Назначение: служит для постоянного увеличения крутящего момента и передачи его под прямым углом.

Характеристика: непроходная (для среднего моста - проходная), несоосная, односкоростная, двухступенчатая.

Главные передачи всех ведущих мостов взаимозаменяемые.

Установка и крепление : устанавливается в картере моста 10.

Рис.123. Мост средний (задний) ведущий автомобиля Урал – 4320.31:

1 - крышка картера; 2, 9 - прокладки; 3 – картер главной передачи; 4 – шайбы; 5 – первичный вал в сборе; 6, 14 - болт крепления; 7 – сателлит; 8 – опора дифференциала;10 - картер моста; 11 – подшипник; 12 - отверстие сливное; 13 – отверстие заливное, контрольное; 15 - кожух полуоси

Устройство (в соответствии с рисунком 123): картер 10, редуктор, детали крепления 14 и уплотнения 2, 4, 9.

Картер главной передачи.

Картер главной передачи 3, в соответствии с рисунком 123, отливается из чугуна. В картере выполнены четыре расточки для установки подшипников валов. Картер главной передачи устанавливается на картер моста через уплотнительную паронитовую прокладку 9 толщиной 0,8 мм и крепится с помощью тринадцати болтов и двух шпилек.

Одиннадцать болтов и шпильки установлены снаружи, а два болта 14 - в полости конических шестерен. Два болта находятся в полости конических зубчатых колес и шплинтуются проволокой. Доступ к внутренним болтам возможен только после снятия боковой крышки 1. Под наружные болты и гайки шпилек установлены пружинные шайбы. Внутренние болты зашплинтованы проволокой.

Посадочная поверхность картера главной передачи к картеру моста обрабатывается (шлифуется) и имеет буртик (выступ) для точной установки. Для облегчения монтажа в картере выполнен люк, закрываемый боковой крышкой 1. Места установки подшипников валов закрываются крышками.

Для заправки масла в картере выполнено заливное отверстие 13, в соответствии с рисунком 123, закрываемое пробкой. Контрольное 13 и сливное 12 отверстия размещаются на картере ведущего моста и также закрываются пробками.

Редуктор главной передачи.

Характеристика: двухвальный, с неподвижными осями, передаточное число -7,32.

Устройство (в соответствии с рисунком 124): ведущий вал в сборе 17, промежуточный вал в сборе 4, ведомое цилиндрическое зубчатое колесо 35.

Ведущий вал 17 в сборе, в соответствии с рисунком 124, устанавливается в картере на двух опорах: два роликовых конических подшипника 14, расположенных седлообразно, а задний – роликовый цилиндрический подшипник 25.

Ведущий вал 17 изготавливается из легированной стали. На переднем и заднем концах вала нарезаны шлицы. На шлицах переднего конца вала устанавливается ведущее коническое зубчатое колесо 15, а на среднем и заднем мосту – и фланцы карданных валов 10, 20. На шлицах заднего конца вала главных передач переднего и среднего мостов также устанавливаются фланцы. Фланцы крепятся гайками 21, которые после затяжки фиксируются шплинтами.

Ведущее коническое зубчатое колесо 15, в соответствии с рисунком 124, изготавливается из легированной стали и имеет зубчатый венец со спиральными зубьями и удлиненную ступицу с внутренними шлицами. Наружная поверхность ступицы шлифуется и на нее устанавливаются внутренние обоймы подшипников. Между обоймами устанавливается регулировочная шайба 26. Обоймы подшипников стягиваются гайкой 28, которая стопорится отгибанием края стопорной шайбы 29 в паз гайки. Наружные обоймы подшипников устанавливаются в стакане 27, который болтами крепится к картеру. Между стаканом и картером устанавливаются регулировочные прокладки 13 для регулирования зацепления конических зубчатых колес.

Выходы ведущего вала из картера закрываются крышками 12, 19. В крышках валов устанавливаются самоподжимные резиновые сальники 11 (манжеты). Задний конец вала заднего моста и передний конец вала переднего моста закрываются глухими крышками 22, 23. Между крышками и картером (стаканом) устанавливаются паронитовые уплотнительные прокладки 18.

Промежуточный вал 4 в сборе, в соответствии с рисунком 124, устанавливается в картере на двух опорах. Передней опорой является роликовый цилиндрический подшипник 2, задней – два роликовых конических радиально-упорных подшипника 6, установленная бочкообразно. На валу устанавливается ведомое коническое зубчатое колесо 1.

Промежуточный вал 4 изготавливается из легированной стали заодно с ведущим цилиндрическим зубчатым колесом. На переднем конце вала выполняется обработанная шейка со шпоночным пазом для установки ведомого конического зубчатого колеса. На заднем конце вала – шейка для установки подшипников. Внутренние обоймы подшипников 6 через шайбу стягиваются гайкой. На торце ведущего цилиндрического зубчатого колеса со стороны конического выполнено отверстие.

Рис.124 Мост средний (задний) ведущий автомобиля Урал – 4320.31:

1 - шестерня коническая ведомая; 2,25 - подшипники роликовые цилиндрические; 3 - картер главной передачи; 4 – вал промежуточный с шестерней цилиндрической ведущей; 5 - стакан подшипников; 6 - подшипник роликовый конический; 7,8,13 - прокладки регулировочные; 9,12 - крышка стакана подшипников; 10 - фланец привода среднего моста; 11 -манжета; 14 - стакан с подшипниками ведущей конической шестерни; 15 - ведущее коническое зубчатое колесо; 16 - сапун; 17 – вал ведущий; 18 - прокладка; 19 - крышка заднего подшипника; 20 - фланец привода заднего моста; 21 - гайка фланца; 22, 23 - крышка глухая; распорная; 24 – втулка; 26 – шайба регулировочная; 27 – стакан подшипников; 28 – гайка; 29 - шайба стопорная; 30 – винт; 31 - контргайка; 32 - шестерня полуосевая; 33 - сателлит дифференциала; 34 -крестовина дифференциала; 35 - ведомое зубчатое колесо; 36 - шайба опорная; 37 - крышка подшипника дифференциала; 38 - пластина стопорная; 39 - пластина замочная; 40 - гайка регулировочная подшипника дифференциала; 41 - чашка дифференциала; 42 - крышка картера; I - для переднего моста; II - для заднего моста

Ведомое коническое зубчатое колесо 1 изготавливается из легированной стали. Оно имеет зубчатый венец со спиральными зубьями, удлиненную ступицу и напрессовывается на шейку промежуточного вала. Для предотвращения проворачивания колеса на валу устанавливается призматическая шпонка. На наружной поверхности ступицы устанавливается внутренняя обойма роликового цилиндрического подшипника 2. Наружная обойма роликового цилиндрического подшипника устанавливается в картере через втулку.

