Какие усилия испытывает ведущий мост автомобиля

Мост автомобиля. Очень интересная статья! Забери статью к себе!

Мост объединяет между собой два колеса автомобиля на одной оси, соединяет колеса с кузовом, а в случае, если мост ведущий, передает на колеса крутящий момент.

— Мост, особенно ведущий — сложный узел из множества деталей, выполняющих разные функции. В картере ведущего моста расположены: главная пара, дифференциал и полуоси. Мост воспринимает на себя все вертикальные, поперечные и продольные нагрузки, которые гасятся упругими элементами подвески — рессорами или пружинами.

Соответственно, мост не имеет жесткой связи с кузовом (рамой) и соединяется с ним при помощи рессор с реактивными тягами или рычагов с пружинами, в зависимости от конструкции. По сути, мост как бы висит на этих элементах, соединенных с кузовом или рамой через резинометаллические втулки.

Типы автомобильных мостов
1)Ведущие
2)Управляемые
3)Управляемые ведущие
4)Поддерживающие

Ведущие мосты бывают передними, задними и промежуточными. Они также делятся на неразрезные и разрезные — в зависимости от типа подвески. Если автомобиль оснащен независимой подвеской, ведущий мост делается разрезным, если подвеска зависимая, мост, как правило, неразрезной.

На легковых автомобилях классической компоновки задний мост ведущий, на полноприводных автомобилях ведущие оба моста.

Когда речь идет об управляемом мосте, в подавляющем большинстве случаев имеется в виду передний мост автомобиля с задним или полным приводом. Однако у автомобилей специального назначения (автомобили коммунальных служб, сельскохозяйственная колесная техника, погрузчики др.) передний мост может быть ведущим, а задний мост – управляемым.

Поддерживающий мост применяется в качестве промежуточного для повышения грузоподъемности автомобиля и служит дополнительным элементом в схеме распределения вертикальной нагрузки на раму или несущий кузов. Такой мост представляет собой прямую балку, на концах которой смонтированы колеса, оснащенную подвеской. Поддерживающие мосты также нашли применение в крупных и тяжелых полуприцепах и прицепах для легковых автомобилей и пикапов (например в «доме на колесах»).

Неразрезной ведущий мост

Конструктивно такой мост выполняется пустотелым в виде балки, для размещения в ней узлов трансмиссии: дифференциала, главной пары и полуосей, являющихся приводом к ведущим колесам автомобиля. На концах балки установлены подшипники полуосей и смонтированы фланцы для крепления опорных дисков и тормозных механизмов. На теле балки выполнены площадки под крепления рессор или пружин, а также кронштейны для соединения с подвеской.

Назначение ведущего моста заключается в изменении подведенного крутящего момента и передачи его под прямым углом на ведущие колеса. При прохождении поворота ведущий мост дает возможность ведущим колесам автомобиля вращаться с различными скоростями. Мост также передает тяговое усилие и реактивный момент к раме или несущему кузову автомобиля от ведущих колес, а также воспринимает силу веса и боковые реакции, при движении автомобиля в повороте.

Конструкция неразрезного заднего моста

Задний мост автомобиля включает в себя следующие элементы: картер заднего моста, дифференциал, главную передачу и полуоси привода колес. Картер заднего моста служит для установки необходимых узлов с их заданным взаимным расположением, передающих крутящий момент к ведущим колесам. Вместе с тем картер заднего моста одновременно является элементов подвески задних колес, воспринимающий через подвеску вес автомобиля, передающийся на колеса.

Картер заднего моста выполнен методом штамповки. На концах картера запрессованы и приварены стальные кованые фланцы, которые окончательно обрабатываются после сварки. Фланцы имеют специальные гнезда для установки подшипников полуосей и резьбы для крепления тормозного щита.

В средней части картера моста имеется отверстие впереди для установки редуктора заднего моста (главная передача), а сзади это отверстие закрыто штампованной приваренной крышкой. В крышке расположено маслозаливное отверстие под резьбовую пробку. Снизу картера имеется отверстие для слива масла, которое также закрывается резьбовой пробкой. Обычно в пробке имеется магнитный элемент для сбора металлических продуктов износа, которые удаляются с пробки при смене масла в редукторе.

Подводимое к заднему мосту усилие (крутящий момент) от двигателя через карданную передачу увеличивается главной передачей в редукторе. Помимо этого главная передача изменяет положение оси вращения на 90 градусов посредством передачи момента через шестерни дифференциала на полуоси.

Полуоси выполнены из углеродистой стали 40 и по всей длине закалены ТВЧ для придания им упругих свойств и увеличения их прочности. На концах полуосей имеются отлитые воедино с ней фланцы, к которым крепятся тормозные механизмы и колеса. Внутренняя часть полуосей имеет накатанные шлицы, входящие в зацепление с шестернями дифференциала.

Управляемый мост автомобиля может быть как разрезным, так и не разрезным.

