные краны (Зайцев Л.В.) - 1987 год

 поиск по сайту   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

ГЛАВА II СИЛОВЫЕ ПЕРЕДАЧИ ПРИВОДОВ КРАНОВ


§ 6.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СИЛОВЫЕ ПЕРЕДАЧИ АВТОКРАНОВ


Общие сведения. Простейшие эле­менты механических силовых передач — детали, передающие (например, зубчатые колеса и шестерни, червяки, звездочки, шкивы, цепи, клиновые ремни, канаты, карданы, валы) и обеспечивающие (опоры, подшипники, оси, блоки и ста­нины) движение. Одна или несколько не­подвижно скрепленных деталей назы­ваются звеном. Подвижное соединение двух звеньев, накладывающее ограниче­ние на их относительное движение, назы­вается кинематической парой (передачей ).
В трансмиссиях автомобильных кра­нов широко применяют зубчатые, чер­вячные, планетарные, цепные, клиноременные и карданные механические си­ловые передачи. Постоянное соединение агрегатов и механизмов передач или их сборочных единиц и деталей между собой обеспечивается соединительными муф­тами.
 

 

Закрытые механические силовые пере­дачи с постоянным передаточным числом (отношением) называются редукторами. В трансмиссиях автомобильных кранов редукторы применяют или как самостоя­тельные узлы, или как составные части более сложных узлов трансмиссии крана (например, механизмов). Редуктор обеспе­чивает постоянное взаиморасположение элементов передач относительно друг друга, сохранение смазки, а также предо­храняет передачу от механических воз­действий.
В зависимости от типа передачи раз­личают зубчатые цилиндрические и кони­ческие, червячные, планетарные и комби­нированные (например, коническо-цилин-дрические и т. п.) редукторы.
Число механических передач, заклю­ченных в корпусе редуктора, определяет его ступенчатость. Так, одно-, двух- или трехступенчатый редуктор содержит со­ответственно одну, две или три механиче­ские силовые передачи.
В трансмиссиях автомобильных кра­нов применяют цилиндрические серийно изготовляемые горизонтальные редукто­ры и специальные цилиндрическиег кони­ческие, червячные, планетарные и комби­нированные редукторы, изготовляемые непосредственно краностроительными за­водами.
В передачах различают ведущее и ве­домое звенья. Ведущим называется звено,
передающее движение, ведомым — звено, получающее движение от ведущего. Дви­жение от ведущего звена к ведомому мо­жет передаваться без преобразования (из­менения) или с преобразованием переда­ваемых скоростей и соответствующих им крутящих моментов. Отношение частоты вращения ведущего звена к частоте вра­щения ведомого называется передаточ­ным числом, а величина, обратная переда­точному числу, — передаточным отноше­нием.
Если механическая силовая передача уменьшает частоту вращения ведомого звена по сравнению с ведущим (переда­точное число больше единицы), го переда­ча называется понижающей, и наоборот, если частота вращения ведомого звена повышается (передаточное число меньше единицы), то передача называется повы­шающей.

 