Наружные обоймы роликовых конических подшипников устанавливаются в стакане 5, который болтами крепится к картеру. Между картером и стаканом устанавливаются регулировочные прокладки 7 для регулирования зацепления конических зубчатых колес. Стакан закрывается крышкой 9, которая своим буртиком стягивает наружные обоймы подшипников.

В нижней части крышки имеется полость, которая сверлением в стакане и картере и отверстиями в прокладках сообщается с картером моста для стока масла, вытекающего из подшипников.

Ведомое цилиндрическое зубчатое колесо 35, в соответствии с рисунком 124, изготавливается из легированной стали. На наружной поверхности нарезаны косые зубья для зацепления с ведущим цилиндрическим зубчатым колесом. Колесо имеет фланец с отверстиями, через которые проходят болты крепления колеса к чашкам (корпусу) дифференциала.

Главные передачи переднего и заднего мостов, в соответствии с рисунком 124, отличаются от главной передачи среднего моста приводными фланцами. На передний конец вала ведущей шестерни переднего моста, устанавливается втулка 24 с крышкой 23, а на задний конец - фланец. Главная передача заднего моста имеет один фланец со стороны, ведущей конической шестерни. На противоположном конце вала ведущей шестерни шлицы могут не выполняться.

Действие главной передачи.

Крутящий момент, в соответствии с рисунком 124, на ведущий вал 17 поступает через карданную передачу. Вращение вала вызывает вращение ведущего конического зубчатого колеса 15, находящегося в постоянном зацеплении с ведомым коническим зубчатым колесом 1. Так как размеры и количество зубьев ведущего колеса меньше чем ведомого, то происходит увеличение крутящего момента и снижается частота вращения, передача крутящего момента осуществляется под углом 90 о.

Ведомое зубчатое коническое колесо 1 через шпонку передает крутящий момент на промежуточный вал 4 и нарезанное с ним заодно ведущее цилиндрическое зубчатое колесо небольшого диаметра. От ведущего цилиндрического зубчатого колеса крутящий момент передается ведомому колесу 35, которое больше размерами и имеет большее число зубьев. В этой паре также происходит увеличение крутящего момента и снижается частота вращения. Таким образом, ведомое цилиндрическое зубчатое колесо вращается, например, в 7,32 раза медленнее, чем ведущий вал, а крутящий момент на нем на эту же величину больше.

При вращении ведомого цилиндрического зубчатого колеса масло из картера 10, в соответствии с рисунком 123, захватывается зубьями и разбрызгивается по картеру. Так смазываются ведущее и ведомое цилиндрические зубчатые колеса. Разбрызгиваемое ими масло попадает, в соответствии с рисунком 124, на подшипники промежуточного вала 2, 6 и смазывает их. После смазки подшипников задней опоры промежуточного вала масло через сверление и полость в крышке 9 и сверления в стакане 5 и картере главной передачи стекает в картер ведущего моста. Масло, прошедшее через передний подшипник промежуточного вала 2, попадает в полость конических зубчатых колес и разбрызгивается их зубьями, смазывания подшипники 24 ведущего вала. Излишнее масло стекает в картер ведущего моста.

При сборке моста после регулирования главной передачи или установке новой главной передачи через отверстие в картере под сапун 16 (вентиляционную трубку) необходимо в полость конических зубчатых колес картера залить 0,5 л масла.

Сущность и физический смысл преднатяга подшипников главной передачи.

Для конической зубчатой передачи характерны значительные знакопеременные усилия, действующие на опоры валов в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: вертикальной, горизонтальной и осевой. Под действием этих усилий валы стремятся сместиться, при этом нарушается правильность зацеплений, ухудшая условия работы зубчатой передачи, создается повышенный шум и ускоряется износ деталей. Как было изучено выше, в качестве опор обязательно применяют роликовые конические подшипники, увеличивают жесткость картера, делая его достаточно массивным. Одним из действенных методов повышения жесткости конструкции является установка роликовых конических подшипников с предварительным натягом, или, как он именуется в технической литературе, с преднатягом.

Сущность преднатяга заключается в том, что при затяжке подшипников не только устраняют имеющиеся зазоры, но и приложив большее усилие, чем это требуется для устранения зазоров, вызывают упругую деформацию обойм и роликов. В процессе работы, по мере износа деталей подшипников, эта упругая деформация, подобно сжатой пружине, постепенно исчезает (распрямляется), постоянно выбирая появляющиеся зазоры, и обеспечивает требуемую жесткость конструкции длительное время, вплоть до полного ее исчезновения. Усилие, требуемое для затяжки подшипников, нормируется техническими условиями, как правило, изложенными в инструкции по эксплуатации машины.

Главная передача механизма привода к ведущим колесам автомобиля

К атегория:

Шасси автомобиля

Главная передача механизма привода к ведущим колесам автомобиля

В устройство привода к ведущим колесам двухосного автомобиля с одной задней ведущей осью входят: главная передача, дифференциал и полуоси. Все эти устройства заключаются в общем картере с полуосевыми рукавами и носят название заднего ведущего моста.

Рис. 1. Типы главных передач ведущих мостов автомобилей: а - одинарная простая; б - одинарная гипоидная; в - двойная

Главная передача служит для понижения числа оборотов, передаваемых от двигателя на колеса, и увеличения на них тягового усилия и обеспечивает передачу вращения с карданного вала на полуоси под углом 90°. В главной передаче применяют шестеренчатые передачи - одинарные или двойные.

