>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Устройство автомобиля

4.5. Главные двойные передачи

Наибольшее передаточное число, которое можно получить, применив одинарную зубчатую передачу, ограничивается диаметром ведомого зубчатого колеса. Для того чтобы передаточное число было больше 6,7, применяются главные двойные передачи. Они позволяют обеспечить практически любое передаточное число и создавать проходные передачи, предусмотренные конструкцией трансмиссии. Главные двойные передачи устанавливаются на автомобилях большой грузоподъемности, когда общее передаточное число трансмиссии должно быть значительным, так как передаются крутящие моменты большой величины. В главной двойной передаче крутящий момент увеличивается последовательно двумя парами зубчатых колес, одна из которых — коническая, а другая — цилиндрическая. Общее передаточное число двойной передачи равно произведению передаточных чисел составляющих пар.

Центральная главная двойная передача автомобилей ЗИЛ-4314.10 (рис. 99) состоит из следующих элементов:

• ведущего конического зубчатого колеса, изготовленного как одно целое с валом, который получает крутящий момент от карданной передачи;
• ведомого конического зубчатого колеса со спиральными зубьями, которое крепится к фланцу промежуточного вала заклепками;
• промежуточного вала с косозубым цилиндрическим зубчатым колесом (ведущим), изготовленным как одно целое с валом;
• ведомого цилиндрического косозубого колеса, которое крепится болтами к корпусу коробки дифференциала, состоящего из левой и правой чашек.

Рис. 99.
Ведущий мост автомобиля ЗИЛ-4314.10:
1 — фланец; 2 — манжета; 3, 15, 18 и 32 — крышки; 4 — шайба; 5 — уплотнительная прокладка; 6, 9, 14, 24 и 31 — роликоподшипники; 7 — стакан; 8 — регулировочные шайбы; 10 и 13 — регулировочные прокладки; 11 — коническое ведущее зубчатое колесо; 12 — коническое ведомое зубчатое колесо; 16 — цилиндрическое ведущее зубчатое колесо; 17— картер главной передачи; 19 и 29 — опорные шайбы; 20 — правая чашка дифференциала; 21 — цилиндрическое ведомое зубчатое колесо; 22 — полуосевое зубчатое колесо; 23 — левая чашка дифференциала; 25 — регулировочная гайка; 26 — полуось; 27 — картер моста; 28 — сателлит; 30 — крестовина; 33 — распорная втулка

Опорами вала ведущего конического зубчатого колеса служат роликоподшипники, расположенные в стакане, прикрепленном болтами к картеру главной передачи. Опорами промежуточного вала ведущего цилиндрического зубчатого колеса являются конические роликоподшипники, которые размешены в боковых крышках картера главной передачи. Для регулировки подшипников предусмотрены регулировочные прокладки. Коробка дифференциала вращается на двух конических роликоподшипниках, закрытых крышками. Эти роликоподшипники регулируются специальными гайками.

Разнесенная главная двойная передача (рис. 100) состоит из центральной главной конической передачи и двух колесных редукторов. Разделение второго элемента главной передачи надвое и разнесение этих половин к колесам существенно осложняют и утяжеляют конструкцию, но в то же время дают следующий ряд преимуществ:

Рис. 100.
Задний мост автомобиля MA3-5335 и его элементы:
а — кинематическая схема; б — конструкция; в — колесный редуктор; г — детали колесного редуктора; д — главная передача и дифференциал;
1 — солнечная шестерня; 2 — сателлит; 3 — наружная чашка водила; 4 — коронное ведомое зубчатое колесо; 5 — ступица заднего зубчатого колеса; 6 — полуось; 7 — колесный редуктор; 8 — тормозной механизм задних колес; 9 — стопорный штифт кожуха полуоси; 10 — кожух полуоси; 11 — центральный редуктор; 12 — тормозной разжимной кулак; 13 и 16 — крышки; 14 и 22 — стопорные кольца; 15 — упорный сухарь; 17 — ось сателлита; 18 — подшипник сателлита; 19 — стопорный болт оси сателлита; 20 — пробка заливного отверстия; 21 — контргайка подшипника ступицы; 23 — гайка подшипника ступицы; 24 — кожух полуоси; 25 — упор зубчатого колеса; 26 — внутренняя чашка водила; 27 — полуосевое зубчатое колесо; 28 — сателлит дифференциала; 29 — крестовина дифференциала; 30 — цилиндрический роликоподшипник; 31 — конический подшипник зубчатого колеса; 32 — фланец; 33 — манжета; 34 — регулировочные прокладки; 35, 37 — зубчатые колеса; 36 — картер редуктора; 38 — ограничитель зубчатого колеса; 39 — правая чашка дифференциала; 40 — демонтажный болт картера

