Главная передача автомобиля

Цель работы:Изучить назначение, принцип работы и кинематическую схему главной передачи автомобиля, закрепить теоретические знания по устройству и работе главных передач.

Порядок выполнения работы

1.Изучить назначение, устройство и работу главных передач

2.Рассмотреть и уметь объяснить следующие схемы:

2.1.Передачу крутящего момента от ведущего вала на полуоси в одинарных и двойных главных передачах

2.2.Регулировочные элементы в главных передачах

3. Выписать основные параметры, характеризующие главные передачи изучаемых автомобилей

3.1.Тип главной передачи

3.2.Конструктивные особенности одинарных и двойных главных передач

4.Составить отчет о работе, дать ответ на контрольные вопросы

Общие положения и содержание работы

Главная передача предназначена для увеличения, подводимого к ней крутяще­го момента и передачи его через дифференциал и полуоси к ведущим колесам авто­мобиля, а также обеспечения его максимальной скорости движения.

Главные передачи подразделяют по числу, виду и расположению зубчатых колес.

По числу зубчатых колес главные передачи бывают одинарные (с одной парой зубчатых колес) и двойные (с двумя парами зубчатых колес).

Одинарные главные передачи по виду зубчатых колес подразделяют на кони­ческие (с коническими зубчатыми колесами), гипоидные (с гипоидным зацеплени­ем), цилиндрические (с цилиндрическими зубчатыми колесами) и червячные (с чер­вяком и червячным колесом).

Двойные главные передачи по расположению зубчатых колес подразделяют на центральные (обе пары зубчатых колес расположены в картере центрального редук­тора) и разнесенные (одна пара зубчатых колес находится в центральном редукторе, а вторая - в приводе к каждому из ведущих колес).

По числу ступеней главные передачи бывают одноступенчатые (с одним пе­редаточным числом) и двухступенчатые (с двумя переключаемыми передачами с разными передаточными числами).

Одинарная коническая главная передача (рис. 7.1, а) применяется на легковых автомобилях классической компоновки и грузовых малой грузоподъемности. В та­кой передаче крутящий момент передается от карданного вала на ведущую кониче­скую шестерню 1, а от нее - на ведомое колесо 2, которое через специальный меха­низм (дифференциал) и полуоси передает вращение на ведущие колеса автомобиля. Оси конических зубчатых колес могут пересекаться или быть смещенными относи­тельно друг друга (рис. 6.3, б); в последнем случае передача называется гипоидной. В такой главной передаче зубья шестерни 1 и колеса 2 имеют специальную форму и наклон спирали, позволяющие сместить ось конической шестерни на расстояние С, равное 30.. .42 мм.

При применении гипоидной главной передачи карданный вал 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 такие зубчатые колеса работают более 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, что может привести к их из носу. Поэтому для гипоидных передач применяют специальные масла с противо износной присадкой.

Рис. 7.1. Схемы одинарных главных передач

Одинарные конические главные передачи со спиральными зубьями применя­ют на автомобилях семейства ЗАЗ и УАЗ, а гипоидные - на автомобилях ЗИЛ-433360, ЗИЛ-5301 «Бычок», ГАЗ-33021 «Газель», ГАЗ-3307, ГАЗ-2705, ГАЗ-3221, ГАЗ-3110 «Волга», ВАЗ-2121 ... 2141 «Нива», ВАЗ-2101 ... 2107 и др.

Одинарная цилиндрическая главная передача (рис. 7.1., б) состоит из цилинд­рической шестерни 3 и зубчатого колеса 4. Она широко используется на легковых переднеприводных автомобилях при поперечном расположении двигателя и распо­лагается в одном картере с коробкой передач, как, например, на автомобилях ВАЗ-2108.

Одинарная червячная передача (рис. 7.1, г) состоит из червяка 5 и червячного колеса 6. Такие передачи по сравнению с коническими имеют низкий КПД и повы­шенную стоимость производства, что ограничивает их применение. Их иногда уста­навливают на зарубежных автобусах и реже - на грузовых автомобилях.