В одинарной главной передаче вращение передается с малой конической шестерни на большую. Шестерни изготовлены со спиральными зубьями, вследствие чего повышается прочность зубьев, а также увеличивается число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении. Поэтому

шестерни работают более плавно и бесшумно, и долговечность их повышается.

Кроме конической простой шестеренчатой передачи, у которой оси взаимно пересекаются, в автомобилях применяют гипоидную передачу. В этой передаче зубья имеют специальный профиль и ось малой конической шестерни смещена вниз относительно центра большой шестерни на некоторое расстояние s. Это дает возможность расположить карданный вал ниже и понизить в полу кузова легкого автомобиля туннель для прохода вала, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове. Кроме того, имеется возможность несколько снизить центр тяя^ести автомобиля и повысить его устойчивость при движении. Гипоидная передача обладает большей плавностью работы, более высокой прочностью зубьев и повышенной износоустойчивостью.

Однако для гипоидной передачи необходимо применение смазки специальных сортов вследствие большого давления меяеду зубьями при работе и больших скоростей относительного скольжения между зубьями. Кроме того, требуется более высокая точность монтажа передачи.

Гипоидная передача основное применение получила на легковых автомобилях. В силу своих достоинств эта передача получает применение и на некоторых моделях грузовых автомобилей (ГАЗ -53А, ГАЗ -66, ЗИЛ -133).

В одинарной главной передаче требуемое передаточное число получается при малом числе зубьев у ведущей шестерни (6-7 зубьев), вследствие чего нагрузка на зубья получается довольно большой. Поэтому одинарную передачу применяют в основном в легковых автомобилях и грузовых автомобилях средней грузоподъемности.

В двойной главной передаче вращение передается через две пары шестерен: с малой конической шестерни на большую коническую и далее с малой цилиндрической шестерни на большую цилиндрическую.

Конические шестерни применяют со спиральными зубьями, а цилиндрические - с прямыми или косыми зубьями.

В двойной главной передаче можно получить большое передаточное число при сравнительно небольших размерах передачи, так как в зацеплении находятся две пары шестерен. Поэтому имеется возможность применять малую коническую шестерню с большим количеством зубьев, что улучшает условия ее работы при больших нагрузках. Двойную передачу применяют в грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности.

Общее передаточное число всей силовой передачи автомобиля равно произведению передаточных чисел коробки передач, раздаточной коробки и главной передачи и может быть изменено при включении различных передач. Общее передаточное число показывает, во сколько раз число оборотов ведущих колес автомобиля меньше числа оборотов коленчатого вала двигателя.

В некоторых моделях грузовых автомобилей повышенной грузоподъемности (МАЗ -500) применяют раздельную главную передачу, которая включает центральную передачу и бортовые колесные передачи.

Центральная передача выполняется обычно в виде двух конических шестерен со спиральными зубьями - малой и большой.

Колесные передачи, располагаемые с обеих сторон ведущего моста, планетарные. Каждая колесная передача состоит из ведущей солнечной шестерни, сателлитов и ведомой коронной шестерни. Солнечная шестерня соединена с концом ведущей полуоси. Сателлиты установлены на подшипниках на осях, которые неподвижно закреплены на фланце полуосевого рукава ведущего моста. Коронная шестерня соединена со ступицей ведущего колеса.

При вращении полуоси ее шестерня через сателлиты передает вращение на коронную шестерню и ступицу колеса.

Наличие колесных передач, имеющих определенное передаточное число, позволяет уменьшить передаточное число центральной передачи и разгрузить ее шестерни, дифференциал и полуоси от повышенных усилий, улучшая условия их работы. Кроме того, путем замены шестерен в колесных передачах упрощается задача изменения передаточного числа ведущего моста при создании модификаций автомобилей на основе базовой модели.

На некоторых моделях грузовых автомобилей (МАЗ -500) предусмотрена возможность применения для их модификаций двухскоростного ведущего моста вместо односкоростного путем замены некоторых деталей в главной передаче. Двухскоростной ведущий мост дает возможность получать в нем переключением шестерен, кроме стандартного передаточного числа, понижающее передаточное число. Это значительно расширяет возможности использования таких автомобилей в самых разнообразных эксплуатационных условиях.

Рис. 2. Схема раздельной главной передачи ведущего моста автомобиля: а - оаноскороетная; б - двухскоростная

Двухскоростной ведущий мост может быть получен путем введения в главную передачу односкоростного моста дополнительной планетарной передачи. В двухскоростной мосту такого типа ведомая шестерня центральной передачи имеет внутренние зубья, с которыми входят в зацепление зубья сателлитов, установленных на осях, которые закреплены в коробке дифференциала. Включение передач осуществляется подвижной муфтой с центральной шестерней, управление которой осуществляется из кабины с помощью пневматического или электрического привода.

Для включения высшей (стандартной) передачи муфта устанавливается в такое положение, при котором ее центральная шестерня одновременно входит в зацепление и с сателлитами и с внутренним зубчатым венцом коробки дифференциала. При этом планетарный механизм блокируется, соединяя наглухо ведомую шестерню с коробкой дифференциала.

Для включения низшей передачи муфта сдвигается в такое положение, при котором ее центральная шестерня входит в зацепление только с сателлитами, а второй зубчатый венец муфты входит в зацепление с зубчатым венцом, закрепленным в картере ведущего моста. При этом включается планетарная передача, и вращение с ведомой шестерни передается на сателлиты, которые, обкатываясь по неподвижной центральной шестерне муфты, ведут за собой коробку дифференциала и полуоси с пониженным числом оборотов, обеспечивая получение понижающего передаточного числа.

Главная передача служит для повышения крутящего момента в постоянное число раз и представляет собой одинарный или двойной шестеренчатый редуктор. Кроме того, она дает возможность передавать вращение под углом 90 от карданного вала к полуосям ведущих колес.

