Общие положения. Тема: «Назначение, устройство и принцип работы раздаточной коробки

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

Тема: «Назначение, устройство и принцип работы раздаточной коробки

И карданной передачи»

Цель работы: изучение назначения, устройства и принципа работы раздаточной коробки и карданной передачи.

Общие положения

На автомобилях повышенной проходимости с передним и задним ведущими мостами устанавливают раздаточную коробку. Она служит для распределения вращающего момента между ведущими мостами, а также для включения и выключения переднего ведущего моста. Для увеличения усилия (вращающего момента) на ведущих колесах в раздаточной коробке имеется понижающая передача.

Раздаточнаякоробка

Её устанавливают за КП и соединяют с ней карданным валом. Основные части раздаточной коробки (см. рисунок3.1,а): картер, прямозубые шестерни и четыре вала: ведущий, ведомый, промежуточный 4 и вал 6 привода переднего моста. Все валы вращаются в шариковых подшипниках, установленных в картере.

а) устройство; б) механизм управления;

1 – шестерня прямой и понижающей передач;2 – шестерня ведомого вала; 3 – червячная пара привода спидометра; 4 – промежуточный вал; 5 – шестерня включения переднего моста;6 – вал привода переднего моста; 7 – шестерня привода переднего моста;8 – шестерня промежуточного вала;9 – ползуны;10 – тяги;11 – рычаги включения переднего моста и понижающей передачи;12 – вилки; А – зубчатый венец шестерни ведущего вала

Рисунок 3.1 –Раздаточная коробка автомобиля ГАЗ «Садко»

Ведущий и ведомый валы находятся на одной оси. Ведущий вал в задней части опирается на роликовый подшипник, установленный в расточке ведомого вала. Ведомый вал изготовлен как целое с шестерней 2. Внутри шестерни выполнен зубчатый венец А. С этим венцом может входить в зацепление наружный венец подвижной шестерни 7, которая расположена на шлицах ведущего вала. При зацеплении с венцом А включается прямая передача, и вращающий момент от ведущего вала передается прямо на ведомый вал, а от него - на задний мост автомобиля через карданный вал.

Понижающую передачу включают для преодоления препятствий и в условиях бездорожья при включенном переднем ведущем мосте. Перед включением понижающей передачи необходимо полностью остановить автомобиль и включить передний мост перемещением подвижной шестерни 5 (по шлицам промежуточного вала 4)назад до ввода ее в зацепление с шестерней 7 привода переднего моста и шестерней 2 ведомого вала. После этого шестерню 1 надо ввести в зацепление с шестерней8, жестко закрепленной на промежуточном валу.

Шестерня 7 неподвижно закреплена на шлицах вала привода переднего моста. Передний мост может быть включен без понижающей передачи. В этом случае он будет получать вращение от шестерни ведомого вала через шестерню 5 промежуточного вала.

Механизм управления раздаточной коробкой размещен на боковой крышке и состоит из двух ползунов 9 (см. рисунок3.1,б) и вилок 12,которые приводятся в действие от двух дополнительных рычагов 11, установленных в кабине водителя.

На шлицевых концах валов, выходящих за корпус раздаточной коробки, закреплены фланцы карданных валов.

Карданная передача

При размещении одного агрегата относительно другого на некотором расстоянии вращающий момент между ними передается через карданные передачи. Они предназначены для передачи вращающего момента между агрегатами, оси валов которых могут смещаться при движении. Их применяют главным образом на автомобилях для соединения ведомого вала КП с валами раздаточной коробки и ведущих мостов.

Простая карданная передача состоит из карданных шарниров и вала. Карданные шарниры обеспечивают угловое перемещение карданного вала (до 24°), а свободные шлицевые соединения вилок карданного шарнира с валом - изменение расстояния между шарнирами.

По числу шарниров на валу различают одинарные и двойные (с карданами на обоих концах) карданные передачи.

Карданные передачи полноприводных трехосных автомобилей состоят из четырех карданных валов - это основной вал 4 (см. рисунок 3.2,а) и карданные валы промежуточного 6, заднего 8 и переднего 3 мостов. За исключением размеров устройство карданных валов и шарниров этого и изучаемых автомобилей в основном одинаково.

Типичный пример конструкции карданной передачи - карданная передача автомобиля ЗИЛ, которая состоит из промежуточного вала 12 (см. рисунок 3.2,б),карданного вала 8 привода заднего моста, промежуточной опоры 15 и трех жестких карданных шарниров А (третий шарнир на рисунке не показан). Каждый шарнир А состоит из вилок 11 и крестовины 17, установленной в ушках вилок на игольчатых подшипниках. На заводе-изготовителе и при ремонте шарниры смазывают пластичной смазкой 158. Для удержания смазочного материала и предохранения от загрязнения подшипники снабжены комбинированным уплотнением.

