8. Полуоси

8.1. Назначение. Классификация. Требования

Передача крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам в зависимости от типа подвески колес осуществляется с помощью цельных валов – полуосей или карданных передач. Полуоси применяют в приводе неуправляемых ведущих колес.

В зависимости от конструкции внешней опоры полуоси в балке моста и, следовательно, от испытываемых нагрузок, полуоси делят на полуразгруженные, разгруженные на ¾ и полностью разгруженные.

Конструкция полуосей должна обеспечивать:

1. отсутствие пульсации крутящего момента и частоты вращения при полном ходе колеса, допускаемого подвеской автомобиля;

2. предохранение механизмов ведущего моста от поломок при возникновении пиковых нагрузок, независимо от их происхождения;

3. выполнение общих требований.

Пульсация возникает при вращении полуосей с колебаниями. При этом изменяется соот­ношение между моментами и угловыми скоростями на левом и правом колесах, что отрицательно сказывается как на экс­плуатационных свойствах автомобиля, так и на долговечности агрегатов трансмиссии. Одним из способов предотвращения пульсации является изго­товление полуосей с необходимой жесткостью, определяемой уг­лом закручивания.

В эксплуатации при чрез­мерно больших динамических нагрузках могут возникнуть случаи, когда неизбежна поломка деталей механизмов ведущего моста. Полуось как легко и просто заменяемая деталь должна быть наи­более слабым звеном в системе механизмов привода к ведущим колесам автомобиля. Следовательно, при возникновении пиковых нагрузок полуось должна первой выходить из строя.

Выполнение этих требований до­стигается соответствующими конструктивными и технологичес­кими мероприятиями, в ходе которых определяются размеры по­луосей, материал, термообработка и др.

8.2. Нагрузки, воспринимаемые полуосями

Полуразгруженная полуось в качестве внешней опоры имеет один шариковый или конический роликоподшипник, установленный между полуосью и балкой моста.

Полуразгруженные полуоси воспринимают все силы, действующие на колесо: нормальную реакцию опорной поверхности , возникающую от нагрузки; продольную реакцию(– в тяговом режиме,– в тормозном); боковую реакцию, возникающую при заносе и повороте; изгибающие моменты от всех перечисленных сил и, кроме того, передают крутящий момент на ведущее колесо. Полуразгру­женные полуоси имеют наиболее простую конструкцию и поэтому применяются в задних мостах легковых автомобилей и грузовых малой грузоподъемности.

Разгруженная на ¾ полуось в качестве внешней опоры имеет один подшипник, установленный между ступицей колеса и балкой моста (кожухом полуоси).

При этом изгибающие моменты от действующих сил воспринимаются одновременно и полуосью и балкой моста. Доля нагрузок, приходящаяся на полуось, зависит от конструкции подшипника и его жесткости. Боковая реакциянагружает подшипник моментом, который вызывает его перекос и резко снижает срок его службы. Вследствие указанного недостатка полуоси такого типа имеют ограниченное применение.

Полностью разгруженные полуоси применяют в ведущих мостах автобусов и грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности. В качестве внешней опоры такая полуось имеет два роликовых или радиально-упорных шарикоподшипника, установленных между балкой моста (кожухом полуоси) и ступицей колеса.

Полностью разгруженная полуось теоретически нагружается только передаваемым крутящим моментом, либо тормозным (при торможении центральным трансмиссионным тормозом).

Однако вследствие деформации балки моста, неточности установки полуоси возможно возникновение деформации изгиба (σ ≈ 5  70 МПа).