В некоторых конструкциях главную передачу выполняют в виде двух отдельных механизмов: шестеренчатой конической передачи, устанавливаемой в заднем мосту, и планетарных редукторов, устанавливаемых по концам полуосей и передающих крутящий момент ведущим колесам.

При небольшом передаточном числе главную передачу выполняют одинарной - с одной парой конических шестерен. Более высокое передаточное число вызывает необходимость применения двойной главной передачи.

Например, у легкового автомобиля ГАЗ -24 при одинарной главной передаче ее передаточное число 4,1, а у автомобиля ЗИЛ -130 с двойной главной передачей оно увеличено до 6,32. Обычно передаточное число главной передачи современных автомобилей находится в пределах от 4 до 8.

Одинарная главная передача состоит из ведущей конической шестерни, выполненной за одно целое со своим валом, и ведомой шестерни, установленной на коробке дифференциала и вместе с ней вращающейся в конических роликовых подшипниках. Гнезда подшипников расточены в картере главной передачи.

Опорами вала ведущей шестерни служат один цилиндрический и два конических роликовых подшипника. Конические подшипники расположены в стакане, жестко соединенном с картером главной передачи.

На некоторых отечественных грузовых и легковых автомобилях (ГАЗ -53А, ЗИЛ -133, ГАЗ -24 «Волга» и др.) одинарная главная передача имеет шестерни с гипоидным зацеплением. Гипоидная передача отличается тем, что оси ведущей и ведомой шестерен не пересекаются между собой, а проходят на некотором расстоянии одна от другой. При этом угол наклона винтовой линии зубьев ведущей шестерни значительно больше, чем ведомой шестерни. Вследствие этого размер ведущей шестерни при том же размере ведомой шестерни (по сравнению с другими передачами) значительно возрастает.

Шестерни гипоидных передач имеют большую толщину и рабочую высоту зубьев, а при работе среднее число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, у них больше. Благодаря этому повышается срок службы шестерен, а их работа протекает более плавно и бесшумно.

Следует, однако, иметь в виду, что при работе гипоидных шестерен происходит продольное проскальзывание зубьев, что требует особо тщательной защиты их поверхности от заеданий, нагрева и повышенного износа. С этой целью на зубьях шестерен должна быть создана весьма прочная масляная пленка, для чего требуется применение специального трансмиссионного масла с противоизносной присадкой.

Двойная главная передача применяется на всех автомобилях большой грузоподъемности. Она состоит из пары цилиндрических и пары конических шестерен.

На рис. 3 показана двойная главная передача автомобиля ЗИЛ -130. Картер главной передачи крепится к балке заднего моста болтами. Вал ведущей конической шестерни установлен в стакане картера главной передачи на двух конических роликовых подшипниках. Между фланцами стакана и картера установлены прокладки для регулировки зацепления зубьев ведущей и ведомой конических шестерен. Вал ведущей конической шестерни удерживается от осевого смещения гайкой, установленной на его хвостовой части, которая одновременно крепит фланец, соединяющий главную передачу с карданным валом.

Рис. 3. Двойная главная передача: 1 - фланец ведущей шестерни, 2 - сальник, 3 - крышка, 4 - шайба ведущей шестерни, 5 - прокладка, 6 - передний подшипник вала ведущей конической шестерни, 7 - стакан подшипников вала ведущей конической шестерни, 8 - регулировочные шайбы подшипников вала ведущей конической шестерни, 9 -задний подшипник вала ведущей конической шестерни, 10 - прокладки для регулировки зацепления конических шестерен, 11 - ведущая коническая шестерня, 12 - ведомая коническая шестерня, 13 - регулировочные прокладки, 14, 29 - подшипники вала ведущей цилиндрической шестерни, 15, 28 - крышки подшипников, 16 - ведущая цилиндрическая шестерня, 17 - картер главной передачи, 18 - крышка подшипника дифференциала, 19 - опорная шайба полуосевой шестерни, 20 - правая чаша коробки дифференциала, 21 - ведомая цилиндрическая шестерня, 22 - полуосевая шестерня, 23 - левая чашка коробки дифференциала, 24 - подшипник коробки дифференциала, 25 - регулировочная гайка подшипника дифференциала, 26 - полуось, 27 - балка заднего моста, 30 - масляный карман

Ведомая коническая шестерня жестко крепится к валу ведущей цилиндрической шестерни, вращающемуся на двух конических роликовых подшипниках. Эти подшипники установлены в крышках, привернутых болтами к картеру главной передачи. Для регулировки подшипников установлены прокладки, зажатые между крышками и фланцами картера.

Ведомая цилиндрическая шестерня жестко соединена с коробкой дифференциала и вращается вместе с ней на двух конических роликовых подшипниках. От осевого смещения подшипники удерживаются гайками. Например, левый подшипник фиксируется гайкой. Гайки также позволяют регулировать затяжку подшипников.

Рис. 4. Кулачковый дифференциал повышенного трения: 1 - левая чашка коробки дифференциала, 2 - сухари, 3 - внутренняя обойма, 4 - внешняя обойма, 5 - правая чашка коробки дифференциала, 6 - сепаратор

Подшипники валов ведущей и ведомой конических шестерен смазываются маслом, подаваемым по каналам. Для накапливания масла, стекающего по стенкам картера, в стакане предусмотрен специальный карман.

Дифференциал. При движении по прямой все колеса автомобиля проходят за одно и то же время одинаковый путь. На криволинейных участках дороги внешние колеса проходят больший отрезок пути, чем внутренние. Более медленное вращение внутреннего ведущего колеса приводит к его пробуксовыванию, что вызывает повышенный износ шин, увеличивает затрату мощности, затрудняет поворот автомобиля.

Чтобы избежать пробуксовывания, вместе с главной передачей устанавливается дифференциал, а передача крутящего момента к колесам осуществляется полуосями. При этом правое и левое ведущие колеса могут вращаться с различным числом оборотов. На современных автомобилях применяются шестеренчатые дифференциалы с коническими шестернями или кулачковые дифференциалы повышенного трения.

