Проміжні з’єднання і карданні передачі

Проміжні з’єднання тракторів передають крутний момент від валу головного зчеплення до первинного валу коробки передач в умовах можливої неспіввісності з’єднувальних валів у зв’язку з неякісним монтажем та послабленням кріплень під час роботи.

З’єднання валів за допомогою спеціальних шарнірів дозволяє зменшити шкідливі навантаження, які виникають внаслідок неспіввісності валів, і підвищити їх довговічність. За кількістю шарнірів проміжні з’єднання бувають одинарні й подвійні, а за конструкцією – жорсткі, напівжорсткі, пружні і комбіновані.

Жорсткі з’єднання застосовують у безрамних тракторах, де можна точніше відцентрувати вали. З’єднання являють собою жорстку муфту, яка складається з двох напівмуфт, з’єднаних між собою болтами. Вони забезпечують високу надійність і довговічність у роботі при незначному перекосі валів.

Напівжорстке проміжне з’єднання компенсує зміщення з’єднуваних валів зазорами у зачепленні шестерень. Таке з’єднання застосовують для зв’язку вала головного зчеплення з первинним валом коробки передач тракторів Т-150 і Т-150К.

Пружні з’єднання виготовляються з пружними (гумовими) елементами, які компенсують кутові зміщення з’єднувальних валів. Передня вилка такого з’єднання виготовлена разом з валом головного зчеплення, а задня – з первинним валом коробки передач. Вилки розміщені одна відносно одної хрестоподібно і між ними вкладено гумовий елемент. Притискачі, прикріплені до вилок болтами, запобігають випаданню гумових елементів. Таке проміжне з’єднання називають одинарним. Якщо відстані між зчепленням і коробкою передач значні, застосовують подвійні проміжні з’єднання.

Комбіновані з’єднання об’єднують одночасно жорсткий і пружний елементи. На тракторах К-701 такі з’єднання використовують для передачі крутного моменту від колінчастого вала до коробки передач.

Карданні передачі призначені для передачі крутного моменту між складальними одиницями трансмісії або допоміжними механізмами при зміні положення (кута повороту, відстані, значної неспіввісністі) з’єднувальних валів під час руху машини. Карданна передача складається з карданних шарнірів і валів (інколи вал має проміжну опору).

За кількістю карданних шарнірів карданні передачі поділяються на одно-, дво-, три- і багатошарнірні. Найпоширенішими є двошарнірні карданні передачі (рис. 4), які складаються з двох карданних шарнірів 7 і карданного вала 6, що їх з’єднує.

Рис. 4. Карданна передача:

а – будова; б – схема; 1, 3 – вилки; 2 – хрестовина; 4 – стакан; 5 – ковзна вилка; 6 – карданний вал; 7 – карданний шарнір

Карданні шарніри забезпечують передачу крутного моменту при змінних кутах нахилу з’єднувальних валів, а ковзна вилка 5 – при зміні відстані між валами. При значній відстані між складальними одиницями трансмісії їх з’єднують тришарнірною карданною передачею з проміжною опорою.

В залежності від кінематики розрізняють карданні шарніри нерівних і рівних кутових швидкостей. Перші (асинхронні) застосовуються у карданних передачах, які з’єднують коробки передач з ведучими мостами, другі (синхронні) – у передніх ведучих мостах.

Найпоширенішим є асинхронний жорсткий карданний шарнір (рис. 4, а), який складається з двох вилок 5 і 9, закріплених на валах, хрестовини 7, яка з’єднує ці вилки. Хрестовини мають чотири шліфовані цапфи з каналами для мащення. Кожна цапфа обертається у голчастих підшипниках 3, а вилки – на хрестовині у взаємно перпендикулярних площинах, передаючи обертання від одного вала до другого, розміщеного під кутом відносно першого (див. рис. 3, б).

Суттєвим недоліком цього шарніру є те, що при рівномірному обертанні ведучої вилки 9, ведена 5 обертається нерівномірно, що призводить до швидкого зносу елементів трансмісії. Для усунення нерівномірного обертання веденого валу застосовують подвійну карданну передачу з жорсткими карданними шарнірами або одинарну карданну передачу із шарніром рівних кутових швидкостей.

Кульковий синхронний карданний шарнір (рис. 4, б) складається з двох однакових вилок 11 і 12 з фігурними гніздами 15 для чотирьох ведучих кульок 18 і центруючої кульки 17, яка фіксується за допомогою шпильки 16, що утримується штифтом 14. Форма фігурних гнізд така, що кульки 18 незалежно від кутових переміщень вилок завжди розміщені у площині, яка поділяє кут між осями вилок навпіл, у результаті чого забезпечується рівномірне обертання півосей.

Дисковий синхронний карданний шарнір (рис. 4, в) складається з вилок 19 і 23, з’єднаних з півосями, двох циліндричних кулаків-циліндрів 20 і 22 з напівкруглими виточками для диску 21, який є проміжною ланкою шарнірів. Дисковий карданний шарнір є аналогом з’єднання двох асинхронних шарнірів, з яких перший створює нерівномірність обертання, а другий її усуває.

Рис. 4. Карданні шарніри:

а – жорсткий; б – кульковий; в – дисковий (кулачковий); 1 – пластина кріплення підшипника; 2 – стакан; 3 – голчастий підшипник; 4 – ущільнення; 5, 9, 19 і 23 – вилки; 6 – запобіжний клапан; 7 – хрестовина; 8 – маслянка; 10, 13 – півосі; 11, 12 – вилки (півсфери); 14 – штифт; 15 – фігурні гнізда (ділильні канавки); 16 – шпилька; 17 – центруюча кулька; 18 – ведучі кульки; 20, 22 – кулаки-вкладиші; 21 – диск