Требования к главной передаче

К главной передаче, наряду с общими требованиями, предъявляются следующие специальные требования:

• обеспечивать передаточное число, соответствующее оптимальным тяговым качествам и топливной экономичности;

• иметь минимальные габариты и обеспечивать необходимый дорожный просвет;

• обеспечивать низкий уровень шума;

• обладать достаточной прочностью и жесткостью при минимальной массе.

Размеры главной передачи определяют значение дорожного просвета, что существенно сказывается на проходимости автомобиля. Кроме того, размеры главной передачи переднего ведущего моста определяют высоту расположения двигателя и влияют на компоновку автомобиля.

В конической и гипоидной передачах уменьшение габаритов может быть достигнуто за счет уменьшения числа зубьев ведущей и ведомой шестерен при данном значении модуля зацепления, определяемом прочностью конструкции. Однако минимальное значение числа зубьев ведущей шестерни не может быть менее пяти.

Из одинарных главных передач наименьший дорожный просвет обеспечивает цилиндрическая передача (рис.5.3), у которой ведомая шестерня располагается ниже ведущей.

Двойная центральная главная передача имеет относительно небольшие габариты и обеспечивает вполне приемлемый дорожный просвет. Однако лучшие характеристики по габаритам и дорожному просвету имеют разнесенные главные передачи (рис. 5.2, г, д; рис 5.4, рис 5.5).

Одной из основных характеристик, характеризующих совершенство конструкции главной передачи и ее состояние в процессе эксплуатации, является уровень шума, создаваемый при работе. Уровень шума главной передачи зависит от точности изготовления шестерен, точности регулирования контакта зубчатых поверхностей, жесткости всех деталей ведущего моста (картера, валов, подшипников) и способа установки шестерен и подшипников.

Конструктивно жесткость картера главной передачи обеспечивается соответствующими толщиной стенок, конфигурацией, оребрением, креплением картера к балке моста. У грузовых автомобилей ведущий вал-шестерня устанавливается на подшипнике в специальном стакане и фланцем крепится к картеру главной передачи. Такая конструкция облегчает решение задачи регулирования зацепления и предварительного натяга подшипников. На некоторых автомобилях картер главной передачи изготавливается заодно с балкой ведущего моста. Однако такая балка моста должна быть разъемной.

Шестерни главной передачи должны быть установлены таким образом, чтобы имело место минимальное их перемещение в направлении действия сил в зацеплении.

Ведущая шестерня может устанавливаться как консольно (рис. 5.6,а), так и на дополнительной опоре (рис. 5.6,б). При консольном расположении смещение ведущей шестерни 1 больше, чем такой же шестерни 1 при расположении в опоре. При консольном расположении шестерни конические подшипники устанавливают вершинами конусов вовнутрь и расстояние между подшипниками увеличивают (размер а). Подшипник, расположенный ближе к шестерне, делают большего размера. При расположении шестерни на дополнительной опоре подшипники сближают при их расположении на валу, при этом цилиндрический подшипник 4 воспринимает радиальную силу, а конические подшипники осевую силу.

Жесткость подшипников ведущей шестерни в осевом направлении можно увеличить созданием предварительного натяга. Предварительным натягом устраняются зазоры и создается предварительное сжатие подшипников. Этот натяг создается при сборке главной передачи и служит не только для повышения их осевой жесткости, но и для разгрузки подшипников от значительных осевых сил, возникающих в коническом зацеплении шестерен. Соответствующий уровень предварительного натяга обеспечивается изменением расстояния между внутренними кольцами конических подшипников. Величина натяга определяется значением момента сопротивления повороту вала ведущей шестерни на подшипниках при отсутствии зацепления с ведомой шестерней. Для различного типа автомобилей значение предварительного натяга конических подшипников вала ведущей шестерни составляет 0,8…2,0Нм.

а) б)

Рис. 5.6. Варианты установки ведущего вала-шестерни конической главной передачи: а -консольное расположение шестерни; б – с дополнительной опорой; 1 – ведущая шестерня; 2, 3, 4, 5 – подшипники; а - расстояние между подшипниками; b,с – плечи приложения окружной силы

Ведомая шестерня 2 крепится к корпусу дифференциала 3 (рис.5.7), который в свою очередь устанавливается на конических подшипниках 1и 4, располагаемые вершинами конусов наружу. Такое расположение подшипников обеспечивает возможность регулирования натяга самих подшипников и зацепления конической зубчатой передачи. Величина предварительного натяга этих подшипников, примерно, такая же, как и подшипников ведущего вала-шестерни, и измеряется при отсутствии зацепления с ней.

Рис. 5.7. Установка ведомой шестерни конической главной передачи: 1,4 – подшипники; 3 – ведомая шестерня; 3 – дифференциал.

Подшипник 1 на рис. 5.7 имеет большую нагрузку, чем подшипник 4, поскольку ведомая шестерня 2 располагается на меньшем расстоянии от него и на этот подшипник дополнительно действует осевая сила. Поэтому на грузовых автомобилях этот подшипник часто имеет больший размер, чем другой.

Действующая в коническом зацеплении осевая сила вызывает деформацию ведомой шестерни, ее прогиб и перекос, что нарушает точность контакта зубьев и повышает уровень шума. Для уменьшения величины деформации ведомой шестерни применяют специальные упоры, которые могут быть регулируемые или не регулируемые (рис. 5.8). Упор вступает в действие, когда смещение ведомой шестерни превысит допустимое значение. Поэтому в нерабочем состоянии зазор между упором и и торцевой поверхностью ведомой шестерни выбирают обычно 0,15…0,20мм.

а) б)

Рис. 5.8. Конструкция упоров ведомой конической шестерни главной передачи: а – не регулируемый упор; б – регулируемый упор; 1 – шестерня; 2 - пластина; 3 – штифт; 4 -наконечник; 5 – регулировочный болт

Жесткость всех элементов главной передачи должна быть выбрана таким образом, чтобы смещения в конической передаче находились в допустимых пределах, которые указаны на рис. 5.9.