Зубчатые передачи состоят из двух зубчатых шестерен. Их применяют для передачи вращения от ведущего вала к ведомому, когда оба вала лежат в одной плоскости.
Если валы параллельны друг другу, применяют цилиндрические зубчатые пе­редачи; если ведущий и ведомый валы расположены под углом друг к другу, в том числе и перпендикулярно,— кониче­ские.
У зубчатых цилиндрических передач (рис. 9,а) шестерни бывают с прямыми зубьями /, расположенными параллельно образующей цилиндра, косыми 2 или шевронными 3. В агрегатах и механизмах крана применяют передачи со всеми ти­пами зубьев. Косые и шевронные зубья обеспечивают плавность работы переда­чи, но они сложнее в изготовлении. Кроме того, передачи с косыми зубьями создают осевые нагрузки на валы или оси, на которые они насажены. Как пра­вило, косозубые и шевронные шестерни используют в быстроходных передачах, а прямозубые шестерни в тихоходных передачах и передачах, где недопустимы ни осевое усилие на вал или ось, ни осе­вая игра одной из зубчатых шестерен.
В зубчатых конических передачах (рис. 9,6) применяют прямые, косые или криволинейные (спиральные) зубья. Ко­сые и особенно спиральные зубья обеспе­чивают большую плавность работы пере­дачи, но сложнее в изготовлении, поэто­му их используют значительно реже, чем прямые: конические передачи со спи­ральными зубьями устанавливают в главных передачах базовых автомоби­лей, а с прямыми зубьями — в остальных механизмах крана.
Передаточное число зубчатой переда­чи численно равно отношению числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. В трансмиссиях авто­мобильных кранов в основном приме­няют понижающие передачи, поэтому диаметр ведущей шестерни меньше, чем ведомой. Ведомую шестерню часто назы­вают зубчатым колесом.
Основными параметрами зубчатых передач являются:
шаг зацепления — расстояние между двумя одноименными точками двух со­седних зубьев, взятое по делительной окружности шестерни или колеса:
модуль зацепления — отношение шага зацепления к числу я;
делительная окружность — окруж­ность, диаметр которой равен произведе­нию модуля зацепления на число зубьев шестерни или колеса. В зацеплении могут находиться только шестерни и колеса с одинаковым модулем (шагом).

 

 

 

 

 

Рис. 9. Передачи автомобильных кранов и их обозначение на схемах:
а — зубчатые цилиндрические с прямыми (/), косыми (2) и шевронными (J) зубьями, б зубчатая коническая с прямыми зубьями, в — червячная
 

 

 

 

Червячные передачи применяют для передачи вращения от ведущего вала ве­домому, когда валы лежат в двух взаим­но перпендикулярных плоскостях. Чер-
вячная передача (рис. 9, в) состоит из червяка и колеса с зубьями соответствую­щей формы. Если червяк имеет неболь­шой угол винтовой линии (не более 4,5°), образуется так называемая самотормоз я-щаяся передача. В этом случае движение может передаваться только от червяка к колесу. Такие передачи используют, на­пример, в лебедках кранов, у которых червячное колесо крепят к барабану ле­бедки. После прекращения вращения чер­вяка барабан с червячным колесом не мо­жет провернуться под влиянием подве­шенной к полиспасту стрелы.
Червячные передачи обладают низким КПД и быстро изнашиваются, поэтому в силовых передачах их применяют в ис­ключительных случаях. Передаточное число червячной передачи равно отноше­нию числа зубьев червячного колеса к числу заходов на червяке. Как правило, червяк выполняют за одно целое с веду­щим валом. Червячное колесо делают со­ставным: зубчатый обод (венец) изготов­ляют из антифрикционного чугуна или бронзы и соединяют болтами с колесом или непосредственно с барабаном ле­бедки.



Планетарные передачи отличаются от зубчатых тем, что в них некоторые коле­са (сателлиты) совершают двойное дви­жение: вращаются вокруг своих осей, укрепленных в водиле, и вместе с ним — вокруг оси центрального колеса (солнеч­ного колеса), обкатываясь по нему.
Планетарная передача (рис. 10, а) со­стоит из солнечной шестерни 2, закреп­ляемой на ведущем валу 1, трех (или бо­лее) сателлитов 4, оси 3 которых устано­влены на водиле 6, и центрального коле­са 5. Обычно водило закреплено и вра­щение вала через солнечную шестерню и сателлиты передается на центральное колесо. Такая планетарная передача мо­жет быть применена в лебедках (цен­тральное колесо соединено с барабаном лебедки).
Если центральное колесо закрепить (рис. 10,6), движение от вала через сол­нечную шестерню и сателлиты будет передаваться их осям, а следовательно, и водилу. В этом случае центральное ко­лесо называется опорным. Эта передача может быть использована в механизмах поворота и передвижения (на водиле за-крепляется шестерня следующей кинема­тической пары механизма).
Если солнечная шестерня, централь­ное колесо и водило не закреплены и мо­гут вращаться, то такая передача назы­вается дифференциалом (рис. 10,в). Диф­ференциал обеспечивает ведущим, коле­сам (через полуоси) различную частоту вращения.
Зубья зубчатых, червячных и плане­тарных передач выполнены с эволь-вентным профилем. При эвольвентном зацеплении профили зубьев, входящих в зацепление, прижимаются друг к другу в одной точке, поэтому контактная проч­ность зубьев не может быть существенно повышена, а само зацепление весьма чув­ствительно к неточностям изготовления и деформациям деталей передачи. Кроме того, при таком зацеплении сравнительно велики потери на трение.
Советский ученый М. Л. Новиков раз­работал зацепление (рис. 11), в котором профили зубьев передач, входящих в за­цепление, прижимаются друг к другу по линиям. Поэтому несущая способность передач с таким зацеплением при прочих равных условиях в 1,5 — 3 раза выше, чем у передач с эвольвентным зацеплением.

