Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

Г Л А В А IX

ГЛАВНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

§40. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ. КЛАССИФИКАЦИЯ

Кконструкции главных передач предъявляются следующие требования:

1 ) обеспечение необходимого передаточного числа или пере­ даточных чисел г оі и г0 2 (в двухступенчатой передаче) при мини­ мальных габаритах и весе с сохранением необходимых дорожных просветов;

237

2 ) высокий и мало меняющийся при изменении температуры іг скорости вращения к. и. д.;

3) высокая жесткость корпуса, опор, и валов. Классификация главных передач представлена в табл. IX. 1.

Большое распространение на автомобилях всех типов получили конические шестерни с криволинейным зубом. Червячные передачи находят ограниченное применение только на отдельных моделях автомобилей (в частности трехосных).

На легковых автомобилях и грузовых (грузоподъемностью до 3—4 т) применяются одинарные главные передачи, отличаю­ щиеся большой простотой. «

Двойные передачи, состоящие обычно из конической или гипоидной и цилиндрической пары, применяются на грузовых автомобилях преимущественно большой грузоподъемности и авто­ мобилях высокой проходимости.

Двухступенчатые главные передачи, позволяющие получить две ступени передаточных чисел в ведущем мосту, применяются на некоторых моделях грузовых автомобилей и седельных тяга­ чах средней и большой грузоподъемности. Применение двухсту­ пенчатых передач целесообразно при работе в горных условиях и переменных нагрузках (например, с прицепами).

§ 41. КОНСТРУКЦИИ ГЛАВНЫХ ПЕРЕДАЧ И ИХ АНАЛИЗ

Преимуществами гипоидных передач с перекрещивающимися осями по сравнению с обычными коническими, имеющими пере­ секающиеся оси,- являются:

1 ) смещение оси ведущей шестерни относительно ведомой (гипоидное смещение Е на рис. IX.2) на величину до 0,2 от диа­ метра начальной окружности ведомой шестерни, что позволяет при стандартной компоновке легкового автомобиля несколько снизить его центр тяжести;

2 ) больший диаметр ведущей шестерни и ее вала по сравнению с той же шестерней обычной конической пары с пересекающимися осями, имеющей то же і0 и рассчитанной на передачу того же мо­ мента, позволяющий получить более прочную и жесткую конструк­ цию, что способствует повышению ее долговечности и бесшум­ ности работы;

3)более бесшумная работа по сравнению с коническими пе­ редачами со спиральным зубом той же размерности;

4)наличие повышенного скольжения между зубьями гипоид­ ных передач, определяющее необходимость применения специаль­

ной гипоидной смазки с сернистыми, свинцовыми, фосфорными и другими присадками, образующей на поверхностях зубьев прочную пленку.

Одинарная гипоидная передача автомобиля с передаточным числом іо = 6,5 представлена на рис. IX. 1. Жесткость зацепления обеспечивается размещением ведущей шестерни 2 между двумя

238

подшипниками 1 и 3, из которых два подшипника 1 воспринимают как радиальные, так и осевые нагрузки, а подшипник 3 — только радиальные нагрузки. Упор 5 ограничивает перекос ведомой шестерни (колеса) по оси zz при передаче значительных моментов.

X

Рис. IX. 1. Одинарная главная передача гипоидного типа грузового автомобиля

Регулировка зацепления в осевых направлениях осуществл'я- ется по оси XX прокладками 6\ по оси zz регулировочными гай­

щей шестерни на двух радиально-упорных конических подшип­ никах 1 и 2. Для повышения жесткости зацепления вал ведущей шестерни имеет значительный диаметр и правый подшипник рас­ положен в непосредственной близости к ведущей шестерне.

Шестерни гипоидных передач и дифференциала покрываются противозадирной предохранительной пленкой из марганцово­ железного фосфата или меди. Эти покрытия предупреждают износ

239

\

Допустимое биение торна

не более 0,1нм на

Е--32

53,4

Рис IX.2. Одинарная главная передача гипоидного типа легкового автомобиля " (МЗМА-408)

240

и задиры, особенно в период приработки, однако, естественно, не могут компенсировать недостаток смазки.