• уменьшение вертикальных размеров центральной части передачи тем, что в ней находится одна лишь коническая пара с небольшим диаметром ведомого зубчатого колеса;
• увеличение дорожного просвета автомобиля путем поднятия оси главной передачи над осью колес;
• уменьшение диаметра приводных валов;
• уменьшение реактивного момента, воспринимаемого средней частью балки моста.

Это обусловливает широкое применение разнесенных главных передач, в частности, на грузовых автомобилях и автобусах большой массы. При этом в большинстве случаев применяются планетарные редукторы, которые благодаря малым размерам удается разместить внутри обода колеса.

Двойная разнесенная главная передача (автомобиль MA3-5335) состоит из главной конической передачи, установлен в картере заднего моста. Колесный редуктор состоит из следующих элементов:

• солнечной шестерни;
• коронного (ведомого) зубчатого колеса, которое жестко крепится к ступице колеса;
• водила, состоящего из двух чашек, на которых крепятся оси сател-литных зубчатых колес, жестко прикрепленных к кожуху полуосей;
• трех сателлитных зубчатых колес, сидящих на неподвижных осях водила.

Крутящий момент от полуоси передается на солнечную шестерню, а от нее через три сателлита и коронное зубчатое колесо на ступицу колеса. Передаточные числа колесного редуктора определяются отношением числа зубьев коронного зубчатого колеса и солнечной шестерни, поэтому изменением указанных чисел зубьев может быть получен ряд передаточных чисел при сохранении межосевого расстояния. Сателлиты не влияют на передаточное число.

Конические и гипоидные зубчатые пары очень чувствительны к нарушению расчетного взаимного расположения контактирующих профилей зубьев, при нарушении которого увеличивается уровень шума передачи, снижается КПД и срок службы. Неправильное взаимное расположение зубчатых колес может иметь место вследствие неточной регулировки при сборке или из-за упругих прогибов деталей под действием рабочих нагрузок. Для уменьшения прогибов необходимо увеличивать жесткость главной передачи, которая зависит от конструкции подшипниковых узлов, типа применяемых подшипников, длины консольных участков, плотности посадки деталей и т. п.

Поскольку валы главных передач испытывают большую осевую нагрузку, в их конструкциях применяются радиально-упорные подшипники. Для увеличения жесткости главной передачи их располагают так, чтобы вершины конусов, образованных нормалями к рабочим поверхностям подшипников, находились снаружи подшипникового узла. Такое расположение требует применения разных по размерам (из-за неравномерности нагрузок на подшипники) подшипников и позволяет существенно увеличить жесткость подшипникового узла, уменьшая прогиб зубчатого колеса под действием радиальной силы, возникающей в зацеплении.

Дополнительное увеличение жесткости дает раздвижение подшипников на некоторое расстояние. При консольной конструкции ведущего конического зубчатого колеса это применяется всегда. Радикально увеличивает жесткость ведущего зубчатого колеса устранение консоли путем установки дополнительного (обычно третьего) подшипника.

Очень важным в повышении жесткости подшипникового узла является предварительный натяг подшипников, который устраняет зазоры и создает начальное сжатие тел качения. В результате предварительного натяга подшипников при сборке на тела качения подшипников действуют радиальные и осевые силы, которые после приложения рабочей нагрузки перераспределяются между подшипниками, а внутри подшипника — между телами качения.

Регулирование подшипников ведомых валов (коробка дифференциала) осуществляется с помощью специальных гаек, которые стопорятся после регулировки пластинами, имеющими выступ, входящий в паз между специальными торцевыми зубьями гаек.