Автомобили и тракторы
.pdfния к несущей системе (остову). Ведущие мосты колесных тракторов и автомобилей состоят из главной или центральной передачи, дифференциала, валов ведущих колес (полуосей) и конечных передач. Число ведущих мостов определяется колесной формулой трак-
тора (3К2, 4К2, 4К4) или автомобиля (4×2, 4×4, 6×4, 6×6), где пер-
вая цифра означает общее число колес, а вторая – число ведущих колес (сдвоенные колеса считают за одно колесо). На полноприводные тракторы с колесной формулой 4К4 («БЕЛАРУС» серий «500/ 800/900» с ПВМ, «Беларус 1025/1221/1222/1523/2022/2822.ДЦ/ 3022ДВ»; К-701, Т-150К, ВТЗ-2032А) устанавливают два ведущих моста (передний и задний), на полноприводные автомобили типа 4×4 (МАЗ-55513, ВАЗ-2121, УАЗ-3151) – два моста; на автомобили типа 6×6 (МАЗ-55165, МАЗ-642505; КамАЗ-4310; ЗИЛ-131) – три ведущих моста.
Корпуса ведущих мостов производят из серых чугунов и стали. У отдельных моделей тракторов корпус ведущего моста изготавливают в общей отливке с корпусом коробки передач (Т-40М, Т-16М).
Главная передача служит для изменения на угол 90º направления передаваемого вращательного движения, увеличения передаточного числа трансмиссии и передачи вращения к дифференциалу. По числу пар зубчатых колес различают главные передачи: одинарные и двойные, по типу зубчатого соединения – конические со спираль-
ными зубьями, гипоидные и цилиндрические.
Одинарные главные передачи представляют собой, как правило, пару конических зубчатых колес со спиральными зубьями или гипоидную передачу. Применение последних позволяет по сравнению с конической передачей увеличить передаваемое усилие, повысить долговечность, снизить уровень шума. Оси зубчатых колес гипоидных передач не пересекаются. Наличие смещенного ведущего зубчатого колеса позволяет изменить дорожный просвет.
Одинарные главные передачи с коническими зубчатыми колесами находят широкое применение в семействе тракторов «БЕЛАРУС», тракторах К-701, Т-150К; автомобилях МАЗ, УАЗ и ЗАЗ; одинарные гипоидные передачи – на автомобилях ГАЗ-53-12, ГАЗ-66, «Волга», «Жигули» и «Москвич».
Одинарные главные передачи, состоящие из пары цилиндрических зубчатых колес, применяют в тех случаях, когда оси валов коробок передач расположены перпендикулярно к продольной оси
251
трактора. Их устанавливают на переднеприводных автомобилях семейства ВАЗ, тракторах Т-25А, Т-30А, самоходных шасси Т-16М, ВТЗ-30СШ.
У тракторов «БЕЛАРУС» мощностью от 50 до 100 л. с. главная передача состоит из пары конических зубчатых колес с круговыми зубьями. Ведущее коническое зубчатое колесо 1 (рис. 4.31) посажено на шлицевой хвостовик вторичного вала КП и зафиксировано корончатой гайкой 10. Оно вращается вместе с вторичным (выходным) валом КП на конических роликоподшипниках в корпусе КП. Ведомое коническое зубчатое колесо 2 прикреплено к корпусу дифференциала 4 двенадцатью призонными болтами 5. Оно вращается вместе с корпусом дифференциала на двух конических роликоподшипниках 11, установленных в гнездах корпуса 4 и крышки 9 дифференциала.
Рис. 4.31. Главная передача и дифференциал тракторов «БЕЛАРУС» серий «500», «800», «900»: 1 – ведущее коническое зубчатое колесо;
2 – ведомое коническое зубчатое колесо; 3 – полуосевая шестерня; 4 – корпус дифференциала;
5 – болт призонный крепления шестерни; 6 – крестовина дифференциала; 7 – сателлит; 8 – болт; 9 – крышка дифференциала; 10 – гайка;
11 – конический роликоподшипник
252
Двойные главные передачи состоят из зубчатых передач конической и цилиндрической. Цилиндрическая выполняет функцию конечной передачи – снижает частоту вращения ведущих колес, увеличивает крутящий момент. Двойная главная передача может быть центральной, когда обе пары зубчатых колес размещены в одном корпусе, и разнесенной, когда цилиндрическая пара зубчатых колес находится в приводе каждого ведущего колеса.
Двойные центральные главные передачи устанавливают на автомобилях ЗИЛ-130, ЗИЛ-131, «Урал-5557», КамАЗ-4310, КамАЗ5320, разнесенную передачу – на семействе автомобилей МАЗ
(МАЗ-5551А2, МАЗ-5337А2, МАЗ-5433А2, МАЗ-543403).