Неразрезной мост представляет собой балку с поворотными кулаками на концах, что обеспечивает возможность поворота управляемых колес при движении автомобиля. На цапфах поворотных кулаков крепятся через ступицы управляемые колеса.

Балка моста одновременно должна быть легкой, прочной и жесткой. Таким условиям отвечают в наибольшей степени, кованные стальные балки двутаврового сечения. На балке предусмотрены опорные площадки для крепления элементов подвески.

Балка в своей средней части выгнута вниз, для того чтобы расположить двигатель как можно ниже, что позволяет сместить центр тяжести для повышения устойчивости автомобиля.

Передний разрезной управляемый мост

Разрезной мост это закрепленный на подрамнике редуктор с приводными валами, передающими крутящий момент колесам. Независимая подвеска соединяется с поворотными кулаками, как это бывает у переднеприводных автомобилей. Управляемые колеса, прикрепленные к ступицам, могут поворачиваться вместе со стойками, обеспечивая автомобилю возможность маневрировать.

Источник

Какие усилия испытывает ведущий мост автомобиля?

передавать тяговое (толкающее) усилие и реактивный момент от ведущих колёс к раме или несущему кузову машины; воспринимать силу веса и боковые реакции, возникающие при движении машины на повороте или на косогоре.

Для чего служит передний ведущий мост?

Передний ведущий мост представляет собой объединенные в один общий узел механизмы, при помощи которых передается крутящий момент от карданной передачи к передним колесам, обеспечиваются поворот и стабилизация управляемых колес, передаются толкающие усилия от передних ведущих колес остову трактора.

Что представляет собой ведущий мост трактора или автомобиля?

Ведущий мост — это группа механизмов, предназначенных для увеличения крутящего момента и его передачи от коробки передач к ведущим колёсам мотоблока, колёсного трактора и автомобиля или к ведущим звездочкам гусеничного трактора. На колёсных тракторах ведущим может быть задний или задний и передний ведущие…

Для чего предназначен и из чего состоит Ведущий мост автомобиля?

Ведущие мосты состоят из главной передачи, дифференциала и полуосей, заключенных в общий кожух. … Главная передача предназначена для передачи крутящего момента под прямым углом от карданного вала к полуосям ведущих колес, а также для увеличения передаваемого крутящего момента.

Как устроен ведущий мост?

Как устроен ведущий мост? Ведущий мост состоит из картера, представляющего собой стальную или чугунную пустотелую конструкцию, в которой монтируется главная передача, дифференциал, полуоси. … Внутри трубы проходит полуось, подводящий крутящий момент к колесу.

Что входит в передний мост?

1 — балка; 2 — шкворни; 3 — поворотный кулак; 4 — колесо; 5 — поворотный рычаг; 6 — поперечная рулевая тяга; 7 — бронзовая втулка; 5 — опорный подшипник; 9 — сальник; 10 — подшипники цапфы поворотного кулака; 11 — ступица; 12 — гайка и шайба; 13 — тормозной барабан.

Для чего нужен задний ведущий мост?

Функции заднего моста

Данный агрегат выполняет три задачи: Передает крутящий момент на ведущие колеса. … Также он меняет плоскость вращения, позволяя коленвалу, вращающемуся вдоль оси авто, крутить колеса, оси вращения которых перпендикулярны кузову. Позволяет колесам вращаться с разными угловыми скоростями.

Какие виды главных передач вы знаете?

Вид зубчатого соединения определяет следующие типы главной передачи: цилиндрическая, коническая, гипоидная, червячная. Цилиндрическая главная передача применяется на переднеприводных автомобилях, где двигатель и коробка передач расположены поперечно. В передаче используются шестерни с косыми и шевронными зубьями.

Что такое передний ведущий мост?

Передний мост — комплекс узлов или отдельный агрегат шасси колёсной машины, соединяющий между собой передние колёса одной оси и служащий опорой передней части машины. Посредством подвески мост крепится к раме машины или к её несущему кузову. Конструкция переднего моста зависит от типа применяемой подвески.

Какие бывают мосты на машине?

В зависимости от типа устанавливаемых колес мосты подразделяются на ведущие, упра- вляемые, комбинированные (ведущие и управляемые одновременно) и поддерживающие.

Как устроен передний мост автомобиля?

Передний мост автомобиля ГАЗ-53А (рис. 138) состоит из балки 12 двутаврового сечения, на концах которой выполнены проушины для соединения с поворотной цапфой 5, также имеющей две проушины. Соединение осуществляется с помощью шкворня 7, который жестко стопорится в балке стопором 10 клинообразной формы.

Что такое мост в машине?

Мост — агрегат колёсной машины (автомобиля, колёсного трактора, автоприцепа) воспринимающий все виды усилий, действующих между колёсами и подвеской. В каноническом виде представляет собой поперечно расположенную балку, связывающую ступицы правого и левого колёс.

Что входит в задний мост?