Конический шестеренчатый дифференциал представляет собой планетарный механизм. Ведомая шестерня главной передачи жестко соединена с коробкой дифференциала, которая состоит из двух чашек. В коробке на крестовине свободно вращаются шестерни-сателлиты, находящиеся в зацеплении с полуосевыми шестернями левого и правого колес. Полуоси свободно проходят через отверстия в коробке дифференциала.

При вращении ведомой шестерни главной передачи вместе с ней вращается коробка дифференциала, а следовательно, и крестовина с сателлитами.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге оба колеса встречают одинаковое сопротивление, вследствие чего будут одинаковыми и усилия на зубьях обеих полуосевых шестерен. Сателлиты не поворачиваются вокруг собственной оси, находясь в состоянии равновесия. Таким образом, все детали дифференциала вращаются как одно целое и скорость вращения обеих полуосевых шестерен, а следовательно, и полуосей с колесами будет одинаковой.

При повороте автомобиля внутреннее колесо испытывает большее сопротивление, чем наружное, и усилие на полуосевой шестерне, связанной с внутренним колесом, становится больше. Вследствие этого равновесие сателлитов нарушается и они начинают перекатываться по полуосевой шестерне, связанной с внутренним колесом, вращаясь относительно собственной оси и вращая вторую полуосевую шестерню с увеличенной скоростью. В результате этого скорость вращения внутреннего колеса автомобиля уменьшается, а наружного колеса возрастает и поворот автомобиля совершается без юза и пробуксовки.

Дифференциал всегда поровну распределяет получаемый им крутящий момент на оба ведущих колеса одной оси. Однако в некоторых случаях эта особенность дифференциала оказывает отрицательное влияние на преодоление автомобилем трудных участков дороги. Если одно из ведущих колес попадает на участок дороги с малым коэффициентом сцепления, то другое колесо не может передавать крутящий момент более или менее значительной величины.

При повышении крутящего момента, передаваемого от двигателя, ведущее колесо, находящееся на скользком участке, начнет пробуксовывать, а другое колесо окажется не в состоянии сдвинуть с места застрявший автомобиль. Если же одно из колес начнет пробуксовывать во время движения, то создадутся условия, вызывающие боковой занос автомобиля. Для устранения указанных недостатков на некоторых автомобилях повышенной проходимости (ГАЗ -66) применяют кулачковый дифференциал повышенного трения. Устройство такого дифференциала показано на рис. 4.

В него входит сепаратор, жестко соединенный с ведомой шестерней главной передачи. В отверстия сепаратора свободно вставлены сухари, расположенные в два ряда в шахматном порядке. Своими торцами сухари упираются во внутреннюю и внешнюю обоймы. Поверхности этих обойм, соприкасающиеся с сухарями, имеют выступы-кулачки.

Снаружи дифференциал закрыт левой и правой чашками. В центральные отверстия чашек входят полуоси, одна из которых с помощью шлицев соединяется с внутренней, а другая с.внешней обоймами.

Когда ведомая шестерня главной передачи вместе с сепаратором приводится во вращение, сухари оказывают одинаковое давление на кулачки обеих обойм и заставляют их вращаться.

Если одно из колес автомобиля испытывает большее сопротивление, то связанная с ним обойма будет вращаться медленнее сепаратора, и сухари, оказывая большее давление на другую обойму, будут как бы подталкивать ее, соответственно ускоряя ее вращение.

Однако повышенное трение между сухарями и обоймами требует значительного усилия для изменения скорости вращения одной обоймы по отношению к другой и может произойти лишь при достаточно большой разнице сопротивлений, испытываемых правым и левым колесами. Это обеспечивает передачу достаточного крутящего момента на оба колеса и, как правило, исключает возможность остановки одного колеса при пробуксовке другого.

К атегория: - Шасси автомобиля

Главная передача и дифференциал

К атегория:

Техническое обслуживание автомобилей

Главная передача и дифференциал

Главная передача. Главная передача служит для увеличения подводимого к ней крутящего момента и передачи его через дифференциал на полуоси, расположенные под прямым углом к продольной оси автомобиля.

Конструктивно главные передачи представляют собой зубчатые или червячные редукторы, последние из-за сравнительно малого к. п. д. широкого распространения не получили. На автомобилях в основном применяют зубчатые главные передачи, которые делятся на одинарные и двойные. Передаточное число главной передачи в основном зависит от быстроходности, мощности двигателя, массы и назначения автомобиля. Для большинства современных автомобилей оно находится в пределах 4-9. Для легковых автомобилей обычно применяют одинарную главную передачу, для грузовых автомобилей как одинарную, так и двойную.

Одинарная главная передача (рис. 14.29, а) состоит из одной пары конических зубчатых колес со спиральными зубьями. В такой передаче крутящий момент передается от карданной передачи на ведущую коническую шестерню, а от нее - на ведомое колесо, которое через специальный механизм (дифференциал) и полуоси передает вращение на ведущие колеса автомобиля. Оси зубчатых колес одинарных передач могут пересекаться или быть смещенными (рис. 14.29, б); в последнем случае одинарная передача называется гипоидной. В такой главной передаче зубья шестерни и колесо имеют специальную форму и наклон спирали, позволяющие опустить ось конической шестерни на расстояние С, равное 30-42 мм.

При применении главной передачи с гипоидным зацеплением зубчатых колес карданную передачу и пол кузова можно разместить ниже, уменьшив тем самым высоту центра тяжести автомобиля, что улучшает его устойчивость. Кроме того, в гипоидной передаче одновременно в зацеплении находится большее число зубьев, чем в обычной конической передаче, в результате чего зубчатые колеса работают более надежно, плавно и бесшумно. Однако при гипоидном зацеплении происходит продольное проскальзывание зубьев, сопровождающееся выделением теплоты в результате чего происходит разжижение и выдавливание масла с поверхности сопряженных зубьев, приводящее к их повышенному изнашиванию. Поэтому для гипоидных передач применяют специальные трасмиссионные масла с противо-износной присадкой.

Рис. 14.29. Схемы главных передач

Одинарные главные передачи со спиральными зубьями применяют на автомобилях семейства ЗАЗ и УАЗ, а гипоидные -- на автомобилях ЗИЛ-133, ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга», ВАЗ-2106 «Жигули» и др.

