Механізм ведучих мостів - Технічні науки - Скачать бесплатно

Мости автомобіля виконують функції осей, на які встановлюють­ся колеса. Залежно від схеми трансмісії мости можуть бути: • ведучими; • веденими; • керованими; • підтримувальними. На автомобілях найчастіше встановлюють два або три мости. Якщо ав­томобіль має два мости, то за ведучий, як звичайно, править задній міст, рідше передній. У двовісних автомобілів підвищеної прохіднос­ті ведучі обидва мости. Якщо на автомобілі три мости, ведучими є два задніх мости або всі три. Найпростішу конструкцію має задній ведучий міст автомобілів із колісною формулою 4x2.

Ведучий міст, як правило, об'єднує в одному агрегаті такі меха­нізми: * головну передачу; * диференціал; * півосі. Зазначені меха­нізми конструктивно розміщуються в спільному картері ведучого моста й призначені для передавання крутного моменту на колеса. Механізми моста збільшують передаваний момент і розподіляють його на колеса відповідно до умов контакту кожного колеса з доро­гою. Під час передавання крутного моменту картер моста наванта­жується реактивним моментом, який намагається повернути його проти напряму обертання коліс. Від такого повороту міст утримуєть­ся підвіскою або її напрямними елементами. Підвіска передає на картер моста також вертикальні, горизонтальні й бокові зусилля, що виникають під час руху автомобіля.

Механізми переднього ведучого моста відрізняються від механіз­мів заднього ведучого моста складнішим приводом до коліс. На ван­тажних автомобілях півосі до кожного колеса роблять розрізними й з'єднують одним карданним шарніром однакових кутових швид­костей. На передньоприводних легкових автомобілях піввісь з'єд­нується з колесом і диференціалом двома кульковими шарнірами однакових кутових швидкостей. На автомобілях підвищеної прохід­ності для збільшення тягового зусилля в приводі до ведучого й керо­ваного коліс іноді роблять колісну передачу планетарного типу. Головну передачу й диференціал у передньому й задньому ведучих мостах виконують однаковими.

Головна передача слугує для збільшення крутного моменту та зміни його напряму під прямим кутом до поздовжньої осі автомо­біля й виконується з конічних шестерень. Залежно від кіль­кості шестерень головні передачі поділяють на: • одинарні ко­нічні, що складаються з однієї пари шестерень і, в свою чергу, поді­ляються на прості й гіпоїдні; • подвійні, які складаються з пари конічних і пари циліндричних шестерень.

Одинарні конічні прості передачі (рис. 1, а) застосовують пере­важно на легкових автомобілях і вантажних автомобілях малої й се­редньої вантажопідйомності. В цих передачах ведучу конічну шестір­ню 1 з'єднано з карданною передачею, а ведену 2 — з коробкою ди­ференціала й через механізм диференціала з півосями.

У більшості автомобілів одинарні конічні передачі мають зубчасті колеса з гіпоїдним зачепленням (рис. 1, б). Гіпоїдні передачі порівняно з простими мають низку переваг: у них є вісь ведучого колеса, розташована нижче від осі веденого, що дає змогу опустити нижче карданну передачу, а отже, знизити підлогу кузова легкового автомо­біля. Внаслідок цього опускається центр ваги й підвищується стій­кість автомобіля. Крім того, гіпоїдна передача має потовщену форму основи зуб'їв шестерень, що істотно підвищує їхню навантажувальну здатність і стійкість проти спрацювання. Проте для мащення шесте­рень необхідно застосовувати спеціальну оливу (гіпоїдну), розрахо­вану для роботи в умовах передавання великих зусиль, що виника­ють у місці контакту зуб'їв шестерень.

Подвійні головні передачі (рис. 1, в) установлюють на автомобі­лях великої вантажопідйомності для збільшення загального переда­точного числа трансмісії й підвищення передаваного крутного мо­менту. В цьому разі передаточне число головної передачі обчис­люють як добуток передаточних чисел конічної (1, 2) і циліндричної (З, 4) пар.

Подвійна головна передача автомобіля ЗИЛ-130 є частиною механізмів ведучого заднього моста (рис. 2), розміщених у його балці 8. Ведучий вал головної,передачі виконано як одне ціле з веду­чою конічною шестірнею /. Його встановлено на конічних ролико­вих підшипниках у стакані, закріпленому на картері 9 головної передачі. Тут же в картері на роликових конічних підшипниках установлено проміжний вал із ведучою циліндричною шестірнею 12. На фланці вала жорстко закріплено ведену конічну шестірню 2, що перебуває в зачепленні з шестірнею 7. Ведену циліндричну шестірню 5 з'єднано з лівою 3 та правою 6 чашками диференціала, які утворюють його коробку. В коробці встановлено деталі диферен­ціала: хрестовину 4 з сателітами 77 і півосьовими шестернями 10.

