6. Главная передача

Главная передача (в тракторах центральная) предназначена для постоянного увеличения крутящего момента, передаваемого от двигателя к ведущим колесам, и поворота на 90° плоскости передачи крутящего момента.

В типичной схеме автомобиля и трактора главная передача расположена между коробкой передач и дифференциалом и связывает продольный и поперечный валы трансмиссии. Чаще всего применяются шестеренчатые главные передачи. Червячные передачи встречаются редко, а цепные практически не используются.

Ввиду того, что оси вращения вала двигателя и ведущих колес перпендикулярны, для главной передачи используют конические и гипоидные зубчатые пары (рис. 7, а). На легковых и грузовых автомобилях малой грузоподъемности широкое распространение получили гипоидные передачи. Их основные преимущества: повышенная несущая способность по контактным напряжениям, большая плавность работы и бесшумность. В этой передаче оси валов не пересекаются, а скрещиваются, что расширяет компоновочные возможности. Недостатком такой передачи является наличие скольжения зубьев вдоль линии контакта, что снижает КПД. Скольжение тем больше, чем больше смещение осей Е (гипоидное смещение). Поэтому величину Е ограничивают для легковых автомобилей Е<0,20d, для грузовых Е = 0,125 d. С этой же целью необходимо применять для смазки передачи специальное гипоидное масло.

Конические пары главных передач лесных машин имеют круговые зубья обычно с нулевым углом спирали (зерольное зацепление). Главные передачи с цилиндрическими шестернями применяются на тракторах и автомобилях, у которых валы коробок передач расположены перпендикулярно продольной оси машины.

По числу и расположению зубчатых колес главные передачи подразделяют на одинарные, двойные, центральные, двойные разнесенные, проходные и двухступенчатые. Одинарная главная передача (рис. 7, а) наиболее распространенная, отличается компактностью, минимальными размерами и массой, простотой в изготовлении и эксплуатации. Ее применяют при i_гп7,0. При больших значениях передаточного числа и передаваемого момента необходимо увеличивать модуль зуба и диаметр зубчатого колеса, что снижает дорожный просвет и ограничивает проходимость машины. Двойная центральная передача состоит из двух пар зубчатых колес – конической и Цилиндрической, позволяет реализовать i_гп12 без уменьшения клиренса и обладает при этом большей нагрузочной способностью, чем одинарная. Распространение получили передачи, выполненные по схеме рис. 7, б. Передаточное число конической пары в двойной передаче принимают в пределах 1,5…2,7.

Двойная главная передача с проходным валом (рис. 7, в) применяется на автомобилях с колесной формулой 66 или 64. Ее устанавливают в среднем ведущем мосту. Г-образное расположение валов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет получить наиболее компактный промежуточный мост тележки трехосного автомобиля и без дополнительного карданного вала обеспечить подвод крутящего момента к заднему мосту.

Рис. 7. Схемы главных передач: а – одинарные; б – двойная центральная; в – проходная; г – двойная разнесенная; д – двухступенчатая

Двойная разнесенная передача (рис. 7, г) включает три самостоятельных редуктора: центральный с коническими колесами и два конечных редуктора, которые располагают у ведущих колес (бортовой редуктор) или встраивают в ступицу колеса (колесный редуктор). Разнесенные главные передачи с многосателлитными планетарными цилиндрическими передачами вследствие повышенной нагрузочной способности и компактности конструкции получили наиболее широкое применение. Передаточное число принимается i_гп=2…6. При такой схеме главной передачи центральный редуктор получается компактным, уменьшаются нагрузки на дифференциал и полуоси. Сложность конструкции этих передач обуславливает применение их для машин с нагрузкой на ось не менее 60…120 кН, например, лесовозных автомобилей МАЗ.

Двухступенчатая главная передача (рис. 7, д) отличается от двойной возможностью изменения передаточного числа цилиндрической пары. Ее целесообразно применять для тягачей. Увеличение вдвое числа ступеней трансмиссии приводит к улучшению тяговых свойств и топливной экономичности автопоездов, работающих в различных условиях движения. Недостатками двухступенчатых передач являются сложность конструкции и невозможность осуществления переключения ступеней при движении автопоезда. Наличие в настоящее время многоступенчатых коробок передач с делителями обусловили ограниченное применение двухступенчатых главных передач.

Большинство конических зубчатых колес главных передач современных автомобилей и тракторов имеют круговую линию зубьев. Поскольку ни эвольвентная, ни циклоидальная линии зубьев не приводят к заметным преимуществам в части нагрузочной способности передач и технологии их изготовления, при проектировании новых конструкций главных передач целесообразно применять зубчатые колеса с круговой линией зубьев.

Главная передача относится к наиболее нагруженным узлам автомобилей и тракторов, работающим в условиях динамического нагружения. Срок службы, КПД, бесшумность в работе передачи обеспечиваются следующими условиями: правильным зацеплением конических шестерен, при этом отпечаток контакта между рабочими поверхностями зубьев должен соответствовать заводским рекомендациям; считается хорошим отпечаток по длине и высоте не менее 60% длины зуба, расположенный в средней его части ближе к малому торцу; правильным взаимным расположением шестерни и колеса в картере, т.е. боковой зазор между зубьями не должен выходить за допустимые пределы (в тракторных главных передачах первоначальный зазор 0,25…0,85 мм); минимальным осевым перемещением шестерни, чтобы не нарушать зацепление и не увеличивать величину бокового зазора.

Осевое перемещение шестерни может быть вызвано деформацией корпуса передачи, шестерен и подшипников, а также их износом. Поэтому одним из существенных требований к ведущим мостам лесных машин является высокая жесткость корпусных деталей. Для того чтобы ограничить смещение шестерен иногда в конструкции главных передач вводят упоры – ограничители деформаций.