14. Главная передача, дифференциал и полуоси

14.1. Главная передача

Главная пере­дача увеличивает подво­димый к ней крутящий момент и передает его через дифферен­циал на полуоси, которые расположены под прямым углом к продольной оси автомобиля. Конструктивно главные передачи бывают зубча­тые или червячные, на автомобилях в основном применяют зубчатые глав­ные передачи, которые, в свою очередь, делятся на одинарные и двойные. Для легковых автомобилей обычно применяют оди­нарную главную передачу, для гру­зовых автомобилей – как одинарную, так и двойную. Общая классификация главных передач дана на рис.14.1.

Передаточное число является основной характеристикой главной передачи и у большинства автомобилей оно находится в пределах 4…9. Этот показатель зависит от быстроходности, мощ­ности двигателя, массы и назначения автомобиля.

Крутящий момент, подведенный к главной передаче

М_кп = М_д i_к _к ,

где М_д – момент двигателя; i_к - передаточное число коробки передач; _к - коэффициент полезного действия коробки передач.

Момент, переданный через главную передачу к полуосям

М_к = М_д i_к i_о _к _о,

где i_о = i_цп i_кп – общее передаточное число главной передачи; i_цп - передаточное число центральной передачи; i_кп - передаточное число конечной передачи; _о - коэффициент полезного действия главной передачи.

Механический коэффициент полезного действия коробки передач, дополнительной и раздаточной коробок рассчитывается по формуле

_к = 0,98ⁿ,

где n – количество пар цилиндрических шестерен, находящихся в зацеплении.

Коэффициент полезного действия главной передачи

_о = 0,98^m 0,95^k,

где m – количество пар цилиндрических шестерен в главной передаче; k - количество пар конических шестерен, находящихся в зацеплении.

Рис.14.1. Классификация главных передач

Одинарная главная передача (рис.14.2,а) имеет одну пару конических зубчатых колес со спи­ральными зубьями. Крутящий момент от кар­данной передачи передается 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.

Рис.14.2. Схемы главных передач

Оси зубчатых колес могут пересекаться. Такая одинарная главная передача имеет спиральные зубья (автомобили семейства ЗАЗ и УАЗ).

Одинарная передача называ­ется гипоидной, если оси зубчатых колес передачи сме­щены (см.рис.14.2,б) (ЗИЛ-133, ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга», ВАЗ-2106 «Жигули» и др.). В такой главной передаче зубья шестерни 1 и колесо 2 имеют специальную форму и наклон спирали, позволяющие опустить ось конической шестерни на расстоя­ние С, равное 30…42 мм.

Для улучшения устойчивости главной переда­чи с гипоидным зацеплением зуб­чатых колес карданную передачу и пол кузова можно разместить ниже, уменьшив тем самым высоту центра тяжести автомобиля. В ги­поидной передаче одновременно в зацеплении находится большее число зубьев, чем в обычной конической передаче, в результате чего зубча­тые колеса работают более надеж­но, плавно и бесшумно.

Недостатком гипоидного зацепления является продольное проскальзывание зубьев, сопровождающееся выделением теп­лоты. В результате этого происходит разжижение и выдавливание масла с поверхности сопряженных зубьев, что приводит к их повышенному из­нашиванию. Предотвратить разжижение можно применением специальных трансмиссионных масел с противоизносной присадкой.

Главная передача автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» (рис.14.3) гипоидная, размещена в картере заднего моста. Ведущая шестерня 5, изготовленная заодно целое с ведущим валом 4, вращается на двух роликовых конических подшипни­ках 1. Между роликами установлена распорная втулка 3. На коробке дифференциа­ла болтами закреплена ве­домая шестерня 6. На шлицах ведущего вала 4 установлен и закреплен гайкой фланец, к которому болтами крепится фланец шарнира карданно­го вала. Сальник 2 не допускает выход масла из картера главной передачи со стороны ведущего вала.

Рис.14.3. Главная передача автомобилей ВАЗ-2105:

1 - подшипники; 2 - сальник; 3 - распорная втулка;

4 - ведущий вал; 5 - ведущая шестерня; 6 - ведомая шестерня;

7 - картер заднего моста

Главная передача автомобиля ВАЗ-2108 размещена в одном картере с коробкой передач и состоит из пары цилиндрических шестерен 22 (см.рис.12.7) с косыми зубьями. Ведущая шестерня сделана за одно целое с ведомым валом 21 коробки передач, а ведомая шестерня прикреплена болтами к крышке коробки дифференциала 24. Для главной передачи используется та же смазка, что и для коробки передач.

Двойная главная передача состоит из двух пар конических зубчатых колес. Кон­структивно она выполняется в одном картере – центральная (см.рис.14.2,в), или каждая пара зуб­чатых колес располагается отдель­но – разнесенная (см.рис.14.2,г). Разнесенная двойная главная передача состоит из одинарной конической зубчатой передачи, устанавливаемой в заднем мосту, и цилиндрических зубчатых передач – колесных ре­дукторов.

Двойная центральная передача (см.рис.14.2,в) имеет коническую и цилиндрическую пары шестерен. Цилиндрические шестерни 5 и 6 имеют прямые или косые зубья, а конические 3 и 4 – спи­ральные. Крутящий момент передает­ся от ведущей конической шестерни 3 к ведомой 4, через цилиндрическую шестерню 6, находящуюся на одном валу с ведомой, на цилиндрическую шестерню 5. Двойная главная пере­дача по сравнению с одинарной об­ладает более высокой механической прочностью и позволяет увеличить передаточное число при достаточно большом дорожном просвете под балкой (картером) ведущего моста, что повышает проходимость автомо­биля.

Двойная главная разнесенная передача применяется на некоторых автомобилях большой грузо­подъемности и автобусах (автомобили МАЗ-5335, автобусы ЛиАЗ-677М).