 

 

 

Рис. 10. Однорядные планетарные передачи с неподвижным водилом (а) и опорным колесом (б) и шестеренный дифференциал автомобиля (в):
1 — ведущий вал, 2 — солнечная шестерня, 3 — оси сателлитов, 4 — сателлиты, 5 — централь­ное колесо, 6 — водило, 7 — корпус дифференциала, 8 — шестерни полуосей автомобиля,
9 — крестовина
 

 

 

Цепные и клиноременные передачи при­меняют в тех случаях, когда необходимо передать движение между параллельны­ми валами, расположенными на значи­тельном расстоянии друг от друга.
 

Рис. 11. Цилиндрическая (а) и коническая (б) передачи с зацеплением Новикова


Цепная передача (рис. 12,а) со­стоит из ведущей 1 и ведомой 2 звездочек и цепи 3. При передаче движения ве­домый вал получает вращение в том же направлении, что и ведущий. В трансмис­сиях современных кранов цепную переда­чу применяют в механизмах выдвижения секций стрелы для преобразования вра­щательного движения ведущей звездоч­ки / (рис. 12,6) в поступательное движе­ние цепи 3 и выдвижной секции 4. Выдвижная секция перемещается в том же направлении, в котором вращается ве­дущая звездочка.
Для передачи применяю! втулочно-роликовые одно-, двух-, трех- и четырех- и клиновых ремней одинаковой трапецеи­дальной формы, благодаря чему дости­гается высокое сцепление ремня со шки­вами.
Клиновые ремни изготовляют беско­нечными из резины с кордом из несколь­ких слоев ткани. Применяют также ремни с зубьями по внутренней или наружной поверхностям, которые обладают боль­шей гибкостью, их используют при малых диаметрах шкивов передачи. Пере­даточное число клиноременной передачи равно отношению диаметров ведомого и ведущего шкивов. Число ремней в пере-рядные (рис. 13,я) цепи. Во втулочно-ро-ликовой цепи (рис. 13,6) втулка 1 закреп­лена в пластинах 2. Пальцы 5 проходят через втулки и закрепляются в пласти­нах 3. При набегании цепи на звездочку между пальцем и втулкой образуется тре­ние. Большая поверхность соприкоснове­ния пальца и втулки снижает удельное давление и увеличивает срок службы це­пи. На втулку свободно посажен ролик 4, что также уменьшает ее износ и увеличи­вает срок службы. Шагом зацепления t здесь называется расстояние между дву­мя соседними пальцами цепи.
Клиноременная передача (рис. 14) состоит из ведущего 1 и ведомо­го шкивов и клиновых ремней 2. Попе­речные сечения канавок-желобков шкивов даче зависит от передаваемой мощности и может доходить до четырех.
В автомобильных кранах клиноре-менные передачи используют для приво­да генераторов (электрические краны СМ К-10 и СМ К-101) и компрессоров. Не­обходимое натяжение ремней обеспечи­вают передвижением генератора или ком­прессора, установленного на салазках или поворотной плите. Если положение валов передачи должно оставаться неизменным, применяют натяжные ролики, но они сни­жают долговечность ремней



 

 

 

Рис. 12. Цепные передачи между двумя параллельными валами (а) для преобразования вращательного движения в поступательное (б) и их
обозначение на схеме (в): 1,2 — ведущая и ведомая звездочки, 3 — цепь, 4 — выдвижная секция стрелы
 