Разнесенную двойную главную передачу рассмотрим на примере автомобиля МАЗ-5551А2.
Разнесенная двойная главная передача состоит из центрального конического редуктора (рис. 4.32) и планетарных колесных передач, размещенных в ступицах колес (рис. 4.33). Центральный конический редуктор разнесенной главной передачи состоит из пары конических зубчатых колес с круговым зубом. Ведущее зубчатое колесо 14 (рис. 4.32) выполнено за одно целое с ведущим валом и вращается в двух конических роликоподшипниках 3, 13, расположенных в стакане 12. Стакан отцентрирован относительно картера 25 и прикреплен к нему болтами. На шлицевом конце ведущего валашестерни закреплен фланец 6 для соединения с карданной передачей. Гайка 7 фиксирует фланец 6 и одновременно затягивает обоймы роликоподшипников. Требуемый зазор или натяг в подшипниках регулируется прокладками 2.
Ведомое зубчатое колесо 1 прикреплено к чашкам дифференциала 16, 23 специальными болтами с гайками и стопорными пластинами. Ведомое зубчатое колесо вместе с дифференциалом вращается на конических роликоподшипниках 18, 30, регулируемых гайками.
Крутящий момент от центрального конического редуктора через полуоси 31 (рис. 4.32) передается к ведущим (солнечным) шестер-
ням 28 (рис. 4.32) планетарных колесных передач. Ведущая ше-
стерня 28 планетарной передачи жестко связана с полуосью 31 и находится в зацеплении с сателлитами 29. Сателлиты вращаются на игольчатых подшипниках 3 на осях 1, закрепленных в водиле 23, которое прикреплено болтами 2 к ступице 5 колеса. Сателлиты 29 одновременно находятся в зацеплении с внутренними зубьями ве-
253
домой (коронной) шестерни 21, которая через ступицу 19 жестко связана с неподвижным опорным кожухом 30. При вращении полуоси 31 к ведущей шестерне 28 приводятся во вращение сателлиты 29, которые, обкатываясь по зубьям неподвижной ведомой шестерни 21, приводят во вращение водило 23 и ступицу 5 колеса.
Рис. 4.32. Центральный конический редуктор автомобиля МАЗ-5551А2:
1 – шестерня ведомая; 2 – прокладки регулировочные; 3, 13, 18 – подшипники; 4, 5 – манжеты; 6 – фланец; 7, 17 – гайка; 8 – кольцо уплотнительное; 9 – крышка; 10 – болт; 11 – прокладка; 12 – стакан подшипников; 14 – шестерня ведущая; 15 – сателлит; 16, 23 – чашки дифференциала; 19 – крышка подшипника;
20 – крестовина; 21 – шестерня полуоси; 22 – шайба опорная; 24 – муфта блокировки дифференциала; 25 – картер моста; 26 – цилиндр механизма блокировки; 27 – поршень;
28 – вилка включения механизма блокировки; 29 – картер редуктора; 30 – конический роликоподшипник; 31 – полуось
254
Рис. 4.33. Планетарная колесная передача автомобиля МАЗ-5551А2: 1 – ось сателлита; 2, 6, 8, 16 – болты; 3 – подшипник игольчатый; 4, 7 – подшипник; 5 – ступица; 9 – датчик АБС; 10 – барабан тормозной;
11 – щит; 12 – ось; 13 – полуось; 14 – кулак разжимной; 15 – колодка тормозная; 17, 20 – гайка; 18 – шайба;
19 – ступица ведомой шестерни; 21 – шестерня ведомая; 22 – пробка сливная; 23 – водило; 24 – крышка; 25 – пробка заливная; 26 – сухарь; 27 – упор полуоси; 28 – шестерня ведущая; 29 – сателлит; 30 – кожух; 31 – полуось
Ступица вращается на конических роликоподшипниках 4, 7. Следовательно, в планетарной колесной передаче осуществляется дальнейшая трансформация крутящего момента, передаваемого к ведущим колесам, определяемая передаточным числом планетарного ряда.
Дифференциал представляет собой планетарный механизм, предназначенный для распределения крутящего момента между ведущими полуосями трактора или автомобиля и обеспечения вращения ведущих колес с различной частотой при движении по кривой или по неровностям пути. При повороте колесного трактора или автомобиля его колеса катятся по концентрическим траекториям и проходят разные пути: внутреннее колесо проходит меньший
255
путь, а наружное – больший. Чем круче поворот и больше ширина колеи, тем больше разность частот вращения колес.