Устройство одинарной гипоидной передачи автомобиля ГАЗ-3307 показано на рис 7.2. В этой передаче ось ведущей шестерни 20 смещена относительно оси ведо­мого колеса 35 на величину гипоидного смещения С (32 мм). Направление спирали зуба у ведущей шестерни левое, а у ведомой - правое. Зубчатый венец ведущей шестерни 20 изготовлен заодно с валом. На вал напрессован до упора в передний торец зубчатого венца цилиндрический роликоподшипник 28, который застопорен кольцом 29. Наружное кольцо подшипника 28 установлено в отверстии прилива картера редуктора.

А-А

Рис. 7.2. Одинарная гипоидная главная передача автомобиля ГАЗ-3307

Внутреннее кольцо конического роликоподшипника 26 запрессовано на шей­ку вала шестерни до упора в задний торец зубчатого венца, а внутреннее кольцо ко­нического роликоподшипника 22 установлено на валу шестерни свободно. Это по­зволяет легко снимать их при регулировке конических подшипников. Наружные кольца подшипников запрессованы в гнезда стакана подшипников 14 до упора в бурт. Между внутренними кольцами конических подшипников установлены рас­порное кольцо 23 и прокладки 25, с помощью которых регулируют предварительное натяжение конических подшипников. Толщины прокладок составляют 0,1; 0,15; 0,25 мм.

На шлицах вала ведущей шестерни установлены маслосгонное кольцо 21 и фланец 18 карданного вала. Гайкой 19 через шайбу затягивают детали, установлен­ные на валу ведущей шестерни. Затянутую гайку стопорят от проворачивания шплинтом.

К фланцу 18 приварен штампованный отражатель, который защищает сальник 17 от загрязнения и повреждения. Сальник, предотвращающий вытекание масла из картера редуктора моста, запрессован в литую крышку 15, которая центрирована по наружной поверхности стакана 14. На наружной поверхности маслосгонного кольца 21 имеются спиральные канавки, по которым при вращении кольца отводится масло от сальника. Между крышкой 15 и стаканом 14 установлена уплотнительная кар­тонная прокладка 16.

Для обеспечения требуемого положения ведущей шестерни при замене изно­шенных шестерен главной передачи между торцами стакана 14 и картера главной передачи установлен пакет регулировочных прокладок 24. Толщина пакета - 1,5 мм; толщины входящих в пакет прокладок - 0,1; 0,25 и 0,8 мм.

Ведомая шестерня 35 закреплена болтами на корпусе дифференциала. Под­шипники ведущей шестерни смазываются принудительно с помощью устройства, включающего в себя маслосъемную трубку 7, тарелку 5, пружину 4, резьбовую пробку 3, каналы 8 и 9. Через трубку 7, соприкасающуюся с поверхностью ведомой шестерни, и верхний канал 8 масло подводится к подшипникам, а отводится от них по нижнему каналу 9. Трубка 7 прижата к шестерне 35 пружиной 4 через тарелку 5. Пружина 4 установлена под пробкой 3. Трубка 7 удерживается от проворачивания стопорным болтом 6.

При перегрузках главной передачи ведомая шестерня 35 может отойти от ве­дущей, что вызовет нарушение в их зацеплении. Для ограничения отхода ведомой шестерни от ведущей в картер передачи вворачивается упор, состоящий из стально­го винта 12, напрессованной на него бронзовой втулки и контргайки.

В горловине картера редуктора имеется резьбовое отверстие, закрытое проб­кой 27. Оно используется для заливки масла и в качестве смотрового отверстия при проверке состояния зубьев ведущей шестерни.

Корпус дифференциала установлен на конических роликоподшипниках 32 и 38 в расточке картера главной передачи 30 и крышке подшипников 40. Предвари­тельное натяжение подшипников 32 и 38 регулируют гайками 39. Ими же регули­руют положение ведомой шестерни и расположение пятна контактов зубьев. Для сообщения картера моста с атмосферой в балке моста 1 имеется сапун 2.

Двойная центральная главная передача (рис. 7.3, а) состоит из пары кониче­ских 2 и 3 и пары цилиндрических 1 и 4 шестерён; цилиндрическая пара имеет большее передаточное число. Преимуществом такой передачи является компакт­ность. К недостаткам относят: повышение нагрузки на дифференциал, полуоси, вы­сокую нагруженность подшипников. Применяют двойные центральные главные пе­редачи на автомобилях ЗИЛ-431410, КамАЗ-5320, Урал-4320.

