Главная передача

Лабораторная работа № 5

ГЛАВНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Цель работы: изучение конструкций шестеренных главных передач, межколесного дифференциала автомобилей и автобусов, а также их полу­осей.

Оборудование и инструменты: разрезные механизмы и макеты главных передач, дифференциалов и полуосей автомобилей ГАЭ-3307, МАЭ-5335 и автобусов МАЗ-103; плакаты и видеоматериалы, иллюстрирующие устройст­во изучаемых механизмов.

Требуется:

1. Изучить и описать типы одинарных и двойных главных передач.

2. Изучить устройство, принцип работы и привести схему межколесного дифференциала.

3. Изучить устройство и привести схему ведущего моста автобуса МАЗ-103.

Выполнение работы

Типы одинарных и двойных главных передач. Главная передача увеличивает подводимый к ней крутящий момент и передает его через дифференциал и полуоси к ведущим колесам автомоби­ля. Межколесный дифференциал обеспечивает вращение колес ведущего моста автомобиля с разными скоростями.

В автомобилях с передним расположением двигателя и задним ведущим мостом, а также в многоприводных автомобилях главную передачу разме­щают в картере ведущего моста, в переднеприводных автомобилях и в ав­томобилях с задним расположением двигателя - в общем картере с короб­кой передач.

По числу рабочих пар, находящихся в зацеплении, передачи делят на одинарные (крутящий момент передается одной парой зубчатых колес) и двойные (крутящий момент передается двумя или более парами зубчатых колес).

Одинарные. Цилиндрическая главная передача применяется в переднеприводных легковых автомобилях при поперечном расположении двигателя и разме­щается в общем картере с коробкой передач и сцеплением. Ее передаточное число 3,5-4,2, а шестерни могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндрическая главная передача имеет высокий КПД - не менее 0,98, но она уменьшает дорожный просвет у автомобиля и более шумная, чем другие главные передачи.

Коническая главная передача (рисунок 5.1, а) применяется на легко­вых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемно­сти. Оси

ведущей 7 и ведомой 2 шестерен в конической главной передаче лежат в одной плоскости и пересекаются, а шестерни выполнены со спи­ральными зубьями. Передача имеет повышенную прочность зубьев шесте­рен, небольшие размеры и позволяет снизить центр тяжести автомобиля. КПД конической главной передачи со спиральным зубом - 0,97-0,98. Пере­даточные числа конических главных передач 3,5-4,5 у легковых и 5-7 - у грузовых автомобилей и автобусов.

Рисунок 5.1- Главные передачи: а, б, в – одинарные; г, д – двойные; е – редуктор; 1 – ведущая шестерня; 2 - ведомая шестерня; 3 – червяк; 4 – червячная шестерня; 5- коническая шестерня; 6 – цилиндрическая шестерня; 7 – полуось; 8 – солнечная шестерня; 9 – сателлит; 10 – ось; 11 – коронная шестерня

Гипоидная главная передача (рисунок 5.1,б) имеет широкое приме­нение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей 7 и ведомой 2 шестерен гипоидной главной передачи в отличие от конической не лежат в одной плоскости и не пересекаются, а перекрещиваются. Передача может быть с верхним или нижним гипоидным смещением. Передаточные числа гипоидных главных передач - 3,5-4,5 у легко­вых автомобилей, 5-7 - у грузовых автомобилей и автобусов. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочная и бесшумная, име­ет высокую плавность зацепления, малогабаритная. Ее можно применять на грузовых автомобилях вместо двойной главной передачи. Она имеет КПД, равный 0,96-0,97. Однако гипоидная главная передача требует высокой точности изготовления, сборки и регулировки.

Червячная главная передача (рисунок 5.1, в) может быть с верхним или нижним расположением червяка 3 относительно червячной шестерни 4, имеет передаточное число 4-5 и в настоящее время используется редко. Ее применяют на некоторых многоосных многоприводных автомобилях. По сравнению с

другими типами червячная главная передача меньше по разме­рам, более

бесшумная, обеспечивает более плавное зацепление и мини­мальные динамические нагрузки. Однако передача имеет наименьший КПД (0,9-0,92) и по трудоемкости изготовления и применяемым материалам (оловянистая бронза) является самой дорогостоящей.

Двойные. Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндриче­ских шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шес­терен.

В центральной главной передаче (рисунок 5.1, г) коническая 5 и ци­линдрическая 6 пары шестерен размещены в одном картере в центре веду­щего моста. Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.

В разнесенной главной передаче (рисунок 5.1, д) коническая пара шестерен 5 находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 - в колесных редукторах. При этом цилиндрически шестерни соединяются полуосями 7 через дифференциал с конической парой шесте­рен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси 7 подводится к колесным редукторам.

Широкое применение в разнесенных главных передачах получили од­норядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор состоит из прямозубых шестерен (рисунок 5.1, е) - солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепле­ние с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущих колес передается через дифференциал, полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.

Устройство, принцип работы и схема межколесного дифференциала.

Дифференциалом называется механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими моста­ми автомобиля. Дифференциал служит для обеспечения ведущим колесам разной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах. Разная скорость вращения ведущих колес, проходящих раз­ный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и

буксования. В противном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и износ шин.

Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным. Дифференциал, который распределяет крутящий момент двигателя между ведущими мос­тами автомобиля, называется межосевым.

Межколесный конический симметричный дифференциал состоит из корпуса, сателлитов, полуосевых шестерен, которые соединены полуосями с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, закре­пленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля - четыре са­теллита, размещенных на шипах крестовины, также закрепленной в корпусе дифференциала.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге (рисунок 5.2, а) ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встре­чают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шес­терни вращаются как одно целое. Сателлиты 3 не вращаются вокруг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни 4, и на оба ведущих колеса пере­даются одинаковые крутящие моменты.

Рисунок 5.2 - Работа дифференциала при движении автомобиля: а - по прямой; б - на по­вороте; 1, 4 - шестерни; 2 - корпус; 3 - сателлит

При повороте автомобиля (рисунок 5.2, б) внутреннее по отношению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колесо, и вращается медленнее, а вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с раз­ными скоростями, что и необходимо при движении на повороте.

При движении автомобиля по неровной дороге ведущие колеса также

встречают разные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качение без проскальзывания и буксования.

Для устранения этого недостатка применяют принудительную блоки­ровку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается. В ре­зультате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих ко­лесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20- 25 % во время движения в реальных дорожных условиях.

Устройство и схема ведущего моста автобуса МАЗ-103. Задний ведущий мост МАЗ-103 (рисунок 5.3.) выполнен по классиче­ской схеме с двойной разнесенной главной передачей и смещенным от по­перечной оси моста коническим редуктором. Он состоит из картера, цен­трального конического редуктора, планетарных колесных передач и коло­дочных тормозов.

Рисунок 5.3 - Ведущий мост МАЗ-103: / - контрольная пробка; 2 - крышка колесной передачи; 3 - сухарь; 4 - упор; 5 - ведущая шес­терня; 6- водило; 7- контргайка; 8 - подшипники ступицы; 9, 15 - манжеты; 10- маслоулови­тель; 11 - тормозная колодка; 12- пружина; 13,17 ~ сферический подшипник; 14 опора ку­лака передняя; 16- кулак разжимной; 18 - задняя опора кулака; 19- масленка; 20 - регулиро­вочный рычаг; 21 - кронштейн тормозной камеры; 22 - картер моста; 23 - конический редук­тор; 24 - контрольный клапан; 25 - щит тормоза; 26 - суппорт; 27 - ось колодки; 28 - бронзо­вая втулка; 29 - датчик АБС; 30 - тормозной барабан; 31 - болт; 32 - цапфа; - сгупица; 34 - полуось; 35 - ступица ведомой шестерни; 36 - гайка, 37 - ведомая шестерня; 38 – подшипник; 39 сателлит; 40 ось сателлита

Ведущий мост МАЗ-105 по устройству аналогичен мосту МАЗ-10З и представляет собой зеркальное отражение моста МАЗ-103 относительно продольной оси автобуса.

Колесная передача представляет собой планетарный редуктор, состоя­щий из прямозубых цилиндрических шестерен с внешним и внутренним зацеплением. Ведущая шестерня 5 установлена на шлицах полуоси 34. Че­тыре сателлита 39 на подшипниках 38 установлены в гнезда водила 6. Во­дило жестко связано со ступицей колеса 33. Ведомая шестерня 37 через ступицу 35 жестко соединена с цапфой 32, от осевого перемещения ступица удерживается гайкой 36. Перемещение полуоси 34 ограничивается сухарем 3 и упором 4.

Ступица заднего колеса 33 установлена на цапфе 32 на роликовых ко­нических подшипниках 8. Регулировка подшипников 8 осуществляется гай­кой 36, которая стопорится контргайкой 7. Манжеты 9 не допускают попа­дания масла из картера моста к колодочным тормозам. Цапфа 32 крепится к картеру моста болтами 31. На болты ступицы 33 установлен тормозной ба­рабан 30. В крышку колесной передачи 2 ввернута контрольная пробка 1 и пробка для слива масла.

Колодочные тормоза размещены между суппортом 26 и тормозным ба­рабаном 30. Колодки 11 устанавливаются на осях 27 в суппорте 26 на брон­зовых втулках 28 и прижимаются к профилю разжимного кулака 16 стяж­ной пружиной 12. Кулак 16 установлен в опорах 14 и 18 на сферических подшипниках 13 и 17. На конце разжимного кулака 16 установлен регули­ровочный рычаг 20, внутри которого расположен механизм для автоматиче­ского поддержания установленного зазора между колодками 11 и тормоз­ным барабаном 30.

Маслоуловитель 10 служит для сбора и отвода наружу по каналу в сту­пице 33 просочившегося через манжеты 9 масла. Масленка 19 предназначе­на для подвода смазки к сферическим подшипникам опоры разжимного ку­лака, для смазки подшипника передней опоры 14 разжимного кулака и осей колодок 27 на щите тормоза установлены масленки и контрольные клапаны.

Вывод: в ходе проведения работы, были изучены конструкций шестеренных главных передач, а также их типы, приведена схема и принцип работы межколесного дифференциала автомобилей и автобусов, а также их полу­осей, изучено устройство и схема ведущего моста автобуса МАЗ-103.