Тракторист категории «В»
Главная передача и дифференциал. Карданная передача
Карданная передача
Карданные передачи применяются в трансмиссиях автомобилей для передачи крутящего момента механизмам, валы которых не соосны или расположены под углом, причем взаимное положение их может меняться в процессе движения вследствие неровности дорожного покрытия. Карданные передачи применяются также для привода вспомогательных механизмов, например, лебедки. В ряде случаев связь рулевого колеса с рулевым механизмом осуществляется при помощи карданной передачи. Существуют конструкции легковых автомобилей, в которых связь коробки передач и главной передачи осуществляется торсионным валом, а карданные шарниры отсутствуют. Это возможно в автомобилях, где главная передача установлена в кузове, например, «Вольво-600». Карданная передача (рис. 70) состоит из:
• карданных шарниров;
• основного карданного вала,
• промежуточного карданного вала;
• промежуточной опоры.
На отечественных автомобилях применяют жесткие вильчатые шарниры неравных угловых скоростей (асинхронные, (рис. 71) на игольчатых подшипниках. В приводе к передним ведущим колесам, которые являются управляемыми, применяются шарниры равных угловых скоростей (синхронные). В них вращение от ведущей вилки к ведомой передается через шарики, которые перекатываются по круговым желобам вилок. Центральный шарик служит для центрирования вилок.
Упругие полукарданные шарниры устанавливают, главным образом, в карданных передачах легковых автомобилей. Жесткие полукарданные шарниры используют для компенсации неточности монтажа соединяемых механизмов в случае их установки на недостаточно жестком основании. На автомобилях повышенной проходимости карданная передача (рис. 72) передает крутящий момент от коробки передач к раздаточной коробке и уже от нее к ведущим мостам
Главная передача, дифференциал и полуоси
Главная передача служит для увеличения крутящего момента и изменяет его направление под прямым углом к продольной оси автомобиля, для передачи вращательного
движения от карданной передачи к ведущим колесам. Различают: одинарные конические главные передачи, состоящие из одной пары шестерен, и двойные, состоящие из пары конических и пары цилиндрических шестерен. Одинарные конические простые главные передачи применяют на легковых и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. В большинстве автомобилей применяют одинарные конические передачи с гипоидным зацеплением (рис. 73), когда ось ведущей шестерни расположена
ниже ведомой, что позволяет опустить ниже карданную передачу, убрав из салона легкового автомобиля канал расположения карданной передачи. Кроме того, утолщенная форма основания зубьев шестерен гипоидной передачи существенно повышает их нагрузочную способность и износостойкость. Ведущая малая коническая шестерня выполнена заодно
с валом и установлена на двух конических и одном цилиндрическом подшипниках. Ведомая большая коническая шестерня закреплена на коробке дифференциала и вместе с ней
установлена на двух конических подшипниках в картере заднего моста. Для обеспечения бесшумной и плавной работы применяют шестерни со спиральными зубьями.
Рис. 73. Главная передача автомобиля
Гипоидное зацепление шестерен обеспечивает снижение центра тяжести автомобиля. Двойные главные передачи устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности для повышения передаваемого крутящего момента. Дифференциал служит для передачи крутящего момента от главной передачи к полуосям автомобиля. Позволяет вращаться ведущим колесам с различной частотой вращения при повороте, либо на неровностях дороги, либо при различной степени сцепления колес с дорожным покрытием. Например, при пробуксовке, когда одно колесо находится на твердом покрытии, а другое — на рыхлом грунте.
На автомобилях применяют шестеренчатые конические дифференциалы (рис. 74), состоящие из:
• полуосевых шестерен;
• сателлитов с крестовиной;
• коробки дифференциала;
• ведомой шестерни главной передачи.
Когда автомобиль движется по ровной дороге, и ведущие колеса проходят равные пути, сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной, относительно своих осей не вращаются. Их зубья удерживают обе полуосевые шестерни и вращают их с одинаковой скоростью. Когда одно из ведущих колес начнет испытывать большее сопротивление с дорожным полотном, сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной, начинают перекатываться по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне. Для повышения проходимости автомобиля при движении по бездорожью применяют дифференциалы с принудительной блокировкой либо самоблокирующийся дифференциал. Ведущий элемент (корпус) дифференциала в момент включения блокировки жестко соединяется с полуосевой шестерней зубчатой муфтой, что обеспечивает вращение колес с одной угловой скоростью независимо от сцепления их с дорожным полотном. Полуоси служат для передачи крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам автомобиля. В зависимости от изгибающей нагрузки, приходящейся на полуоси, различают полностью нагруженные полуоси и полуразгруженные полуоси (рис.75). Полностью разгруженные полуоси устанавливаются свободно
внутри моста, а ступица колеса жестко соединяется с фланцем полуоси. Такие полуоси применяют на автомобилях средней и большой грузоподъемности, а также в автобусах.
Полуразгруженные полуоси опираются на подшипник, расположенный внутри балки моста, а ступица колеса жестко соединяется с фланцем полуоси. Такие полуоси применяются в задних ведущих мостах грузовых автомобилей малой грузоподъемности и легковых автомобилях. Колесные передачи используются на некоторых моделях большегрузных автомобилей с целью снижения нагрузок, приходящихся на механизмы ведущего моста. В качестве таких передач используются планетарные передачи, где крутящий момент передается через сателлиты от центральной (солнечной) шестерни полуоси к коронной шестерни ступицы. Нагрузочная способность и износостойкость таких передач весьма значительная, так как крутящий момент в ней распределяется на три потока через сателлиты и концентрируется на ступице колеса.
Привод управляемых ведущих колес и ведущие мосты
Привод управляемых ведущих колес служит для передачи крутящего момента от выходных валов дифференциала к ведущим передним колесам и обеспечивает возможность
управления движением автомобиля. На легковых автомобилях привод состоит из двух валов соответственно для правого и левого колес, каждый из которых имеет наружный и внутренний шарниры равных угловых скоростей. Применение двух шарниров обусловлено использованием независимой подвески передних колес. Внутренние шарниры обеспечивают перемещение колес при вертикальных ходах подвески в зависимости от профиля дорожного полотна, а наружные — при повороте колес относительно вертикальной оси для изменения направления движения автомобиля. Привод управляемого ведущего колеса (рис. 76) на грузовых автомобилях повышенной проходимости осуществляется через карданный шарнир равных угловых скоростей, ведущий кулак которого сделан за одно целое с полуосью.
Ведомый кулак шарнира заканчивается приводным валом колеса. Ступица колеса опирается на поворотную цапфу, которая в свою очередь установлена на шипах шкворня. Верхняя крышка, закрывающая опорный подшипник шкворня, является поворотным рычагом цапфы, связанным с рулевым управлением. Мосты автомобиля выполняют функции осей, на которых устанавливаются колеса. В зависимости от схемы трансмиссии мосты могут быть:
• ведущими;
• ведомыми с управляемыми колесами;
• ведущими с управляемыми колесами;
• поддерживающими.
Ведущий мост объединяет в одном агрегате:
• главную передачу;
• дифференциал;
• полуоси, которые конструктивно располагаются в одном картере ведущего моста.
При передаче крутящего момента механизмами ведущего моста, его картер испытывает реактивные усилия, которые стремятся провернуть мост против вращения колес. От
такого проворачивания ведущий мост удерживается подвеской и ее направляющими элементами. Подвеска передает на картер моста также и осевые усилия, возникающие при движении автомобиля. У двухосных автомобилей повышенной проходимости ведущими являются оба моста. У трехосных — ведущие два задних или все три моста.