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.

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Разделы

Остались вопросы по теме:

"Главная передача и дифференциал"

© 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

Материалы: http://stroy-technics.ru/article/glavnaya-peredacha-i-differentsial

Главная передача состоит из:

Главная передача и дифференциал заднеприводных автомобилей

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента и передачи его на полуоси колес под углом 90 градусов (рис.1).

Рис. 1 Главная передача с дифференциалом

1 - полуоси; 2 - ведомая шестерня; 3 - ведущая шестерня; 4 - шестерни полуосей; 5 - шестерни-сателлиты

Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги. Иными словами 100% крутящего момента, который приходит на дифференциал, могут распределяться между ведущими колесами как 50 на 50, так и в другой пропорции (например, 60 на 40). К сожалению, пропорция может быть и 100 на 0. Это означает, что одно из колес стоит на месте (в яме), а другое в это время буксует (по сырой земле, глине, снегу). Что поделаешь! Ничто не бывает абсолютно правильным и идеальным, зато данная конструкция позволяет автомобилю поворачивать без заноса, а водителю не менять каждый день напрочь изношенные шины.

Рис. 2 Схема работы главной передачи

1 - фланец; 2 - вал ведущей шестерни; 3 - ведущая шестерня; 4 - ведомая шестерня; 5 - ведущие (задние) колеса; 6 - полуоси; 7 - картер главной передачи

Конструктивно дифференциал выполнен в одном узле вместе с главной передачей (рис. 2) и состоит из:

• двух шестерен полуосей,
• двух шестерен сателлитов.

Главная передача и дифференциал переднеприводных автомобилей

В автомобиле с приводом на передние колеса, крутящий момент не уходит так далеко от двигателя, как в автомобиле с задним приводом. Все агрегаты трансмиссии сконцентрированы под капотом машины и объединены в один большой узел агрегатов. Механизм сцепления `зажат` в кожухе между двумя `монстрами` - двигателем и коробкой передач, которая, в свою очередь, содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач.

Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля

I - двигатель; II - сцепление; III - коробка передач; IV - главная передача и дифференциал; V - правый и левый приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей; VI - ведущие (передние) колеса

1.Привод правого переднего колеса; 2. Коробка передач; 3. Привод левого переднего колеса; 4. Корпус наружного шарнира; 5. Стопорное кольцо обоймы шарнира; 6. 18.Обойма шарнира; 7. 19.Сепаратор шарнира; 8. 17.Шарик шарнира; 9. Наружный хомут чехла; 10. 15.Защитный чехол шарнира; 11. Упорное кольцо; 12. 14.Вал привода левого колеса; 13. Внутренний хомут чехла; 14. Фиксатор внутреннего шарнира; 15. 20.Стопорное кольцо обоймы внутреннего шарнира; 16. 21.Буфер вала; 17. 22.Корпус внутреннего шарнира; 18. 23.Стопорное кольцо полуосевой шестерни.

