2. Характеристика гіпоїдної передачі

Намагання знизити центр ваги легкових автомобілів привело до створення в 1925 р. гіпоїдної передачі. Спочатку ця передача використовувалась тільки на легкових автомобілях. Потім, коли виявились інші переваги гіпоїдної передачі, її стали широко використовуватись і на вантажних автомобілях.

На відміну від конічної передачі в гіпоїдній вісі зубчастих коліс не перетинаються, а перехрещуються. Початковими поверхнями гіпоїдної пари є поверхні гіперболоїдів обертання (рис. 1.6.) При цьому вісь шестерні отримує зміщення шестерні  відносно вісі колеса. Зміщення може бути як нижнім, так і верхнім. Шестерню зміщують вгору на багатовісних автомобілях для того, щоб вал шестерні виконати прохідним, а на передньопривідних автомобілях – по умовам компоновки. Для запобігання заклинювання при русі на передачах переднього ходу в гіпоїдній передачі нижнього зміщення, так як в конічних, зубці шестерні мають нижнє направлення спіралі, а при верхньому зміщенні – праве.

Рисунок 1.6 – Поверхня гіперболоїда обертання

Основними перевагами, які забезпечують широке використання гіпоїдної передачі, являється її більша, в порівнянні з конічною, міцність і безшумність. Підвищення міцності гіпоїдної передачі обумовлено підвищенням діаметра шестерні. При збільшенні діаметра шестерні підвищується міцність зуба. Крім того, гіпоїдні колеса мають в декілька раз більший опір втомі, в порівнянні з конічними. Так як в гіпоїдній передачі в зачепленні одночасно знаходиться в 1,5 рази більше зубців, тому плавність роботи більша, а шумність менша.

Перераховані вище переваги дозволяють виконати гіпоїдну передачу малогабаритною, а отже використовувати її замість подвійної на вантажних автомобілях.

1.4 Дослідження робочого процесу гіпоїдної передачі

Гіпоїдна передача - це передача з конічними зубча­стими колесами, осі валів яких мимобіжні. Колеса таких передач можуть бути косими, але найчастіше - криволінійними, тобто ма­ють кругові зубці. Передатні числа в межах , але можуть до­сягти і 60. Кут перехрещування осей валів у просторі найчастіше 90°. На відміну від гвинтових передач гіпоїдні можуть бути вико­нані з лінійним контактом зубців. Швидкості ковзання у цих пере­дачах менші, ніж у гвинтових. Тому вони мають підвищену наван­тажувальну здатність. На практиці небезпека заїдання, пов'язана із ковзанням, усува­ється застосуванням спеціального протизадирного мастила і термообробкою зубців до високої твердості. Завдяки кращому припрацюванню виходить висока чистота робочих поверхонь зубців.

Недоліком цих передач є підвищені вимоги до точності вигото­влення і монтажу.

Стандарт передбачає 12 ступенів точності виготовлення зубчатих передач(в тому числі і гіпоїдних передач), кожний з яких характеризується трьома показниками:

1. нормою кінематичної точності, що регламентує найбільшу похибку

передаточного відношення або повну похибку кута повороту зубчатого колеса в межах одного оберту (у зачепленні з еталонним колесом);

2. нормою плавності роботи, яка регламентує багатократно повторювальні

циклічні похибки передаточного відношення або кута повороту зубчатого колеса в межах одного оберту;

3. нормою контакту зубців, що регламентує похибки виготовлення зубців і

складання передачі, які впливають на розміри плями контакту в зачепленні (розподіл навантажень по довжині зубців).

Ступінь точності вибирають залежно від призначення та умов роботи передачі.

Проектуючи гіпоїдні передачі, вибирають гіпоїдне зміщення у передачах легковиків та легких ватажних ав­томобілів , а у передачах важких транспортних машин де

Кути нахилу зубців шестірні з її віссю вибирають, як правило , або дещо зменшують зі збільшенням числа зубців: при , при при . При цьому кути нахилу зубців колеса (зсув торців зубців колеса має бути близьким до 1,3 торцевого кроку).

Геометричний розрахунок гіпоїдних передач такий же, як і при розрахунку конічних з круговими зубцями, проте дещо складні­ший.

Передатне число гіпоїдних передач визначають так само, як і для гвинтових, тобто:

; (1.1)

де кути нахилу зубців шестірні та колеса, причому . Оскільки вибирають більшим, ніж , то при од­накових діаметрах коліс і передатному числі и діаметр шестірні гіпоїдної передачі в рази більший, ніж у конічної.

Розрахунок на міцність цих передач за контактними напругами і на згинання виконують так само, як і конічних із круговими зуб­цями, при однакових діаметрах, ширинах і торцевих модулях. Для обмеження спрацювання зубців та зменшення можливості заїдання слід провести також розрахунок на стійкість проти спрацювання, тобто обмежити швидкість спрацювання зубців у заданих умовах роботи передачі. або руйнування кулькового підшипника на піввісі.