Главная передача

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и передачи его к ведущим колёсам. Главная передача должна иметь минимальные габариты, высокий КПД и низкий уровень шума.

Классификация главных передач представлена в виде схемы рис.57, где показано деление их на два основных вида: одинарная и двойная.

Одинарная главная передача содержит одну зубчатую пару, двойная - две, при этом двойная передача моет быть центральной или разнесённой.

Центральная главная передача выполняется в виде одного узла, а разнесённая - состоит из двух частей – обычно одинарной передачи с одной зубчатой парой и колёсного редуктора.

Центральная двойная главная передача может быть одноступенчатой или двухступенчатой, аналогично коробке передач с возможностью переключения передач для увеличения диапазона передаточных чисел.

Иногда разнесённая передача выполняется с бортовым редуктором, в этом случае один бортовой редуктор передаёт вращение на все ведущие колёса одного борта.

Рассмотрим одинарную главную передачу. Червячная передача в настоящее время применяется редко. Передаточное число червяной пары определяется отношением числа зубьев червяного колеса к числу заходов червяка. Обычно число заходов червяка равно 4…5, а угол подъёма винтовой линии определяется из условия обеспечения обратимости червяной пары. Червячная передача имеет наименьшие размеры, бесшумна, обеспечивает высокую плавность зацепления и, следовательно, минимальные динамические нагрузки. КПД червячной передачи ниже, чем у других видов главных передач, и составляет величину 0,9…0,92. Это объясняется предельным скольжением зубьев, препятствующим созданию масляного клина. Червячная передача трудоёмка в изготовлении и требует применения дорогостоящей оловянистой бронзы.

Цилиндрическая передача обычно применяется для переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя. Передача может быть прямозубой (Ford Fiesta), косозубой (ВАЗ 2108 и Fiat Uno), шевронной (Honda) – КПД цилиндрической передачи не менее 0,98.

Коническая передача является наиболее распространённой для заднеприводных автомобилей и переднеприводных с продольной установкой двигателя. Чаще всего она выполняется со спиральным в большинстве случаев круговым зубом, нарезанным по дуге окружности резцовой головки. Такая передача появилась в 1913 г. Угол наклона зубьев определяет число зубьев, одновременной находящихся в зацеплении, и тем самым определяет давление и динамические нагрузки в зацеплении. Обычно для улучшения приработки зубьев их число на колесе и шестерне не кратко, поэтому передаточное число всех типов главной передачи выражается не целым числом. Зубья шестерни всегда имеют левое направление спирали. Осевые силы при этом складываются, но предотвращается ввинчивание шестерни на передачах переднего хода, что может вызвать заклинивание. КПД передачи со спиральным (круговым) ЗУБОМ – 0,97…0,98. Такие передачи применяются на грузовых автомобилях, в своё время устанавливались на легковом автомобиле «Победа-М20».

Коническая передача с прямым зубом в настоящее время не применяется. Она устанавливалась на автомобилях Ярославского завода в 30-х годах.

Гипоидная передача в отличие от конической имеет перекрещивающиеся валы, что позволяет понизить уровень пола легкового автомобиля. Передача появилась в 1925 году и применялась только на легковых автомобилях, впоследствии её применение распространилось и на грузовые автомобили.

На рис.58 показана гипоидная главная передача, цифрами обозначены: 1 – шестерня, 2 – колесо, 3 – дифференциал. Начальными поверхностями гипоидной пары служат гиперболоиды вращения (рис.58а), ось шестерни имеет смещение Е и диаметр начальной окружности колеса D_н (рис.58б). Смещение вниз, как на рис., применяется на легковых автомобилях, смещение вверх – на грузовых для того, чтобы вал сделать проходным на следующую ось.

Основное преимущество гипоидной передачи в том, что по сравнению с конической у неё более высокая прочность и бесшумность.

В гипоидных парах имеет место продольное и поперечное скольжение зубьев, что повышает сопротивление усталости. В конических передачах наблюдается усталостное выкрашивание в зоне чистого качения, то есть у полюса зацепления. В гипоидных передачах чистое качение отсутствует, есть скольжение при высоком давлении, а это требует применения специального гипоидного масла с присадками, препятствующими разрушению масляной плёнки.

