В последнее время благодаря трудам многих наших ученых значительно усовершенствованы методики расчета зубьев как на изгибную, так и на контактную прочность. Появились компьютерные программы, такие как Shaft Plus, входящая в программный комплекс Компас и использующая стандартную методику прочностных расчетов зубьев шестерен, а также Cosmos и Ansys, основанные на методе конечных элементов. Немного хуже обстоят дела с определением допускаемых изгибных и контактных напряжений, эти методики за последние годы практически не изменились.
Для более полного соответствия результатов прочностных расчетов реальным процессам, происходящим в зубчатых зацеплениях, важно точно определить нагрузочный режим зубьев шестерен. В тракторостроении наиболее известная и широко применяемая в настоящее время методика базируется на определении крутящего момента "по двигателю" и "по сцеплению". Для дальнейших расчетов применяется меньший из них. Однако данная методика не совсем точно отражает характер реальной нагрузки на трансмиссию трактора. В действительности загрузка определяется сопротивлением движению трактора присоединенных к нему сельхозмашины или орудия, а передаваемый шестернями крутящий момент "по двигателю" или "по сцеплению" лишь накладывает определенные ограничения на возможность движения МТА.
При рассмотрении нагрузочного режима тракторных трансмиссий с точки зрения их загрузки внешней силой сопротивления орудия становится очевидным несимметричное распределение нагрузки по бортам трактора, так как зачастую центр сопротивления орудия не совпадает с продольной осью трактора. Особенно ощутимо такое смещение при выполнении вспашки.
На ХТЗ совместно с ХГТУСХ разработана методика оценки влияния неравномерного распределения нагрузок по ведущим колесам трактора на долговечность колесных редукторов*. Для проверки сходимости результатов расчетов по указанной методике с данными реальной эксплуатации подсчитаны коэффициенты снижения долговечности шестерен колесных редукторов при работе с различными плугами, указанными в инструкции по эксплуатации трактора с шарнирно-сочлененной рамой ХТЗ-17021. По результатам расчетов наиболее напряженный редуктор — задний правый (максимальный коэффициент снижения долговечности 1,29), а наименее напряженный — передний левый (0,702). Согласно данным эксплуатации за последние 4 года отказы по колесным редукторам распределяются следующим образом: задний правый — 37, задний левый — 27, передний правый — 23, передний левый — 14 %.
Результаты расчетов подтверждают данные эксплуатации, что указывает на необходимость учета неравномерного распределения нагрузки по ведущим колесам тракторов.
Другое препятствие на пути ускорения выпуска новых машин — отсутствие широкодоступных методик по оценке влияния жесткости корпуса редуктора на прочностные показатели его шестерен. Особенно это касается планетарных передач с передачей мощности от солнечной шестерни к водилу, для которых жесткость водила и сочлененного с ним корпуса оказывает решающее влияние на работоспособность шестерен. Очевидно, что чем жестче водило, тем меньше перекос в зацеплении зубьев шестерен, значительно снижающий их долговечность. Но оценить это влияние можно лишь при стендовых или эксплуатационных испытаниях, требующих больших финансовых затрат и времени.
Следующая нерешенная проблема — появление значительных осевых сил на прямозубом сателлите планетарного редуктора, из-за которых шайбы сателлитов буквально "выгрызают" тело водила на 5—15 мм.
* Гриненко А. А., Лесь А. Н-, Шаповалов Ю. К. Методика оценки влияния неравномерного распределения нагрузок по ведущим колесам трактора на долговечность колесных редукторов // Вестник НТУ "ХПИ". Тем. Вып. "Автомобиле- и тракторостроение" - 2003, № 4.
|