Конструктивная схема двойной передачи трехосного автомо­ биля (средний проходной мост) с межосевым дифференциалом 2 изображена на рис. ІХ.З. Блокировка межосевого дифференциала осуществляется муфтой, перемещаемой тягой 3.

Момент от карданного вала подводится к фланцу 1. Передача осуществляется конической парой 4 с консольно расположенной ведомой шестерней и цилиндрической парой 5. Передача момента на смежный задний мост осуществляется валом 7 с фланцем 6. На корпусе межколесного дифференциала сидит ведомая шес­ терня 5. Подобная конструкция позволяет осуществить передачу момента на каждый из мостов одним карданным валом (проходной вал), что упрощает компоновку автомобиля. Заметим, что вес двойных передач больше, чем одинарных, рассчитанных на тот же момент.

На рис. IX.4 представлен ведущий мост грузового автомо­ биля (ЗИЛ-ІЗОВ) с двойной двухступенчатой передачей. Эта пе­ редача позволяет получить широкую гамму передаточных чисел, так как общее число передач равно произведению чисел ступеней основной и дополнительной коробок передач и главной пере­ дачи. При этом может отпасть необходимость в применении многоступенчатых коробок передач и дополнительных коробок. Включение отдельных передач осуществляется осевым перемеще­ нием шлицованной муфты 2 с помощью дистанционного привода (механического, гидравлического, пневматического, электри­ ческого) с места водителя. При перемещении муфты 2 вправо блокируется шестерня 1 на валу, что соответствует высшей пере­ даче, при перемещении муфты 2 влево блокируется шестерня 3 низшей передачи.

Бортовые передачи и планетарные редукторы в ступицах ко­ лес позволяют увеличить дорожный просвет, и поэтому применя­ ются на некоторых автомобилях высокой проходимости.

Благодаря наличию бортовых редукторов моменты в диффе­ ренциале и на полуосях снижаются, что позволяет уменьшить их размеры и вес. Ведущий и управляемый мост грузового авто­ мобиля (МАЗ) с бортовой передачей представлен на рис. X II.3.

Вслучае применения червячных передач упрощается привод

кмостам многоосных автомобилей и уменьшаются габариты пе­ редачи. Однако при обычных условиях эксплуатации червячные передачи .имеют меньший (по сравнению с коническими переда­ чами) к. п. д., значительно изменяющийся в зависимости от ско­ рости вращения, и дороже в производстве. Поэтому эти передачи применяются относительно редко.

Повышению долговечности главной передачи будет способство­ вать хорошая смазка подшипников. На рис. IX.2 представлен пример конструкций главной передачи с циркуляционной смаз­ кой подшипников ведущего вала.

242

Шестерни из малоуглеродистой стали подвергаются цемента­

Рис. IX.4.'Главная передача с дву­ мя ступенями передач

Величина к. п. д. т] для гипоидной пары подсчитывается по формуле (IX. 1).

Н~/ tg ßa

(IX. 1)

■l+ftgßl

243

где / Ä=! 0,05 — коэффициент трения между профилями зубьев;

Коническая пара с пересекающимися осями

Схема сил, действующих на коническую шестерню с криво­ линейным зубом, представлена на рис. IX.5. При этом результи­ рующая сила давления на зуб Р 2 принимается приложенной на

Рис. IX.5. Схема сил, действующих" на коническую шестерню ,с криволинейным зубом

среднем радиусе гх, равном

где г0 — радиус основания начального конуса шестерни; b — ширина шестерни; б — половина угла при вершине начального конуса.

Сила Р 2 разложена на составляющие: окружную силу Р = — ,

г х

силы Q'=P tg ß и R' — ■"cofß* • Проектируя силы Q' и R ’ на оси

XX и уу, где XX _!_ уу, получим осевую и радиальную силы, дей­ ствующие на шестерню.

244