Двойная разнесенная главная передача (рис. 7.3, б и в) состоит из центрально­го редуктора с одинарной конической и гипоидной передачей (шестерни 2 и 3) и ре­дукторов в приводе каждого ведущего колеса. Редукторы такой передачи разделяют на бортовые (рис. 7.3, б), расположенные перед ведущими колесами, и колесные (рис. 7.3, в), расположенные в ступице колеса или его тормозного барабана. Схемы и конструкции редукторов могут быть различными.

В соответствии со схемой, приведенной на рис. 7.3, в, крутящий момент от центрального редуктора через полуоси поступает на солнечные шестерни 1 плане­тарных колесных редукторов. От солнечной шестерни крутящий момент передается на сателлиты 5, оси которых являются элементами водила 6, соединенного со сту­пицей колеса. Коронное колесо (эпицикл) 4 неподвижно соединено с цапфой (бал­кой моста).

Рис. 7.3. Схемы двойных главных передач

Двойная разнесенная главная передача сложнее центральной, имеет большее число зубчатых колес и подшипников. Однако она получила наибольшее распро­странение на автобусах и автомобилях средней и большой грузоподъемности вслед­ствие ряда преимуществ: меньшие размеры межколесного дифференциала и диа­метра полуосей ввиду того, что крутящий момент увеличивается в основном в ре­дукторах; компактность центральной части ведущего моста и достаточно большой дорожный просвет под центральной частью балки моста, что улучшает проходи­мость автомобиля; возможность изменять передаточное число главной передачи без изменения конического редуктора и центральной части балки моста. Применяют указанные главные передачи на автомобилях УАЗ-3159 «Барс», автомобилях и авто­бусах МАЗ и БелАЗ.

Устройство двойной разнесенной главной передачи с колесными редукторами автобусов МАЗ-104 и МАЗ-152 показано на рис. 7.4. Центральный конический ре­дуктор размещён в картере 1. Он состоит из пары конических шестерен: ведущей 3 и ведомый 39 с круговыми зубьями. Внутри находится межколесный дифференциал. Ведущая шестерня 3 установлена в стакане 9 на двух конических роликовых под­шипниках 4 и 5, регулировка которых производится с помощью прокладок 8. Кру­тящий момент передается на ведущую шестерню через фланец 6. Манжеты 7 пред­назначены для уплотнения фланца 6 и не допускают вытекания масла из коническо­го редуктора. Внутри чашек дифференциала 38 и 41 размещается конический диф­ференциал с двумя полуосевыми шестернями 43 и четырьмя сателлитами 42, вра­щающимися на шипах крестовины 40. Чашки дифференциала соединены между со­бой и с ведомой шестерней 39 болтами 2 и установлены на конических роликовых подшипниках 37 и 44 в опорах картера редуктора 1. Регулировка конических подшипников 37 и 44 осуществляется гайками 36 или 45. Для регулировки зацепления конических шестерен главной передачи 3 и 39 служат прокладки 10.

Рис. 7.4. Двойная разнесенная главная передача автобуса МАЗ-152

Колесная передача представляет собой планетарный редуктор с заторможен­ной коронной (эпициклической) шестерней 20. Редуктор состоит из прямозубых ци­линдрических шестерён с внешним и внутренним зацеплением. Ведущая солнечная шестерня 25 установлена на шлицах полуоси 34. Четыре сателлита 26 смонтированы на осях 27, находящихся в гнездах водила 19. Водило жестко связанно со ступицей задних колес 30. Коронная шестерня внутреннего зацепления 20 посредством сту­пицы 18 установлена на шлицевом конце цапфы 31 и удерживается от осевого пере­мещения гайкой 29 и контргайкой 28. Перемещение полуоси 34 ограничивается су­харем 21 и упором 22. Ступица задних колес 30 установлена на цапфе 31 на кониче­ских роликовых подшипниках 17. Для их регулировки служит гайка 29, которая стопорится контргайкой 28. Манжеты 16 не допускают попадания масла к тормозам. Цапфа 31 крепится к балке моста 35 болтами 32. Крышка 24 закрывает колесную передачу. В крышке установлена контрольная пробка 23.