В корпусе шарнира и в обойме выполнены радиусные дорожки качения, кривизна которых имеет меридианальное направление. В этих дорожках располагаются шарики, соединяющие между собой корпус 4 и внутреннюю обойму 6. Шарики помещены в окнах сепаратора 7 и удерживаются им в одной плоскости. Вследствие этого происходит центрация внутренней обоймы и корпуса шарнира. Рабочий угол поворота наружного шарнира до 42'. Внутренняя обойма насажена на шлицы вала 8 до упора в кольцо 11. Удерживается обойма на шлицах вала стопорным кольцом 5. Сепаратор имеет сферическую поверхность и окна под шарики. Он обеспечивает синхронность вращения соединяемых шарниром валов за счет установки шариков в бессекторной плоскости угла пересекающихся осей звеньев шарнира, то есть выполняет роль делителя. Вследствие этого, независимо от угла поворота шарнира. шарики всегда удерживаются в плоскости постоянной частоты вращения. Одновременно через сепаратор передается крутящий момент. Для герметизации полости шарнира применяется гофрированный резиновый чехол 10, который на корпусе шарнира и на валу 12 привода колеса крепится хомутами 9 и 13. Герметичность мест посадки чехла обеспечивается кольцевыми канавками на корпусе шарнира, в которые вдавливается чехол при затягивании хомута. С другой стороны канавки выполнены в самом чехле, они создают лабиринтное уплотнение. Осевое фиксирование чехла на валу достигается упорными буртиками на валу привода. Стягивающие хомуты выполнены из стальной ленты, на которой выштампованы три гнезда и один фиксирующий зуб. Два гнезда служат для стягивания хомута специальным приспособлением, в третье заходит фиксирующий зуб. На шлицевой наконечник корпуса шарнира насаживается ступица переднего колеса. Она крепится самоконтрящейся гайкой. Внутренний шарнир соединяется с полуосевой шестерней дифференциала. Он имеет незначительные конструктивные отличия по сравнению с наружным шарниром. Это прежде всего тем, что дорожки в корпусе шарнира и в обойме выполнены прямыми, а не радиусными, что позволяет деталям шарнира перемещаться в продольном направлении. Это необходимо для компенсации перемещений, вызванных колебаниями передней подвески и силового агрегата. Продольное перемещение обоймы в корпусе шарнира ограничивается с одной стороны проволочным фиксатором 16, с другой - пластмассовым буфером 18. Фиксатор установлен в канавку корпуса шарнира, а буфер в торец вала привода колеса. Хвостовик корпуса шарнира соединяется при помощи шлиц с полуосевой шестерней дифференциала. Полуосевая шестерня удерживается на шлицах вала стопорным кольцом 23. Защита деталей шарнира от воздействия влаги и грязи осуществляется таким же образом, как и у наружного шарнира. При сборке карданных шарниров в них закладывается специальная смазка ШРУС-4. При эксплуатации автомобиля замена смазки не производится, если чехлы обеспечивают герметичность шарниров. Приводы передних колес работают в наиболее тяжелых и неблагоприятных условиях, так как они расположены в зоне наибольшего воздействия влаги и грязи и передают крутящий момент на колеса под постоянно изменяющимися углами и нагрузками. Высокая точность изготовления деталей шарниров, применение высококачественных материалов и смазки обеспечивают надежную работу узла и в этих условиях, но только при сохранении герметичности шарниров. Поэтому необходимо периодически проверять состояние защитных чехлов и хомутов, чтобы своевременно обнаружить на них трещины, деформации или следы задевания о дорожное покрытие и принять меры по их замене. Этим самым предупреждается преждевременное изнашивание шарниров.

Материалы: http://auto-likbez.net/pages/view/62.html

Главная передача состоит из следующих частей:

Крутящий момент от коленвала через сцепление, коробку передач и карданную передачу передаётся на косозубые шестерни, пребывающих в постоянном зацеплении.

Если колёса будут вращаться с равномерной угловой скоростью, поворот автомобиля станет просто невозможен, так как колёса должны будут пройти неодинаковое расстояние во время такого манёвра.

Проверить это можно, если взять игрушечную машинку, задние колёса которой связаны между собой жёсткой осью, и прокатить её по полу. После этого паркет в вашем доме немного пострадает. В момент любого поворота одно из колёс машинки непременно будет проскальзывать, оставляя при этом за собой чёрный след.

Давайте вспомним, какие следы оставляет любой реальный автомобиль при повороте, когда у него мокрые колёса. Если рассматривать эти следы внимательно, можно заметить, что внешнее от центра поворота колесо всегда проходит намного большее расстояние, чем внутреннее. Если бы каждому из колёс передавалось равное число оборотов, то поворот автомобиля без чёрных следов на «паркете» не был бы возможен. Таким образом, в настоящем автомобиле, в отличие от игрушечного, имеется определённый механизм, который даёт возможность делать повороты, не чертя резиной по асфальту. И механизм этот называется дифференциалом.

