Привод к ведущим колесам

Совокупность деталей, подводящих крутящий момент непосред­ственно к ведущим колесам, называют приводом ведущих колес.

Передача крутящего момента от дифференциала к ведущим коле­сам в зависимости от типа подвески колес осуществляется с помощью цельных валов полуосей или карданных передач. Полуоси применяются в приводе ведущих неуправляемых колес; карданные передачи с простыми карданными шарнирами — в приводе неуправляемых колес с подрессоренной главной передачей.

Карданные передачи с синхронными шарнирами (равных угловых скоростей) используются в приводе управляемых колес. Привод к ведущим колесам должен обеспечить отсутствие пульсации момента при полном ходе колеса, допускаемой подвеской автомобиля.

Полуоси ведущего моста с жесткой балкой (рис. 15) в зависи­мости от испытываемых полуосью нагрузок условно делятся на полу­разгруженные (рис. 15- а), на три четверти разгруженные (рис. 15- б) и полностью разгруженные (рис. 15- в).

Полуразгруженная полуось (рис. 15- а) имеет внешнюю опору, установлен­ную внутри балки 5 моста (рис. 16). При этом со стороны колеса полуось воспринимает все усилия и моменты, действующие от до­рог. Полуразгруженные полуоси имеют наиболее простую конструк­цию и поэтому широко применяются на легковых автомобилях. Обычно в таких конструкциях отсутствует ступица колеса; ее за­меняет фланец полуоси, к которому непосредственно прикреплены диск колеса и тормозной барабан.

Рис.15. Схемы загруженности полуосей ведущих неуправляемых мостов:

а – полуразгруженная полуось; б - полуось разгружена на три четверти; в – полностью разгруженная полуось.

Наружный конец полуоси опирается на шариковые (рис. 16- а) или роликовые конические (рис. 16- б) подшипники, которые передают как нормальные, так в осевые усилия. При использовании шариковых подшипников для передачи осевой силы одного из направлений на полуось запрессовывается запорное кольцо 6 (рис. 16- а).

На три четверти разгруженная полуось (рис. 15- б) имеет внеш­нюю опору между ступицей колеса и балкой моста (рис. 17). При этом изгибающие моменты от реакций тангенциальной тяговой силы Р_р или тормозной силы Р_τ и от боковой (осевой) силы Y, возникающей, например, при повороте автомобиля, (см. рис. 15- б) воспринимаются одновременно и полуосью, и балкой моста через подшипник.

Рис.16. Соединение полуразгруженной полуоси с колесом:

1 – полуось; 2 – ступица колеса; 3 – подшипник; 4 – конусное крепление ступицы колеса; 5 – балка ведущего моста; 6 – запорное кольцо.

Доля нагрузок, приходящихся на полуось, зависит от конструкции подшипника и его жесткости.

Рис.17. Соединение разгруженной на три четверти полуоси с колесом:

1 – полуось; 2 – подшипник; 3 – балка ведущего моста; 4 – фланец полуоси.

Боковая (осевая) сила Y загружает подшипник моментом, который вызывает перекос подшипника и резко снижает срок его службы. Вследствие указан­ных недостатков полуоси такого типа имеют ограниченное приме­нение.

Рис.18. Соединение полностью разгруженной полуоси со ступицей колеса:

1 – полуось; 2 – балка ведущего моста; 3 – ступица; 4 – подшипник; 5 – крепление ступицы колеса.

Полностью разгруженная полуось имеет внешнюю опору со ступицей колеса, установленной на разнесенных двух роликовых или радиально-упорных шариковых подшипниках (рис. 15- в и 18).

Полуось теоретически нагружается только крутящим моментом, передавае­мым от дифференциала к колесам. Однако вследствие упругой де­формации балки моста, технологической несоосности ступицы ко­леса и шестерни полуоси дифференциала, неперпендикулярности плоскости фланца к оси полуоси возможно возник­новение деформации изгиба полуоси. Возникающее при этом напряже­ние изгиба составляет 5—70 МПа.

На рис. 19 приведена конструкция привода к управляемым колесам лег­кового автомобиля с полуразгруженной полуосью и кулачковым шарниром. Получили распростране­ние приводы к управляе­мым колесам неразрез­ного моста, в котором полуось раз­груженного типа имеет шарниры равных угловых скоростей.

Рис.19. Привод к ведущим управляемым колесам легкового автомобиля:

1 – ступица колеса; 2 – подшипник; 3 – полуось; 4 – пружина; 5 – шарнир равных угловых скоростей.

Полуоси воспринимают значительные переменные нагрузки. Обычно
их выполняют с утолщениями по концам, чтобы внутренний диаметр шлицев был не меньше основного диаметра полуоси. Для снижения концентрации напряжений стремятся увеличить радиусы переходов от одного диаметра к другому, уменьшить глубину шли­цев, что вызывает необходимость увеличения их числа (от 10 для легковых автомобилей и до 18 - для грузовых). Значительно уменьшается концентрация напряжений при переходе на эвольвентные шлицы.