Валы карданной передачи изготовлены из тонкостенных стальных труб. На концах к трубам приварены вилки карданных шарниров (или с одной стороны - вилка, а с другой - шлицевая втулка).

Для уменьшения вибрации двух последовательно расположенных карданных валов применяют промежуточную опору 15, которая представляет собой подшипниковый узел, периодически смазываемый литолом.

На заводе-изготовителе карданная передача подвергается балансировке. Дисбаланс устраняют приваркой балансировочных пластин, поэтому при разборке шарниров или шлицевого соединения необходимо сохранить взаимное положение деталей.

а)полноприводной автомобиль;б) автомобиль ЗИЛ;

1 – передний мост;2 – коробка передач;3 – вал переднего моста;4 – основной вал;5 – раздаточная коробка; 6 – вал промежуточного моста; 7 – промежуточный мост;8 – вал заднего моста;9 – задний мост;10 – фланец-вилка промежуточного вала;11 – вилка;12 – промежуточный вал;13 – шлицевая втулка;14 – скользящая вилка; 15 – промежуточная опора;16 – уплотнение;17 – крестовина шарнира;А – карданный шарнир

Рисунок 3.2– Карданная передача

Карданные шарниры обеспечивают передачу крутящего момента между валами, оси которых пересекаются под изменяющимися углами. В трансмиссии автомобилей применяют жесткие карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей и состоит из жестких деталей (см. рисунок3.3, а): ведущей 6 и ведомой 10 вилок, крестовины 8, на шипы которой надеты игольчатые подшипники 4. Крутящий момент передается от вилки 6 к вилке 10 через крестовину 8. При такой конструкции и равномерном вращении вилки ведущего вала угловая скорость ведомой вилки будет изменяться два раза за каждый оборот, увеличиваясь и уменьшаясь. Поэтому такой шарнир называют шарниром неравных угловых скоростей.

Чтобы устранить неравномерность вращения ведомого вала в карданной передаче, применяют обычно два шарнира неравных угловых скоростей, располагаемых на концах карданного вала. Тогда неравномерность вращения, возникающая в первом ведущем шарнире, компенсируется неравномерностью вращения второго шарнира, и ведомый вал передачи вращается равномерно с угловой скоростью, ведущего вала. Такую карданную передачу называют двойной. Одинарные передачи с одним жестким карданным шарниром практически не применяются.

В приводе передних управляемых и ведущих колес автомобилей повышенной проходимости применяют шарниры равных угловых скоростей двух типов: шариковые и кулачковые.

Шариковый карданный шарнир равных угловых скоростей (см. рисунок3.3, б) состоит из двух фасонных кулаков 12 и 13 с овальными канавками, куда закладывают ведущие шарики 15. Для центрирования вилок используют сферические впадины на их внутренних торцах, в которых устанавливается центрирующий шарик 14.

а) карданный шарнир неравных угловых скоростей; б) шариковый карданный шарнир равных угловых скоростей; в) кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей;

1 – крышка; 2– стопорная пластина; 3– стакан подшипника; 4– игольчатый подшипник; 5 – войлочные манжеты;6 – ведущая вилка; 7 – предохранительный клапан; 8– крестовина; 9– масленка; 10 – ведомая вилка; 11 – карданный вал; 12 – внутренний кулак; 13– наружный кулак; 14 – центральный шарик; 15– ведущие шарики; 16–штифт; 17 – шпилька; 18 – наружная полуось колеса; 19 и 23 – вилки шарнира; 20 и 22 – полуцилиндрические кулаки; 21 – центральный стальной диск

Рисунок 3.3 – Жесткие карданные шарниры

При передаче крутящего момента ведущие шарики располагаются независимо от угловых перемещений вилок в их овальных канавках в плоскости, делящей угол между осями пополам. В результате обе вилки вращаются с одинаковой угловой скоростью.

Кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей применяют в приводе переднего колеса автомобилей «Урал-375» (см. рисунок3.3, в). Конструкция шарнира включает наружную полуось 18 колеса, которая входит шлицевым концом в вилку 19 шарнира. Внутренняя полуось выполнена как одно целое с вилкой 19 шарнира, а ее наружный конец стыкуется с шестерней дифференциала шлицевым соединением. В вилки 19 и 23 установлены полуцилиндрические кулаки 20 и 22, в пазы которых заложен центральный стальной диск 21. При работе шарнира полуоси вращаются вместе с вилками вокруг кулаков в горизонтальной плоскости, а вместе с кулаками вокруг диска –в вертикальной плоскости. Таким образом, обеспечивается передача крутящего момента на ведущие и управляемые передние колеса. Недостатком рассмотренного шарнира является повышенное трение в местах сопряжения диска и кулаков с вилками, в результате чего снижается коэффициент полезного действия и повышается нагрев и износ шарнира во время работы.