Дифференциал применяется для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колёс во время поворотов автомобиля и движению по неровностям дороги. Дифференциал даёт возможность колёсам вращаться с различной угловой скоростью, и проходить при этом разный путь без проскальзывания по дороге. Другими словами, 100% крутящего момента, приходящегося на дифференциал, могут быть распределены в различных пропорциях между ведущими колёсами. К сожалению, пропорция может составить 100 к 0. Одно колесо будет буксировать, а другое стоять на месте. Конструкция не является совершенной, однако, благодаря ей, колёса автомобиля могут поворачиваться без заноса, и водителю не приходится ежедневно менять полностью стёртые шины.

Конструктивно дифференциал располагается в том же узле, что и главная передача, и состоит он из:

1. Двух шестерён полуосей
2. Двух шестерён сателлитов.

Главная передача и дифференциал автомобилей с передним приводом

У автомобилей с передним приводом главная передача и дифференциал находятся в корпусе коробки передач. В этих автомобилях двигатель находится поперёк оси движения, что означает, что сначала крутящий момент от двигателя передаётся в плоскости вращения колёс. По этой причине не нужно изменять направление крутящего момента на 90 градусов, как это приходится делать на заднеприводных автомобилях. Между тем, функция увеличения крутящего момента и распределения его по осям остаётся неизменной даже в этом случае.

Чаще всего, встречающиеся неисправности главной передачи и дифференциала:

• Шум во время движения на большой скорости возникает при износе шестерён, их неправильной регулировки или при отсутствии масла в картере главной передачи.
• Для того, чтобы устранить эту неисправность, требуется отрегулировать зацепление зацепление шестерён, заменить износившееся детали и восстановить уровень масла.
• Протекание масла может происходить через сальники и неплотные соединения. Исправить эту неполадку можно заменив сальники и подтянув крепления.

Эксплуатация главной передачи и дифференциала

Как и для прочих шестерёнок, для шестерней главной передачи и дифференциала требуется смазка.

Несмотря на то, что все детали главной передачи и дифференциала являются на первый взгляд весьма массивными «железяками», их запас прочности далеко не безграничен. По этой причине рекомендации, касающиеся резких стартов и торможений, слишком грубых включений сцепления и любой другой перегрузки машины всё ещё в силе.

Все трущиеся детали и зубья шестерён в том числе постоянно должны смазываться. По этой причине в картер заднего моста или в картер блока (в зависимости от того, заднеприводный автомобиль или переднеприводный), заливается масло, уровень которого необходимо время от времени контролировать.

Масло, в котором производится работа шестерней, может «утекать» через неплотности в соединениях, а также через изношенные маслоудерживающие сальники.

Помимо этого, должна поддерживаться постоянная связь картера и атмосферы. Когда в абсолютно закрытой коробке с шестерёнками и маслом начинает выделяться тепло, что нельзя избежать при работе механизмов, внутреннее давление очень быстро увеличивается, и масло непременно находит выход наружу. Для того, чтобы избежать необходимости доливать масло несколько раз в день, необходимо знать о такой маленькой детали любого картера, как сапун. Сапун — это подпружиненный колпачок, который прикрывает вентиляционное отверстие. После определённого времени он начинает «залипать», из-за чего может быть потеряна связь картера с атмосферой. Чтобы этого избежать, нужно при замене масла провернуть колпачки и восстановить работоспособность пружин всех сапунов. Это прибавит шанс прекращения небольших утечек масла.

Как правило, среднестатическому водителю нелегко разобраться в той звуковой гамме, которые издаёт автомобиль с неисправными системами. Иметь просто хороший слух недостаточно, необходимо понимать, что означают «похрустывания», «завывания», «поскрипывания, которые иногда доносятся из некоторых зон автомобиля.

Тем не менее, сузить район поиска неисправностей под силу каждому водителю. Если есть подозрение, что трансмиссия неисправна, необходимо поднять одно из ведущих колёс домкратом, запустить двигатель, включить передачу, и заставить вращаться это колесо. Посмотрите, как всё двигается, и прислушайтесь ко всем подозрительным звукам. Затем проделайте то же самое с колесом с другой стороны. Если шум слишком высок или имеются другие серьёзные неисправности, необходимо обратиться к мастеру, которому вы сможете сказать, с какой стороны у вашего автомобиля проблемы.

Материалы: http://mashintop.ru/articles.php?id=1225