Під час роботи головної передачі крутний момент передається від карданної передачі на фланець ведучого вала та його шестірню 7, да­лі на ведену конічну шестірню 2, проміжний вал і його шестірню 12, ведену циліндричну шестірню 5 і через деталі диференціала на півосі 7, зв'язані з маточинами коліс автомобіля.

Диференціал призначається для передавання крутного мо­менту від головної передачі до півосей і дає їм змогу обертатися з різ­ною швидкістю під час повороту автомобіля й на нерівностях до­роги.

На автомобілях застосовують шестеренчасті конічні диференціали (рис. 3, а), які складаються з півосьових шестерень 3, сателітів 4 та корпусу, що об'єднує їх і кріпиться до веденої шестірні головної пе­редачі.

Диференціали такого типу використовують як міжколісні (між колесами ведучих мостів). Вони різняться конструкцією корпусу й кількістю сателітів. Конічні диференціали використовують також і як міжосьові. В цьому разі вони розподіляють крутний момент між головними передачами ведучих мостів.

На рис. 3 для спрощення не показано корпус диференціала, тому для розгляду принципу дії вважатимемо, що вісь 1 сателітів установлено в корпусі. Під час обертання ведучої шестірні 5 і веденої шестірні 2 головної передачі крутний момент передається на вісь 7 сателітів, далі через сателіти 4 на півосьові шестерні 3 й на півосі 6.

Під час руху автомобіля по прямій і рівній дорозі (рис. 3, а) задні колеса зустрічають однаковий опір і обертаються з однаковою частотою. Сателіти навколо своєї осі не обертаються, й на обидва ко­леса передаються однакові крутні моменти. Як тільки умови руху змінюються, наприклад на повороті (рис. 3, б), ліва піввісь почи­нає обертатися повільніше, оскільки колесо, з яким вона зв'язана, зустрічає великий опір. Сателіти починають обертатися навколо своєї осі, обкочуючись по півосьовій шестірні (лівій), що сповіль­нюється, й збільшуючи частоту обертання правої півосі. В результаті праве колесо прискорює своє обертання й проходить більший шлях по дузі зовнішнього радіуса.

Водночас зі зміною швидкостей півосьових шестерень змінюєть­ся крутний момент на колесах — на колесі, яке прискорюється, мо­мент зменшується. Оскільки диференціал розподіляє моменти на ко­леса порівну, то в цьому разі на колесі, що сповільнюється, також зменшується момент. У результаті сумарний момент на колесах зменшується й тягові властивості автомобіля погіршуються. Це нега­тивно впливає на прохідність автомобіля під час руху по бездоріжжю й на слизьких дорогах. Проте на дорогах із добрим зчепленням шес­теренчастий конічний диференціал забезпечує кращі стійкість і ке­рованість.

Для підвищення прохідності автомобіля під час руху по бездоріж­жю застосовують диференціали з примусовим блокуванням або са-моблоківні.

Примусове блокування полягає в тому, що ведучий елемент (кор­пус) диференціала в момент умикання блокування жорстко з'єд­нується з півосьовою шестірнею. Для цього передбачено спеціаль­ний дистанційний пристрій із зубчастою муфтою.

Самоблоківний диференціал підвищеного тертя (кулачковий), що застосовується на автомобілі ГАЗ-66 (рис. 4), складається з вну­трішньої 5 і зовнішньої 6 зірочок, між кулачками яких закладено су­харі 3 сепаратора 2, 4. Сепаратор виконано як одне ціле з лівою чаш­кою диференціала й з'єднано з веденою шестірнею головної переда­чі. Права чашка (на рисунку не показано) вільно охоплює зовнішню зірочку й разом із лівою чашкою утворює корпус диференціала. Зі­рочки диференціала своїми внутрішніми шліцами з'єднуються з півосями 1.

Під час обертання веденої шестірні головної передачі й руху авто­мобіля по прямій сухарі з однаковою силою тиснуть на кулачки обох зірочок і змушують їх обертатися з однаковою швидкістю.