Двойные главные передачи конструктивно могут выполняться в одном картере - центральные (рис. 14.29, в) или каждая пара зубчатых колес располагается отдельно- разнесенные (рис. 14.29, г). В последнем случае главная передача состоит из двух отдельных механизмов: одинарной конической зубчатой передачи, устанавливаемой в заднем мосту, и цилиндрических зубчатых передач - колесных редукторов.

Двойная центральная передача (см. рис. 14.29, в) состоит из пары конических и пары цилиндрических шестерен. Цилиндрические шестерни имеют прямые или косые зубья, а конические- спиральные. Крутящий момент передается от ведущей конической шестерни к ведомой, установленной на одном валу с цилиндрической шестерней, которая передает крутящий момент на цилиндрическую шестерню. Двойная главная передача по сравнению с одинарной обладает более высокой механической прочностью и позволяет увеличить передаточное число при достаточно большом дорожном просвете под балкой (картером) ведущего моста, что повышает проходимость автомобиля.

Двойные главные передачи применяют на автомобилях большой грузоподъемности и автобусах, на некоторых из них (автомобили МАЗ-5335, автобусы ЛиАЗ-677М) устанавливают разнесенную главную передачу (см. рис. 14.29, г).

Дифференциал. При повороте автомобиля его внутреннее ведущее колесо проходит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутреннего колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться медленнее, чем наружное. Это необходимо для того, чтобы исключить при повороте пробуксовывание колес, которое вызывает повышенное изнашивание шин, затрудняет управление автомобилем и увеличивает расход топлива. Для обеспечения различной частоты вращения ведущих колес их крепят не на одном общем валу, а на двух полуосях, связанных между собой межколесным дифференциалом, подводящим к полуосям крутящий момент от главной передачи. Таким образом, дифференциал служит для распределения крутящего момента между ведущими колесами и позволяет правому и левому колесам при поворотах автомобиля и при его движении на криволинейных участках дороги вращаться с различной частотой. Межколесный дифференциал бывает симметричным или несимметричным, соответственно распределяющим крутящий момент между полуосями поровну или непоровну. На автомобилях получили применение межколесные конические симметричные дифференциалы, межосевые конические и кулачковые дифференциалы повышенного трения.

Конический симметричный дифференциал (рис. 14.30, а) представляет собой шестеренный механизм, смонтированный в главной передаче. Он состоит из двух конических зубчатых колес, шестерен-сателлитов и крестовины. Ведомое колесо главной передачи жестко соединено с коробкой дифференциала, состоящей из двух чашек, между которыми крепится крестовина. Полуосевые зубчатые колеса установлены в коробке дифференциала на шлицах полуосей, соединенных с ведущими колесами автомобиля. От ведущей шестерни главной передачи крутящий момент передается на ведомое колесо и коробку дифференциала, вместе с которой вращается крестовина с расположенными на ней шестернями-сателлитами.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге оба ведущих колеса испытывают одинаковые сопротивления качению и проходят одинаковые пути. Поэтому сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной и коробкой дифференциала, сообщают зубчатым колесам одинаковую частоту вращения, а сами относительно своих осей не поворачиваются. При этом сателлиты как бы заклинивают полуосевые зубчатые колеса, соединяя обе полуоси.

При движении автомобиля на повороте (рис. 14.30, б) его внутреннее колесо проходит меньший путь, чем наружное, в результате чего полуось (см. рис. 14.30, а) и полуосевое зубчатое колесо, связанные с внутренним колесом автомобиля, вращаются медленнее. При этом шестерни-сателлиты, вращаясь на шипах крестовины, перекатываются по замедлившему вращение полуосевому зубчатому колесу, в результате чего повышается частота вращения полуосевого зубчатого колеса и полуоси. Таким образом, ведущие колеса автомобиля при повороте получают возможность проходить за одно и то же время различные пути без юза и пробуксовывания.

Рис. 14.30. Конический симметричный дифференциал

Основная особенность любого симметричного дифференциала - поровну распределять крутящий момент между ведущими колесами. Эта особенность в некоторых случаях оказывает отрицательное влияние при преодолении автомобилем труднопроходимых участков дороги. В случае попадания одного из колес автомобиля, например левого, на скользкое покрытие дороги (лед, мокрый грунт и т. п.) крутящий момент на нем уменьшается до значения, ограниченного коэффициентом сцепления колеса с дорогой. Такой же крутящий момент действует и на правое колесо, хотя оно находится на поверхности с высоким коэффициентом сцепления. Если суммарный момент будет недостаточен для движения автомобиля, то последний не сможет тронуться с места. В этом случае левое колесо будет буксовать, а правое оставаться практически неподвижным.

Межосевой конический дифференциал устанавливают на автомобилях повышенной проходимости с колесными формулами 6X4 и 6X6, ведущие мосты которых могут работать в различных условиях сцепления колес с дорогой.

В качестве примера рассмотрим межосевой дифференциал автомобиля КамАЭ-5320. Картер (рис. 14.31, а) межосевого дифференциала прикреплен к картеру главной передачи промежуточного моста. Коробка 3 дифференциала состоит из двух чашек, соединяемых болтами. Передняя чашка имеет хвостовик, который опирается на шариковый подшипник. На шлицованной части хвостовика установлен фланец, связывающий дифференциал с карданной передачей. Внутри коробки размещен дифференциальный механизм, в который входят сателлиты с крестовиной, коническое зубчатое колесо привода заднего моста и колесо привода промежуточного моста. Зубчатое колесо при помощи шлицев жестко соединяется с ведущей шестерней главной передачи промежуточного моста, а колесо - со шлицованным концом проходного вала привода заднего моста. Зубчатое колесо имеет наружные зубья, с которыми в постоянном зацеплении находятся внутренняя зубчатая муфта и муфта блокировки дифференциала.