 

 

Рис. 13. Втулочно-роликовые цепи: а — четырехрядная,б — конструкция; / — втулка, 2, 3 пластины, 4  ролики, 5 – пален

 

 

 

 

Рис. 14. Клиноременная передача (а) и ее обозначение на схемах (б): 1  ведущий шкив, 2 — клиновые ремни

 

 

 

 

 

Карданные передачи передают враще­ние от ведущего вала ведомому, когда оба вала расположены под углом друг к другу. Карданные передачи в приводах исполнительных механизмов широко ис­пользуют для соединения механизмов крана. Так, на кранах КС-2561Д и КС-2561К с механическим приводом по­средством карданных передач приводятся в движение грузовая и стреловая лебедки, а на кранах КС-4561А с электрическим приводом — генераторы.
Карданная передача состоит из кар­данных валов, карданных шарниров и промежуточных опор. Различают кар­данные передачи с жестким карданным шарниром и шарниром равных угловых скоростей.
Жесткий карданный шарнир (рис. 15,а) состоит из двух вилок 8 и 4, крестовины 6, установленной шипами в четырех игольчатых подшипниках, и пластин 77 и 72. Вал вместе с шарнирами динами­чески балансируют, приваривая пласги-ны 10. Обе вилки одного вала должны лежать в одной плоскости, что обеспечи­вается совмещением стрелок, нанесенных на вал и на вилку. Иглы 2 подшипника заключены в стакан 7, укрепленный на вилке 8 пластиной 11 или стопорным кольцом. Шип в стакане уплотнен проб­ковыми и войлочными сальниками 3. Смазываются подшипники через маслен­ку 7. Чтобы сальники не пробивались смазкой, на крестовине установлен пре-юхранительный клапан 5.
Недостатки жесткого кар/данного шар­нира — неравномерность вращения и сравнительно небольшой угол (до 24°), при котором можно передавать крутя­щий момент. Там, где необходимо обес­печить равномерность вращения и пере-дачу крутящего момента под большим углом, применяют карданные шарниры равных угловых скоростей (например, в передних ведущих мостах базовых ав­томобилей).
Шарнир равных угловых скоростей (рис. 15,6) состоит из двух фасонных ви­лок 13 и 15 с овальными делительными канавками. Вилки изготовлены заодно со шлицованными наконечниками 16 и 18 и центрируются с помощью сферических торцовых углублений шариком 14, ко­торый фиксируется шпилькой 77, закреп­ленной штифтом 20. В делительные ка­навки вилок заложены шарики 79, пере­дающие усилие от ведущей вилки ведо­мой. Шарик 14 не позволяет шарикам 19 выкатиться из канавок.
Делительные канавки овальной фор­мы, при которой шарики 19 независимо от угловых перемещений вилок всегда располагаются в плоскости, делящей по-
полам угол между осями вилок. Благода­ря этому обеспечивается равномерность вращения валов. Движение от ведущего вала ведомому передается с равной угло­вой скоростью под углом до 35°.
Наконечники входят в зацепление с внутренними шлицами карданных ва­лов, что позволяет автоматически устано­вить необходимую длину передачи при изменении угла передачи вращения.

 

 

 

 

Рис. 15. Карданные передачи с карданными шарнирами:
а — жестким, б — равных угловых скоростей, в — обозначение на схемах; / – стакан, 2 — игла подшип­ника, 3 — сальники, 4,8 — вилки, 5 - клапан, 6 — кресто­вина, 7 – масленка, 9 – вал, 10 — 12 – пластины, 13,15 — фасонные вилки. 14 — центральный шарик, 16, 18 — шлицованные наконечники, 17 — шпилька, 19 – ведущие шарики, 20 — штифт

 

 

 

 

 

 

 