Якщо одне з коліс потрапляє на поверхню дороги з великим опо­ром рухові, то зв'язана з ним зірочка починає обертатися з меншою частотою, ніж сепаратор. Сухарі, перебуваючи в сепараторі, з біль­шою силою тиснуть на кулачки зірочки, що сповільнюється, й при­скорюють її обертання.

Отже, в місцях контакту сухарів із кулачками зірочок виникає підвищене тертя, що перешкоджає істотній зміні відносних швид­костей обох зірочок, і колеса обертаються з приблизно однаковими кутовими швидкостями. Через сили тертя сухарів по кулачках пере­розподіляються моменти. На зірочці, що прискорюється, сили тертя спрямовані проти напряму обертання, на зірочці, що відстає, — в на­прямі обертання. Крутний момент на зірочці, що відстає, зростає, а на тій, що прискорюється, зменшується на момент сил тертя, й у результаті пробуксовування коліс не відбувається.

Привод до ведучих коліс. У ведучих мостах автомобілів крутний момент передається від диференціала до ведучих коліс за допомогою півосей. Залежно від способу встановлення півосей у картері моста вони можуть бути повністю або частково розвантаженими від згинальних моментів, що діють на піввісь.

Повністю розвантажені півосі застосовують на автомобілях серед­ньої й великої вантажопідйомності, а також на автобусах. Такі півосі

встановлюються вільно всередині моста, а маточина колеса спи­рається на балку моста через два підшипники (рис. 5, а).

Напіврозвантажені півосі спираються на підшипник, що розмі­щений усередині балки моста, а маточина колеса жорстко з'єднуєть­ся з фланцем півосі (рис. 5, б). Тому така піввісь виявляється на­вантаженою кругним моментом і частково згинальним. Напівроз­вантажені півосі застосовують у механізмах задніх ведучих мостів легкових автомобілів і вантажних автомобілів на їхній базі.

Колісні передачі застосовують на деяких великовантажних авто­мобілях для зниження навантаження в карданній передачі та меха­нізмах ведучого моста. До таких передач належать прості шестерен­часті циліндричні передачі з внутрішніми зачепленнями або плане­тарні.

За ведучу ланку планетарної колісної передачі (рис. 6) править сонячна шестірня 1, що встановлена на шліцах півосі 7 і перебуває в зачепленні з трьома шестернями-сателітами 2. Осі 4 сателітів закріп­лено нерухомо у водилі 3, яке становить опору для підшипників ма­точини колеса й жорстко закріплене на балці моста. Сателіти зачеп­лено з корінною шестірнею 5, яку скріплено болтами з маточиною колеса 6. Іззовні колісну передачу закрито кришкою 8, яка разом із корінною шестірнею й маточиною колеса утворює обертовий кар­тер, куди заливають оливу для мащення зубчастих зачеплень і під­шипників.

Передаточне число планетарної передачі визначається відношен­ням кількості зуб'їв коронної шестірні до кількості зуб'їв сонячної й становить 1,4...1,5.'Навантажувальна здатність і стійкість проти спрацювання планетарної передачі дуже високі, оскільки крутний момент у ній передається від сонячної шестірні до корінної трьома потоками через сателіти й підсумовується на маточині колеса.

Привад переднього ведучого й керованого коліс (рис. 7) на ван­тажних автомобілях підвищеної прохідності здійснюється через кар­данний шарнір 5 однакових кутових швидкостей, ведучий кулак яко­го зроблено як одне ціле з піввіссю 4. Ведений кулак шарніра закін­чується приводним валом 1, який шліцами з'єднується з фланцем 8, а через нього з маточиною /колеса. Маточина через конічні ролико­ві підшипники спирається на порожнисту поворотну цапфу 2, яку встановлено на конічних підшипниках 3 в рознімному корпусі на шипах шворня 6. Шипи приварено до сферичної чашки балки моста.

Верхня кришка, яка закриває опорний підшипник шворня, водночас править за поворотний важіль цапфи, зв'язаний із рульовим керу­ванням.

На легкових автомобілях привод кожного переднього ведучого ко­леса здійснюється через зовнішній і внутрішній шарніри однакових кутових швидкостей, з'єднані валом. Застосування двох шарнірів у приводі кожного колеса зумовлене конструкцією незалежної підвіс­ки передніх коліс. Внутрішні шарніри забезпечують переміщення коліс при вертикальних ходах підвіски, а зовнішні — при повороті коліс відносно вертикальної осі, що потрібно в разі зміни напряму руху автомобіля.