Назначение и типы главных передач, их сравнительная оценка.

Назначение главной передачи — увели­чение крутящего момента и передача его ча полуоси, расположенные под углом 90° к продольной оси автомобиля. Ее кон­струкция должна быть компактной, а рабо­та плавной и бесшумной. Детали главной передачи испытывают большие нагрузки, поэтому необходима высокая точность при регулировании ее подшипников и зацеп­ления зубчатых колес. Главная передача, в которой использована одна пара зубча­тых колес, называется одинарной, две пары — двойной.

Одинарная главная передача (рис. 132), состоящая из пары находящихся в посто­янном зацеплении конических зубчатых колес, применяется преимущественно на легковых автомобилях и грузовых авто­мобилях малой и средней грузоподъем­ности. Шестерня в ней соединена с кар­данной передачей, а колесо — с коробкой дифференциала и через дифференциал — с полуосями. Одинарная главная пере­дача может быть с обычными коничес­кими (рис. 132, а) и гипоидными (рис. 132, б) зубчатыми колесами.

Преимуществом гипоидной передачи яв­ляется то, что ось ее шестерни располо­жена ниже оси ведомого колеса (оси заднего моста). Вследствие этого центр тяжести автомобиля ниже и лучше его устойчивость. Гипоидная передача имеет большие надежность, плавность и бес­шумность, чем передача с обычными кони­ческими зубчатыми колесами со спираль­ными зубьями.

Одинарные передачи с коническими зубчатыми колесами со спиральными зубьями применяют на автомобилях семейств ЗАЗ и УАЗ, а гипоидные оди­нарные передачи — на автомобилях ГАЗ-53-12, ГАЗ-3102 «Волга», семейства ВАЗ.

Двойные главные передачи устанавли­вают на автомобилях большой грузоподъ­емности и на некоторых автомобилях средней грузоподъемности, когда общее передаточное число трансмиссии должно быть значительным, так как передаются большие крутящие моменты. В двойной главной передаче (рис. 132, в) крутящий момент увеличивается последовательно двумя парами зубчатых колес, из которых одна — коническая, а другая — цилиндри­ческая. Общее передаточное число двойной передачи равно произведению передаточ­ных чисел составляющих пар.

25. Назначение и типы дифференциалов, их краткая характеристика.

Назначение дифференциала — обеспечить при необходимости разную частоту вра­щения ведущих колес.

При повороте автомобиля его внеш­ние и внутренние колеса за один и тот же отрезок времени проходят разные пути. Колесо, катящееся по внутренней кривой, проходит меньший путь, чем колесо, катя­щееся по внешней кривой. Следователь­но, внешнее колесо автомобиля должно вращаться несколько быстрее внутреннего. Аналогичное явление происходит и при прямолинейном движении, если задние ко­леса автомобиля имеют неодинаковые диа­метры, что вполне возможно при неравно­мерном распределении нагрузки в кузове, неодинаковом износе шин, различном внутреннем давлении воздуха в шинах или при движении по неровной дороге.

Чтобы ведущие колеса автомобиля мог­ли вращаться с различной частотой, их крепят не на одном общем валу, а на двух, называемых полуосями и соединенных од­на с другой специальным механизмом*— дифференциалом, подводящим к полуосям крутящий момент от главной передачи.

При наличии нескольких ведущих мостов возникает необходимость применения меж­осевого дифференциала. В основном применяют шестеренные, кулачковые и червячные дифференциалы. Дифференциал может быть простой или самоблокирующийся (дифференциал по­вышенного трения или с механизмом сво­бодного хода). Шестеренные дифферен­циалы относятся к простым, а кулачко­вые и червячные — к дифференциалам по­вышенного трения.

Дифференциал называют симметричным или несимметричным в зависимости от то­го, как распределяется крутящий момент между полуосями (поровну или нет).