Двухступенчатая главная передача позволяет расширить диапазон передаточ­ных чисел трансмиссии при сохранении без изменения ее узлов. Низшая ступень та­кой передачи используется в тяжелых дорожных условиях, а высшая - в легких или при неполной загрузке автомобиля, что способствует улучшению его экономично­сти, увеличению средней скорости и уменьшению крутящего момента в приводе ве­дущих колес.

Двухступенчатая главная передача может быть получена за счет установки в ней блокируемого планетарного ряда (рис. 7.5, а) или дополнительной пары цилин­дрических зубчатых колес (рис. 7.5, б). На указанных рисунках буквой Д обозначен механизм дифференциала.

Первая схема (рис. 7.5, а) применяется для одинарных и двойных главных пе­редач. При включении высшей передачи солнечная шестерня 5 входит в зацепление с зубчатым венцом внутреннего зацепления 3, выполненным заодно с водилом 6(корпусом дифференциала), и вращается как одно целое со скоростью ведомой конической шестерни 8, т.е. планетарный ряд блокируется.

Рис. 7.5. Схемы двухступенчатых главных передач

При включении высшей передачи солнечная шестерня 5 зубчатым венцом 4 блокируется с картером 2 главной передачи, благодаря чему коронная шестерня (эпицикл) 7, составляющая одно целое с ведомой конической шестерней 8, вращает через сателлиты 1 водило 6 планетарного ряда, соответственно уменьшая его угло­вую скорость. Переключение передач осуществляется перемещением солнечной шестерни 5 в осевом направлении.

Вторая схема (рис. 7.5, б) используется при разработке двухступенчатой глав­ной передачи на базе двойной центральной. В этом случае на промежуточном валу 10 главной передачи и корпусе дифференциала 11 устанавливаются две пары ци­линдрических шестерен 9, 15 и 12, 13 соответственно. Шестерни 9 и 15 на промежу­точном валу 10 устанавливаются на подшипниках и соединяются с валом с помо­щью зубчатой муфты 14.

К недостаткам двухступенчатых главных передач следует отнести некоторую сложность конструкции и то, что без усложнения управления невозможно переклю­чать ступени при движении автомобиля. Кроме того, на многоприводных автомоби­лях при необходимости синхронного переключения нескольких главных передач усложняется система управления и снижается ее надежность. Ввиду указанных не­достатков, а также из-за широкого распространения многоступенчатых коробок пе­редач, данные главные передачи используются редко.

В главных передачах регулируют: предварительный натяг подшипников и за­цепление конических (гипоидных) зубчатых колес.

Сущность регулировки предварительного натяга подшипников состоит в плотном поджатии, с небольшой деформацией, тел качения и колей подшипника в процессе сборки узла, что повышает жесткость опор и гарантирует отсутствие зазо­ра под действием осевой нагрузки. Регулировке подлежат конические роликовые подшипники. Величина предварительного натяга изменяется при изменении рас­стояния между одноименными кольцами (наружными и внутренними) пары под­шипников. Так расстояние между внутренними кольцами подшипников 24 и 25 (рис. 7.4) изменяют подбором толщин прокладок 29. У подшипников дифференциа­ла 12 и 19 натяг регулируют гайками (резьбовыми кольцами) 11 и 20 соответственно. Предварительный натяг контролируется измерением момента, необходимого для проворачивания вала ведущей шестерни главной передачи. Для подшипников кони­ческого редуктора главной передачи грузовых автомобилей натяг составляет 0,03 ... 0,05 мм, при этом момент, необходимый для проворачивания шестерен главной пе­редачи, должен быть равен 1 ... 3 Нм.

При регулировке зацепления контролируется зона контакта зубьев и боковой зазор в паре.