КПД гипоидных передач несколько ниже, чем у конических, и составляет величину 0,96…0,97.

На рис.58в показана конструкция гипоидный главной передачи (ГАЗ 3102), 1 – шестерня, 2 – колесо, 3 – дифференциал.

Двойные главные передачи применяются, главным образом, на грузовых автомобилях и автобусах, для которых требуются высокие значения передаточных чисел. Схемы и конструкция двойных передач центрального типа показаны на рис.59, где на схемах а, б, в, г даны две проекции передачи, а также приведена в разрезе конструкция схемы а – первичная пара коническая с консольной шестерней, вторичная пара цилиндрическая. Обозначения: 1 – коническая шестерня, 2 – коническое колесо, 3 – цилиндрическая шестерня, 4 – цилиндрическое колесо, 5 – дифференциал.

Дифференциал

Дифференциал - это механизм, распределяющий крутящий момент между колёсами, мостами или бортами автомобиля.

Впервые дифференциал был установлен на паровом автомобиле в 1897 году. В дальнейшем дифференциалы получили широкое распространение, прежде всего в качестве межколёсных, хотя даже в 20-е годы еще выпускались автомобили без дифференциала, например, советский НАМИ-1.

Межколёсные дифференциалы позволяют вращаться колёсам с разными угловыми частотами на повороте, межколёсные дифференциалы обеспечивают работы трансмиссии автомобиля без циркуляции мощности, приводящей к появлению дополнительных нагрузок и износу шин.

Классификация дифференциалов представлена схемой рис.60, где деление на виды проводится по признакам: расположения (места установки), по распределению моментов. Отдельную группу образуют самоблокирующиеся дифференциалы, получившие широкое применение за последние годы, Самоблокировка - это свойство механизма автоматически менять распределение моментов между выходными валами.

На рис.61 показаны основные виды дифференциалов: а) симметричный конический дифференциал, б) симметричный цилиндрический дифференциал, в) несимметричный конический дифференциал, г) несимметричный цилиндрический дифференциал.

Симметричный дифференциал применяется как межколёсный, так как в этом случае требуется передача одинаковых моментов к колёсам. Несимметричный дифференциал может применяться как межосевой, в основном, для грузовых автомобилей, если требует распределить крутящий момент в определённом соотношении между осями.

Все показанные на рис.61 дифференциалы имеют постоянное соотношение моментов на ведомых валах.

Стремление получить необходимую характеристику дифференциала в зависимости от условий движения привело к созданию блокируемых и самоблокирующихся дифференциалов.

Принудительная блокировка дифференциала может по-разному выполняться конструктивно. Во многих случаях это устройство, позволяющее связывать одно полуось ведущего моста автомобиля с зубчатым колесом главной передачи. Дифференциал теряет свободу, полуоси оказываются жёстко соединёнными.

Предложены различные схемы и конструкции самоблокирующихся дифференциалов. К таковым, в частности, относится пульсирующий дифференциал конического типа. В отличие от обычного конического дифференциала, в котором усилие от оси сателлита равномерно распределяется между коническими шестернями полуосей, в пульсирующем – сателлит выполняется в виде трехзубой несимметричной детали, в зависимости от положения которой происходит периодическое изменение распределения моментов.

К самоблокирующимся относятся дифференциалы свободного хода двух видов: роликовые и кулачковые. Эти дифференциалы называют также обгонными, так как их свойства напоминают свойства муфты свободного хода. Строго говоря, такие дифференциалы не относятся к дифференциалам, так как они не подчиняются закономерностям кинематики дифференциала.

Достаточно широкое применение получили самоблокирующиеся дифференциалы повышенного трения. К таковым относятся очень популярные в современных автомобилях дифференциалы Torsen, схема и конструкция которых показана на рис.62. Это червячно-винтовой дифференциал с тремя парами сателлитов, установленных в гнёздах цилиндрической коробки. Каждая пара сателлитов связана цилиндрическими шестернями. Полуосевые шестерни 1 – винтовые, сателлиты 2 – червяные.

Дифференциал Torsen (Torsen Sensing) был предложен фирмой Gleason и в настоящее время применяется на легковых автомобилях Audi Quattro, Porsche 964 Carrera 4.

Дата добавления: 2015-10-31