Конический симметричный дифферен­циал наиболее широко применяется на ав­томобилях (рис. 137). Две чашки 1 и 5 дифференциала стянуты.болтами 6. На коробке дифференциала закреплено ведо­мое колесо главной передачи, приводящее ее во вращение. Между чашками диф­ференциала зажата крестовина 8, на ши­пах которой свободно посажены и могут вращаться прямозубые конические зубча­тые колеса, так называемые сателлиты 4, находящиеся в зацеплении с двумя коническими полуосевыми зубчатыми колесами 3. Последние внутренними шлицами соединену со шлицевыми концами полу­осей, свободно проходящих через отверс­тия в коробке дифференциала. На наруж­ных концах полуосей установлены колеса. Для уменьшения трения под торцовые поверхности сателлитов и полуосевых зубчатых колес подложены шайбы 2 и 7. При вращении коробки 7 (рис. 138) дифференциала она через сателлиты 5 и 9 полуосевые зубчатые колеса 2 и 6 врашают полуоси 1и 5. Передача крутя­щего момента происходит в следующем порядке: через ведомое колесо 3 главной передачи, коробку 7 дифференциала, ось 4 сателлитов, сателлиты 5 и 9, полу­осевые зубчатые колеса 2 и 6, полуоси 1 и 8. Сателлиты, кроме того, могут вращаться на своих осях, поэтому они могут изменять частоту вращения полу­осевых зубчатых колес относительно ко­робки дифференциала.

(Если сателлиты не вращаются на оси, то обе полуоси вращаются с одинаковой частотой вращения.,. Это происходит при - движении автомобиля по прямой и ровной дороге, когда задние колеса при одина­ковом сопротивлении качению проходят одинаковый путь и имеют, следовательно, одинаковую частоту вращения. При повороте автомобиля, например, вправо сателлиты 5 и 9 вращаются на своих осях с разными частотами и увеличивают час­тоту вращения полуосевого зубчатого ко­леса 2 и связанных с ним полуоси 1 и колеса. Одновременно частота вращения полуосевого зубчатого колеса 6 умень­шается. При этом понижается частота вращения полуоси 8 и колеса. Частота вращения коробки дифференциала всегда остается равной полусумме частот вра­щения левой и правой полуосей.

 

 

Межосевой дифференциал необходим в автомобилях с двумя ведущими задними мостами. В качестве примера рассмотрим межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320. Картер 12 (рис. 139, а) межосевого дифференциала прикреплен к картеру главной передачи промежуточ­ного моста. Передняя чашка 13 меж­осевого дифференциала болтами соедине­на с задней чашкой. Внутри помещен дифференциальный механизм, в который входят сателлиты с крестовиной, кони­ческие зубчатые колеса 23 привода про­межуточного моста и 24 привода заднего моста.

Зубчатое колесо 23 шлицами постоянно соединено с конической шестерней 17 главной передачи промежуточного моста, а колесо 24 — с валом 18, передающим вращение главной передаче заднего моста. Зубчатое колесо 23 имеет наружные зубья, с которыми в постоянном зацеп­лении находятся внутренняя зубчатая муфта 22 и муфта 21 блокировки диф­ференциала. При движении вилкой 15 муфты 22 вперед она скользит по наруж­ным зубьям внутренней муфты и входит в зацепление с наружными зубьями пра­вой чашки дифференциала, соединяя зуб­чатое колесо 23 с корпусом дифферен­циала. осуществляется блокировка меж- осевого дифференциала.

 

Внутренняя зубчатая муфта 22 имеет снаружи два зубчатых венца, причем тол­щина зубьев наружного венца на 0.4 му больше толщины зубьев внутреннего вен­ца, что потребует некоторого усилия для перемещения муфты 21 в исходное поло­жение — этим предотвращается самовы­ключение механизма блокировки. Для включения механизма блокировки роди­тель, открывая кран, направляет сжатый воздух между крышкой и мембраной 30 механизма блокировки (рис. 139, б). Мембрана, прогибаясь и преодолевая со­противление пружины 28. воздействует на стакан 29 и через пружину 27 передви­гает шток 25, а вместе с ним и вилку 15. При этом замыкаются контакты микро­выключателя 14, включающие контроль­ную лампу на щитке приборов. Прину­дительную блокировку дифференциала вы­полняют при движении по скользким и размокшим грунтовым дорогам.