Регулировка осуществляется перемещением ведущей и ведомой кони­ческих шестерён вдоль осей вращения. Перемещение ведущей шестерни (рис. 7.4) обеспечивается изменением толщины набора прокладок 30 под стаканом 28 под­шипников. Для ведомого зубчатого колеса 14 смещение обеспечивается гайками 11 и 20. Так как при этом необходимо сохранить выполненную ранее регулировку на­тяга подшипников 12 и 19, гайки 11 и 20 поворачивают последовательно на одина­ковый угол, отпуская одну и подтягивая другую. Зацепление конических шестерен должно быть отрегулировано так, чтобы зубья сопрягаемых шестерен входили в за­цепление по всей длине, и между зубьями был боковой зазор порядка 0,15...0,30 мм. Этот зазор проверяют по угловому перемещению фланца на валу ведущей шес­терни главной передачи. При этом ведомая коническая шестерня должна быть за­креплена.

Правильность зацепления конических шестерен проверяют по расположению пятна контакта на зубьях. Для этой цели на зубья шестерни наносят слой краски, за­тем шестерни проворачивают. При правильном зацеплении шестерен пятно контак­та располагается по середине высоты зуба с небольшим сдвигом к его узкому концу.

Чтобы ведущие колеса автомобиля могли вращаться с различной частотой, их крепят не на общем валу, а на двух раздельных валах, называемых полуосями. По­луоси соединены между собой специальным механизмом - дифференциалом, под­водящим к ним крутящий момент от главной передачи.

Содержание отчета

В отчете лабораторной работе №7 должны быть представлены следующие сведения:

-цель работы;

-общие положения;

-порядок выполнения работы и результаты экспериментов;

-выводы и заключения.

Контрольные вопросы

1. Предназначение главной передачи автомобиля

2. По числу зубчатых колес, на какие виды разделяют главные передачи.

3. Какое отличие двойной главной передачи от одинарной?

4.Схемы одинарных главных передач.

5. Схемы двойных главных передач

6.Двойная разнесенная главная передача автобуса МАЗ-152

7. Схемы двухступенчатых главных передач

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бекмагамбетов М.М. Автомобильный транспорт Казахстана этапы становления и развития. – Алматы: ТОО «Рrint-S», 2003. – 456с.

2. Лукин П.П., Гаспарянц ГА., Радионов В.Ф. Конструирование и расчет автомобиля. -М.: Машиностроение, 1984. 370 с.

3. Гольд Б.В. Конструирование и расчет автомобиля. -М.: Машиностроение, 1962. 464 с.

4.Осепчугов В. В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций, основы расчета. -М.: Машиностроение, 1989. 304 с.

5. Н.Ф. Бочаров, И.С. Цитович и др. Конструирование и расчёт колёсных машин высокой проходимости. М.: Машиностроение 1983г.

6. Барский И.Б. Конструирование и расчет тракторов. -М.: Машиностроение, 1962. 376 с.

7. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. А.И. Гришкевич, В. А. Вавуло, В. А. Карпов и др.- Минск: Выш. Шк., 1985. 240с.

8. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Система у правления и ходовая часть/ А.И. Гришкевич, Д.М. Ломако, В Л. Автушко и др./Минск: Выш, шк., 1987. 200 с.

9. Абдусалямов Н.Н. Расчёт агрегата автомобиля. Учебное пособие. Каз НТУ 2006. 54с.

10. Абдусалямов Н.Н. Конструирование и расчет агрегата автомобиля. Методические указания к курсовому проекту. Каз НТУ 2007. 25с.

11. Гуревич А. М., Болотов А. К., Судницин В. И. Конструкция тракторов и автомобилей. М.: Агропромиздат, 1989. 368 с.

12. Семенов В. М., Власенко В. Н. Трактор. М.: Агропромиздат, 1989. 352 с.

Дополнительная литература

13. Антонов А.С., Голяк В.К., Запрягаев М.М.и др. Армейские автомобили Конструкция и расчёт. Часть 1. М.: Военное издательство МО, 1970. 544с.

14. Антонов А.С., Запрягаев М.М., Крылов Л.К.и др. Армейские автомобили Конструкция и расчёт. Часть 2. М.: Военное издательство МО, 1970. 480с.

15. Антонов А.С., Кононович Ю.А., Магидович Е.И.и др. Армейские автомобили Теория. М.: Военное издательство МО, 1970. 527с.

16. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств -М. Машиностроение, 1989. .240 с.

17. Автомобили: Испытания/ В.М. Беляев, М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес и др. -Мн.:Выш.щк., 1991. 187с.

Св. план 2015г.