Блокировка осуществляется при помощи механизма, который трубопроводами связан с пневматическим краном управления, размещенным на щитке приборов в кабине автомобиля. Для включения блокировки водитель открывает кран управления, и сжатый воздух поступает в полость между крышкой и мембраной (рис. 14.31, б), которая, прогибаясь, перемещает вперед при помощи пружины стака и ползун, преодолевая сопротивление возвратной пружины. При этом замыкаются контакты микровыключателя (см. рис. 14.31, а), включающие контрольную лампу на щитке приборов.

Вместе с ползуном перемещается и укрепленная на нем вилка, которая вводит муфту в зацепление с зубчатым венцом на корпусе дифференциала. В этом случае колесо привода среднего моста и коробка дифференциала оказываются жестко соединенными, тем, самым дифференциал принудительно блокируется и зубчатые колеса привода мостов вращаются с одинаковой частотой. При разблокировке дифференциала кран управления закрывается. При этом полость за мембраной механизма блокировки соединяется с атмосферой. В результате этого под давлением возвратной пружины (см. рис. 14.31, б) мембрана и ползун с вилкой (см. рис. 14.31, а) перемещаются вправо, возвращая одновременно муфту блокировки в исходное положение.

Рис. 14.31. Межосевой дифференциал автомобилей семейства КамАЭ-5320

Кулачковый дифференциал повышенного трения (рис. 14.32) за счет дополнительных сил трения (в результате самоблокировки) передает больший крутящий момент на то колесо автомобиля, которое вращается медленнее, что уменьшает возможность его пробуксовывания и повышает устойчивость автомобиля против бокового заноса.

Картер кулачкового механизма состоит из двух половин, соединенных болтами вместе с ведомым зубчатым колесом и опирающихся на конические роликоподшипники. Правой половиной дифференциала является его чашка, а левой - сепаратор. В сепараторе расположены два ряда радиальных отверстий (по 12 отверстий в каждом ряду), в которых размещены сухари, установленные между внутренней и наружной звездочками, при помощи шлицев соединенными с полуосями. Внешняя поверхность внутренней звездочки по окружности имеет два ряда кулачков (по шесть кулачков в каждом ряду), а внутренняя поверхность наружной звездочки имеет один ряд кулачков. Крутящий момент от ведомого колеса передается сепаратору, а от него через сухари - на кулачки звездочек и затем на полуоси.

При движении автомобиля по прямой и ровной дороге сопротивление движению обоих колес одинаково и звездочки вращаются с одинаковой частотой. При движении автомобиля по скользкой дороге в случае, когда одно колесо испытывает большее сопротивление, чем другое, сепаратор дифференциала прижимает сухари к кулачкам наружной и внутренней звездочек. В результате самоблокировки дифференциала возникает сила трения, которая на отстающей звездочке направлена в сторону вращения, а на забегающей - против вращения. При этом крутящий момент распределяется между звездочками неодинаково: на отстающей он будет больше на величину момента сил трения, на забегающей - меньше на ту же величину.

Рис. 14.32. Кулачковый дифференциал повышенного трения автомобиля ГАЗ-66-11

Из-за наличия сил трения происходит перераспределение момента между колесами. Наряду с этим в результате повышенного трения между сухарями и звездочками требуется значительное усилие для изменения частоты вращения одной звездочки относительно другой, что может произойти только при сравнительно большой разнице между дорожными сопротивлениями правого и левого колес. Поэтому у автомобилей с такими дифференциалами при пробуксовывании одного колеса полная остановка другого колеса будет происходить значительно реже по сравнению с автомобилями, имеющими конический симметричный дифференциал.

На автомобилях ГАЗ-66-11 кулачковый самоблокирующийся дифференциал устанавливается также и в главной передаче переднего ведущего моста, что обеспечивает эффективную эксплуатацию этих автомобилей в тяжелых дорожных условиях.

Вышеописанные главные передачи с дифференциалами являются составными частями ведущих мостов, поэтому их работа и взаимодействие с деталями узлов привода колес рассмотрены ниже на примерах ведущих мостов конкретных автомобилей.

К атегория: - Техническое обслуживание автомобилей



Как и следует из названия, одинарные (или одноступенчатые) главные передачи состоят из одной пары зубчатых колес (шестерен), которые могут быть цилиндрическими, коническими с прямыми или спиральными зубьями, а также гипоидными. Применение того или иного типа конических зубчатых колес диктуется особенностями компоновки автомобиля, возможностью упрощения конструкции агрегатов, снижения стоимости их изготовления и эксплуатации.

Цилиндрические главные передачи

Цилиндрические главные передачи широко используются в переднеприводных легковых автомобилях с поперечным расположением двигателя, например семейства ВАЗ-2108, -09, -10 и других. При этом обычно главная передача объединяется в одном корпусе (картере) с коробкой перемены передач, что позволяет существенно упростить и удешевить конструкцию трансмиссии.
Пример конструктивного выполнения главной передачи автомобиля ВАЗ-2109 приведен на рис. 3 , где показана четырехступенчатая коробка передач, выполненная заодно с главной передачей.

Ведущее зубчатое колесо главной передачи, имеющее небольшой размер, обычно выполняется заодно с вторичным валом КПП, ведомое зубчатое колесо крепится на чашке дифференциала. Зубья цилиндрических зубчатых передач могут выполняться прямыми, косыми или шевронными. Передаточные числа в таких главных передачах могут варьировать в пределах от 3,5 до 4,5 с целью снижения шума и габаритных размеров.

Конические главные передачи

Такой тип главных передач применяется, когда необходимо изменить не только величину, но и направление передаваемого ведущим колесам крутящего момента. Конические главные передачи с прямыми или (чаще) спиральными зубьями наиболее просты по конструкции и технологичны в производстве, поэтому широко применяются на легковых автомобилях с приводом на задние колеса и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

Поскольку оси ведущего и ведомого зубчатых колес в таких передачах лежат в одной плоскости и пересекаются, такие передачи называют соосными коническими передачами.

К преимуществам соосных конических передач относится высокий КПД, технологичность производства, относительно невысокие требования к качеству смазочного материала и простота технического обслуживания. Тем не менее, у таких передач есть один существенный недостаток – их применение в конструкции автомобиля не позволяет снизить расположение центра масс и общую компоновку кузова автомобиля, что для многих легковых автомобилей и небольших грузовиков является актуальным вопросом.