 

Наличие дифференциала в приводе к ведущим колесам автомобиля иногда от­рицательно влияет на его проходимость. Если одно из ведущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое катится по сухому участку, то вследствие наличия дифференциала колесу, движуще­муся по сухому участку, нельзя передать значительный крутящий момент. Колесо, находящееся на скользком участке будет буксовать, а другое — стоять неподвижно. Ликвидировать этот недостаток можно блокировкой дифференциала, т. е. прину­дительно заставляя оба полуосевых зубча­тых колеса вращаться с одинаковой ско­ростью, соединив их между собой или одно из них с корпусом дифференциала, как это сделано в межосевом дифференциале автомобиля КамАЗ-5320 (рис. 139)

 

Дифференциал повышенного трения устанавливается на автомобиле ГАЗ-66-11. Сепаратор I (рис. 140) имеет два ряда отверстий, в которые в шахматном поряд­ке свободно вставлены 24 сухаря. На на­ружной и внутренней поверхностях сепа­ратора между рядами отверстий под суха­ри поставлены стопорные кольца, пред­отвращающие провертывание сухарей и удерживающие их от выпадения из сепа­ратора при сборке. Внутренние вершины сухарей упираются во внутреннюю звез­дочку 4, посаженную на шлицы левой полуоси, а наружные концы сухарей — в наружную звездочку 3, сидящую на шлицах правой полуоси.

Наружная звездочка 3 имеет шесть рав­номерно расположенных по внутренней окружности кулачков, а внутренняя звез­дочка 4 — два ряда кулачков по шесть в каждом ряду, размещенных в шахматном порядке.

Сепаратор, являясь ведущим элементом, связан через сухари со звездочками и при прямолинейном движении вращается вмес­те с ними. Полуоси могут иметь и раз­ные частоты вращения вследствие ра­диального перемещения сухарей 2 под дей­ствием кулачков одной из звездочек и со­ответствующего воздействия на кулачки другой звездочки. Однако при этом вслед­ствие повышенного трения между суха­рями и звездочками для проворачивания полуосей необходимо наличие значительной разницы в сопротивлении колес. Следова­тельно, в случае буксования одного из колес полная остановка другого колеса происходит реже. Звездочки и сухари из­готовляют из легированных сталей. Их трущиеся поверхности имеют высокую твердость.

 

 

 

 

 

Типы и устройство полуосей

Полуоси передают крутящий момент Т (Рис. 141) от дифференциала к ведущим колесам. Кроме того, к полуоси могут быть приложены изгибающие моменты от вертикальной реакции R_z на действие си­лы тяжести, приходящейся на колесо, от касательной реакции R_x, обусловленнойтяговой и тормозной силами, и от боковой силы /?„, возникающей при заносе, движе­нии на повороте или по дороге с попереч­ным уклоном, а также под действием бо­кового ветра. Полуоси, применяемые на современных автомобилях, в зависимости от конструкции внешней опоры, опреде­ляющей степень их нагруженности изги­бающими моментами, бывают двух ти­пов — полуразгруженные и разгруженные.

На грузовых автомобилях малой грузо­подъемности и на легковых автомобилях применяют обычно полуразгруженные по­луоси (рис. 141, а), у которых подшип­ник 2 установлен между полуосью 4 и её кожухом 3 на. расстоянии а_р от средней плоскости колеса. Благодаря этому реакции R_Z и R_X создают на плече а_р изгибающие моменты, действующие на по­луось соответственно в вертикальной и го­ризонтальной плоскостях, а боковая реак­ция — изгибающий момент, действующий в вертикальной плоскости на плече, рав­ном радиусу г колеса. На автобусах и грузовых. автомобилях средней и боль­шой грузоподъемности применяют пол­ностью разгруженные полуоси (рис. 141,б). В этом случае все изгибающие момен­ты воспринимаются подшипниками 6 и 7, установленными между ступицей 5 колеса и кожухом 3 полуоси, а полуось передает только крутящий момент.

Типичные конструкции полуосей пока­заны на рис. 142. Ступицу или диск ко­леса можно крепить к полуоси при помо­щи фланца (рис. 142, а). Этот способ крепления является наиболее распростра­ненным. Внутренний конец полуоси имеет шлицы, которые вставляют в полуосевое зубчатое колесо. Если полуось имеет шлицы не только на внутреннем, но и на наружном конце (рис. 142, б), то по­следние используют для установки фланца крепления полуоси со ступицей колеса.