Соединительные муфты. В трансмис­сиях автомобильных кранов широко при­меняют глухие соединительные муфты, обеспечивающие работу составного вала как цельного, и подвижные, обеспечиваю­щие некоторую подвижность двух частей составного вала относительно друг друга.
Глухие муфты изготовляют продольно- или поперечно-свертными; в трансмиссиях автомобильных кранов, как правило, применяют последние. По-перечно-свертная муфта (рис. 16, а) со­стоит из двух полумуфт 7 и 3, выпол­ненных в виде фланцев со ступицами. Полумуфты устанавливают на валах на шпонках или шлицах и соединяют между собой болтами 2.
Подвижные муфты подразде­ляют на жесткие и упругие.
Жесткие муфты в трансмиссиях авто­мобильных кранов применяют цепные, с металлическим подвижным элементом, крестово-шарнирные и зубчатые.
Цепная муфта (рис. 16,6) состоит из двух полумуфт 7 и 3, выполненных в виде звездочек и закрепленных на концах со­единяемых валов. На звездочки надета соединяющая их однорядная втулочно-роликовая цепь 4. Благодаря некоторому зазору между зубьями звездочек и роли­ковой цепью и деформации самой цепи допускается некоторый перекос соеди­няемых валов. Для уменьшения износа зубьев звездочек и роликовой цепи муфта заключена в специальный, заполненный смазкой кожух, который вращается вме­сте с муфтой.
Муфта с промежуточным металличе­ским подвижным элементом (рис. 16, в) состоит из двух полумуфт 7 и 3 с тор­цовыми пазами прямоугольного профиля и промежуточного диска 5 с выступами того же профиля, что и пазы полумуфт. Выступы расположены по обеим сторо­нам под прямым углом один к другому. Конструкция муфты допускает только ра­диальное смещение осей валов при сохра­нении их параллельности. Для обеспече-ния правильной работы муфты (работа без перекосов при зазоре между полу­муфтами и промежуточным диском ОД—0,2 мм) в механизмах, валы которых она соединяет, устанавливают регулиро­вочные шайбы и прокладки.
Крестово-шарнирная муфта предста­вляет собой карданный шарнир (см. рис. 15) и компенсирует перекос осей со­единяемых валов.
Зубчатая муфта (рис. 16, г) состоит из двух зубчатых втулок 6 и 7 7, зубья ко­торых эвольвентного профиля, и обой­мы 8, входящей в зацепление с втулками. Втулка 77 установлена на валу на шпонке или шлицах и укреплена шайбой 9, а втулка 6 — на шлицах второго вала. Чтобы обойма не вышла из зацепления с втулками, с обеих ее сторон установ­лены кольца 7 и 70. Для уменьшения из­носа зубьев и бесшумности работы вну­треннюю полость муфты заполняют смазкой.
Зубчатые муфты, допускающие не­большие поперечные, продольные и угловые смещения одного вала относи­тельно другого, применяют для соедине­ния валов электродвигателей и лебедок с входными и выходными валами редук­торов. Муфта, показанная на рис. 16, г, неразъемная; у разъемной обойма выпол­нена из двух полуобойм, соединяемых болтами. Обе полуобоймы центрируют специальным кольцом.
Упругая пальцевая муфта с проме­жуточным неметаллическим кольцом (рис. 16, д) состоит из двух полумуфт 7 и 3, соединенных между собой пальца­ми 14. Пальцы (шесть штук) закреплены в полумуфте 7 гайками 72 с шайбами. На пальцах посажены резиновые вклады­ши 13.
Упругими муфтами соединяют валы гидро- и электродвигателей с входными валами редукторов, причем ведомая по­лумуфта одновременно является и тор­мозным шкивом.

 

 

 

 

Рис. 16. Соединительные муфты автомобильных кранов: а — глухая поперечно-свертная; подвижные жесткие: б — цепная, в — с металлическим подвиж­ным элементом, г — зубчатая, д — упругая пальцевая с промежуточным неметаллическим кольцом; У, 3 — полумуфты, 2 —болты, 4 — роликовая цепь, 5 — промежуточный диск, 6, 11 — зубчатые втулки, 7, 10 —кольца, 8  обойма, 9 — шайба, 12 — гайка, 13 — резиновые вкладыши,
14 — пальцы

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..