По этой причине в качестве одинарной главной передачи некоторых легковых и грузовых автомобилей применяются конические передачи с перекрещивающимися осями зубчатых колес, т. е. оси колес в таких передачах лежат не в одной плоскости и не пересекаются. Такие передачи называются гипоидными.

Гипоидная главная передача

Гипоидная главная передача применяется на отечественных автомобилях ГАЗ-66-11, ЗИЛ-431410, ЗИЛ-133, марки «Волга» и многих других.
Ось ведущего вала и ведущей шестерни в гипоидной передаче расположена ниже оси ведомой шестерни на величину «Е» (рис. 1, б ), называемую гипоидным смещением.
Такая конструкция главной передачи позволяет ниже расположить карданную передачу заднеприводного автомобиля и, тем самым, сделать ниже компоновку всего автомобиля. При этом улучшается такой важный эксплуатационный показатель автомобиля, как устойчивость к опрокидыванию, а также появляется возможность сделать ниже пол автомобиля, особенно в районе «карданного тоннеля», что повышает комфорт пассажиров заднего сиденья заднеприводного легкового автомобиля.
Иногда в многоосных автомобилях смещение «Е» в гипоидных передачах делают вверх, что позволяет сделать ведущий вал проходным, а на переднеприводных автомобилях такая конструкция позволяет проще выполнить условия компоновки. Смещение «Е» обычно выполняется в пределах 30…45 мм в зависимости от размера передачи.

В гипоидных передачах зубья зубчатых колес имеют спиральную форму, благодаря чему достигается увеличение площади контакта зубьев, бесшумность их работы и прочностные показатели передачи. Однако при такой конструкции конической передачи существенно повышаются силы трения между поверхностями зубьев колес, в зоне контакта появляется эффект поперечного и продольного скольжения зубьев, из-за чего в гипоидных передачах приходится применять дополнительное упрочнение поверхностей зубьев зубчатых колес и специальные смазочные материалы для увеличения срока их службы.

Скольжение зубьев приводит к снижению КПД передачи и даже возможности ее заедания (при превышении допустимой нагрузки), а применение относительно дорогостоящих смазок – к удорожанию технического обслуживания, что относится к недостаткам гипоидных передач.



Достоинством гипоидных передач является плавность хода и низкий уровень шума во время работы, а такой недостаток, как продольное скольжение имеет и положительную сторону, поскольку благодаря ему улучшается приработка зубьев колес передачи. Увеличение зоны контакта зубьев позволяет уменьшить размеры ведущего зубчатого колеса, поскольку при работе передачи нагрузка на каждый зуб уменьшается.
Кроме того, как указывалось выше, применение гипоидных передач позволяет корректировать компоновку трансмиссии и общую компоновку автомобиля.

Главная передача автомобиля ГАЗ-66-11

На автомобиле ГАЗ-66-11 (рис. 2 ) главная передача – гипоидная, смонтирована в отдельном картере редуктора, который свободно вставляется в отверстие картера моста и закрепляется болтами. Он может быть снят с автомобиля без отсоединения моста. Гипоидное смещение «Е» в передаче равно 32 мм , передаточное число – 6,83 .

Основные элементы конструкции главной передачи: картер 2 , ведущее зубчатое колесо 9 , ведомое зубчатое колесо 17 . Картер является базовой деталью. Он отлит из ковкого чугуна. В картере имеется контрольное отверстие, закрытое резьбовой пробкой 1 0 для заправки смазкой и контроля ее уровня.

Ведущее зубчатое колесо 9 главной передачи изготовлено как одно целое с валом. Его опорами являются два конических подшипника 8 , смонтированных в стакане 6 , и один цилиндрический подшипник 11 , установленный в гнезде картера.

Регулировку зацепления зубчатых колес осуществляют прокладками 5 . Регулировка в процессе эксплуатации не нарушается благодаря наличию предварительного натяга в подшипниках 8 .
В заднем мосте большое внимание уделено смазыванию конических подшипников ведущего зубчатого колеса. Смазочный материал к этим подшипникам подводится принудительно, для чего в картере установлена маслосъемная втулка, которая, соприкасаясь с ведомым зубчатым колесом, собирает масло и направляет его к подшипникам по специальному каналу.
Ведомое зубчатое колесо 17 прикреплено к корпусу дифференциала 3 корончатыми гайками.
Предварительный натяг подшипников 12 зубчатого колеса 17 регулируют гайками 15 и 20 . Этими гайками регулируют величину бокового зазора, а также величину и расположение пятна контакта в зацеплении гипоидных зубчатых колес.

Для предотвращения чрезмерных деформаций зубчатого колеса при передаче максимальных усилий в картере редуктора установлен упор 4 регулируемого типа. Он состоит из винта, напрессованной на него бронзовой втулки и гайки. В случае ослабления затяжки гайки необходимо регулировочный винт завернуть до отказа, затем отвернуть его на 1/6 оборота и законтрить гайку. Благодаря этому зазор между торцами ведомого зубчатого колеса 17 и втулкой упора будет восстановлен.

Для предотвращения повышения давления внутри картера моста при нагревании деталей и смазочного материала во время работы в картере устанавливают сапун – специальный клапан, соединяющий внутреннюю полость моста с атмосферой.

Применение конических и гипоидных зубчатых передач ограничено значением передаточного числа и несущей способностью зубчатого зацепления, поскольку при передаче значительного крутящего момента необходимо увеличивать модуль зуба, размеры зубчатых колес и общие габариты главной передачи. Это негативно сказывается на компоновке автомобиля и дорожном просвете, который существенно уменьшается при увеличении габаритных размеров средней части ведущего моста, в которой обычно располагается редуктор главной передачи.
Чтобы снизить нагрузку на зубья зубчатых колес и уменьшить габариты агрегатов на автомобилях большой грузоподъемности применяют двойные (двухступенчатые) главные передачи.