При прямолинейном движении по неровной дороге, неодинаковом давлении воздуха в шинах или разном износе протектора ведущие колеса также должны вращаться с различной, но строго дифференцированной частотой. Поэтому в ведущих мостах колесных тракторов и автомобилей устанавливают дифференциал, который предназначен для увеличения частоты вращения одного колеса за счет равного уменьшения частоты вращения другого колеса.
Чтобы ведущие колеса трактора или автомобиля при повороте могли иметь разную частоту вращения, их устанавливают на двух самостоятельных ведущих валах, иногда называемых полуосями.
Простой дифференциал, как планетарный механизм с передаточным числом, равным единице, обладает следующими основными свойствами: сумма угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен равна удвоенной угловой скорости корпуса дифференциала; при любых соотношениях угловых скоростей полуосевых шестерен дифференциал делит подведенный к его корпусу крутящий момент поровну. Из этого свойства видно, что крутящий момент, подводимый к корпусу (Мк), не может быть больше по величине, чем момент, реализуемый колесом, находящимся в худших сцепных условиях.
При прямолинейном движении трактора или автомобиля по ровной опорной поверхности сопротивление вращению ведущих колес одинаково и частоты вращения левого и правого ведущих колес равны частоте вращения корпуса дифференциала. В этом случае сателлиты не вращаются вокруг своих осей. Если сопротивление вращению одного из колес трактора или автомобиля возрастает (например, при повороте возрастает сопротивление вращению внутреннего колеса), то его вращение вместе с ведущим валом и коническим зубчатым колесом замедляется. Вращающиеся сателлиты ускоряют вращение одного колеса настолько, насколько замедлилось вращение другого колеса.
Дифференциал оказывает и отрицательное влияние. При большом сопротивлении движению и разных силах трения колес о почву дифференциалу легче вращать колесо с худшими условиями сцепления, чем катить второе колесо. Поэтому колесо, которое трудно вращать, останавливается, а другое – буксует (вращается вдвое быстрее). Для
256
устранения этого недостатка применяют различные механизмы блокировки, т. е. механизмы выключения дифференциала.
Классифицируют дифференциалы по следующим признакам: по конструкции – с коническими зубчатыми колесами, кулачковые,
червячные; месту установки – межколесный (в одном мосту), межосевой (между ведущими задними мостами), межбортовой (между ведущими колесами с одной стороны); наличию механизма бло-
кировки – без блокировки, с блокировкой, самоблокирующиеся; приводу к механизму блокировки – с механическим, гидравлическим, пневматическим приводами.
Межосевые дифференциалы могут быть симметричными и несимметричными. Самоблокирующиеся дифференциалы делят на дифференциалы повышенного трения и с механизмом свободного хода.
Дифференциал заднего моста автомобиля МАЗ-5551А2 собран в корпусе, состоящем из двух чашек 16, 23 (рис. 4.32), соединенных болтами вместе с ведомой конической шестерней 1. Корпус дифференциала вращается в двух конических роликоподшипниках 18. Между двумя чашками зажата крестовина 20, на цапфах которой посажены сателлиты 15 с бронзовыми втулками. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с полуосевыми шестернями 21. Сателлиты 15 и полуосевые шестерни 21 опираются по торцам на антифрикционные сферические и плоские пластины для снижения потерь на трение. Ступицы шестерен 21 внутренними шлицами соединены со шлицевыми хвостовиками полуосей 31, на другом конце которых зафиксированы ведущие шестерни планетарных колесных передач.
Задний мост тракторов «Беларус-1222/1222В/1523/1523В».
В корпусе заднего моста 2 (рис. 4.34) смонтирован дифференциал 21 с ведомой шестерней 5 главной передачи, с которой постоянно зацепляется ведущая коническая шестерня 3 выходного вала коробки передач 4. Вращение от шестерни 3 через главную передачу
идифференциал передается ведущим шестерням 6, 23 бортовой передачи и ведомым шестерням 16, 17 соответственно. От ведомых шестерен 16, 17 бортовых передач приводятся во вращение валыторсионы 15, шестерни планетарных редукторов 11, 18 и полуоси 13, 20 ведущих колес. Вращение от шестерен 16, 17 к валам-торсионам осуществляется через шлицевые втулки 15, имеющие наружные
ивнутренние шлицы.
257
Рис. 4.34. Задний мост тракторов «Беларус-1222/1222В/1523/1523В»: 1 – многодисковый «мокрый» рабочий тормоз; 2 – корпус заднего моста;
3 – ведущая коническая шестерня главной передачи; 4 – корпус коробки передач; 5 – ведомая коническая шестерня главной передачи; 6 – ведущая шестерня бортовой передачи; 7 – многодисковый «мокрый» рабочий тормоз;
8 – многодисковая «мокрая» муфта блокировки межколесного дифференциала; 9 – вал блокировки дифференциала; 10 – корпус тормоза;
11 – планетарный редуктор конечной передачи; 12 – рукав правый; 13 – полуось правая ведущего колеса; 14 – вал-торсион; 15 – втулка шлицевая; 16, 17 – ведомая шестерня бортовой передачи; 18 – планетарный редуктор; 19 – рукав левый; 20 – полуось левая ведущего колеса; 21 – дифференциал;
22 – вал ведущей шестерни бортового редуктора; 23 – шестерня ведущая
Передние ведущие мосты (ПВМ). Отличительной особенностью конструкции передних ведущих мостов универсально-пропашных тракторов является наличие «портала», т. е. возвышения полуосей балки ПВМ над осями ведущих колес. Такие ПВМ называют портальными (рис. 4.35, а). Тракторы общего назначения, не имеют портала, т. е. полуоси балки ПВМ и оси колес располагаются в линию и такие ПВМ носят название аксиальных (рис. 4.35, б).
Передние ведущие мосты автомобилей являются, как правило, аксиальными и имеют унифицированные с задними мостами глав-
258
ную передачу и дифференциал, но отличаются от задних наличием поворотных кулаков и шарниров равных угловых скоростей. Это относится и к тракторам Т-150К и К-701.
а |
б |
Рис. 4.35. Схемы ПВМ:
а – портальный; б – аксиальный; 1, 6 – переднее ведущее и управляемое колесо;
2 – шаринир равных угловых скоростей; 3 – балка ПВМ (полуоси); 4 – ось качания балки ПВМ; 5 – ось колеса
Всемействе тракторов «БЕЛАРУС» находят применение ПВМ портального типа с разной высотой «портала» (тракторы серий
«500», «800», «900», «1000», «1200», «1500») и ПВМ аксиального типа («Беларус-2822.ДЦ», «Беларус-3022ДВ», «Беларус-3022.1»).
По конструкции редукторов конечных передач ПВМ разделяются на два типа: ПВМ с коническими зубчатыми передачами редукторов конечных передач; ПВМ с планетарно-цилиндрическими редукторами конечных передач.
ВПВМ с планетарно-цилиндрическими редукторами в качестве шарниров равных угловых скоростей применяется сдвоенный карданный (универсальный) шарнир. В ПВМ с коническими редукторами конечных передач роль поворотных шарниров выполняют конические зубчатые передачи редукторов.
ПВМ с коническими зубчатыми передачами редукторов.
Когда трактор движется прямолинейно по ровной поверхности
иведущие колеса испытывают одинаковое сопротивление, он работает как обычный дифференциал (рис. 4.36, І).
При включении дифференциала в работу (разное сопротивление вращению ведущих колес при прямолинейном движении трактора) плавающие оси 3 сателлитов под нагрузкой перемещаются по па-
259
зам-скосам (рис. 4.36, ІІ) в корпусе дифференциала на величину зазора между фрикционными дисками 7 и 8. От осей 3 усилие передается на сателлиты 4, которые нажимают на чашки 6, а те, в свою очередь, сжимают диски 7 и 8 до упора в корпус. При этом крутящий момент будет передаваться не только через зубья сателлитов, но и через сжатые диски за счет сил трения.
Рис. 4.36. Схема самоблокирующегося дифференциала ПВМ:
1, 2, 5 – конические зубчатые колеса; 3 – ось; 4 – сателлит; 6 – чашка; 7 – ведущий диск; 8 – ведомый диск; 9 – вал ведущего колеса; 10 – корпус;
І – дифференциал не заблокирован; ІІ – дифференциал заблокирован
Передний ведущий мост приводится в действие от вторичного вала коробки передач через промежуточную шестерню привода ПВМ, шестерню муфты свободного хода раздаточной коробки и карданный привод. С помощью механически управляемой зубчатой муфты ПВМ может быть выключен, включен принудительно или включен/выключен в автоматическом режиме в зависимости от буксования задних колес.
Портальный передний ведущий мост (ПВМ) с планетарно-цилинд- рическими редукторами.
ПВМ с планетарно-цилиндрическими редукторами (рис. 4.37) является стандартной составной частью всех энергонасыщенных тракторов «БЕЛАРУС» и по заказу может быть установлен на тракторы «БЕЛАРУС» средней мощности серий «500», «800», «900».
260