Как уже разобрались из самого определения термина, задний мост состоит из:

Как осуществляется Смазка ведущих мостов?

Смазка главной передачи осуществляется разбрызгиванием. В картер промежуточного и заднего мостов заправляется по 7 л, в картер переднего моста — 4,8 л масла марки ТСп-15К. Регулировки главной передачи. Разбирать и регулировать главную передачу без надобности не рекомендуется.

Как работает передний ведущий мост?

Передний мост может быть ведущим. В этом случае он, оставаясь управляемым, в то же время передает крутящий момент от карданной передачи передним ведущим колесам. Так же как и ведущий задний мост, передний мост состоит из главной передачи, дифференциала и полуосей.

Что такое проходные мосты?

ведущий мост (обычно средний), имеющий проходной вал главной передачи, передающий часть крутящего момента к следующему (обычно заднему) ведущему мосту.

Источник

Какие усилия испытывает ведущий мост автомобиля

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Автомобильные транспортные средства

ПЕРЕДАЧИ ВЕДУЩИХ МОСТОВ

Методы стендовых испытаний

Motor vehicles. Transmission of driving axies. Methods of bench tests

Дата введения 2010-06-01

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ» (ФГУП «НАМИ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 «Дорожный транспорт»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 декабря 2009 г. N 562-ст

1 Область применения

2 Требования к объекту испытаний

2.1 Испытаниям подвергают передачи в составе ведущих мостов, изготовленных и собранных в соответствии с требованиями технической документации (ТД) и принятых службой технического контроля предприятия-изготовителя.

3 Испытание передач ведущих мостов на прочность

3.1 Оборудование, применяемое при испытаниях

3.1.1 Испытания передач мостов на прочность проводят на стенде, обеспечивающем плавное нагружение передач мостов крутящим моментом при неподвижных ведомых элементах.

Стенд состоит из электродвигателя и передачи с передаточным числом, достаточным для плавного нагружения передачи ведущего моста. Передача стенда должна быть самотормозящей.

3.1.2 Стенд должен быть оснащен:

а) весовым устройством для измерения крутящего момента на ведущей шестерне испытуемого моста с точностью ±1%;

б) располагаемыми на пульте управления устройствами аварийного отключения стенда оператором.

3.2 Подготовка к проведению испытаний

3.2.1 При установке на стенд некоторые элементы моста (барабаны, тормозные механизмы и др.) демонтируют.

3.2.2 Ведомые элементы передачи моста-ступицы затормаживают или жестко соединяют с картером.

3.2.3 Мост заправляют смазкой в соответствии с картой смазки на автомобиль, для которого он предназначен.

3.3 Метод проведения испытаний

3.3.1 Метод испытаний предусматривает плавное нагружение передачи ведущего моста крутящим моментом.

3.3.2 Нагружение осуществляют до предельного момента Н·м, при достижении которого производят отключение стенда. Момент вычисляют по формуле

, (1)

— номинальный момент на фланце ведущей шестерни главной передачи моста, Н·м, который вычисляют по формуле

, (2)

где — максимальный момент двигателя;

— передаточное число трансмиссии на низшей передаче.

3.3.3 Испытание считают завершенным при достижении предельного момента или при поломке (пластической деформации) хотя бы одного элемента моста.

3.4 Оценка результатов испытаний

3.4.1 Испытания считают выдержанными, если при достижении предельного момента элементы передачи не разрушены и их остаточная деформация отсутствует.

3.4.2 Остаточную деформацию оценивают по отклонению от пропорциональной зависимости нагружающего момента от угла поворота ведущего фланца моста.

4 Испытание передач ведущих мостов на долговечность

4.1 Оборудование, применяемое при испытаниях

4.1.1 Испытания передач мостов на долговечность проводят на стенде, обеспечивающем вращение передач с одновременным их нагружением крутящим моментом, позволяющим создать режимы в соответствии с 4.3.

Конструкция стенда должна обеспечивать его надежную работу в течение не менее 30000 ч и отвечать требованиям техники безопасности.

4.1.2 Амплитуда колебаний нагрузки для любого момента не должна превышать:

— 2% при частоте 1 Гц и более;

— 5% при частоте менее 1 Гц.

4.1.3 Стенд должен обеспечивать стабильность заданного режима с отклонениями по следующим параметрам:

4.1.4 Стенд должен быть оснащен:

а) устройством для измерения крутящего момента с точностью ±1,5%;

б) измерителем частоты вращения с точностью ±2%;

в) счетчиком циклов емкостью не менее 10 или счетчиком времени с точностью 0,1 ч;

г) устройством для измерения температуры с пределами допускаемой абсолютной погрешности ±2 °С;

д) устройствами аварийного отключения стенда оператором, располагаемыми на пульте управления и вблизи от установленного на стенде агрегата, а также регулируемыми устройствами аварийного автоматического отключения стенда при превышении заданной нагрузки передачи моста и заданной вибрации испытуемого моста.

В устройстве аварийного отключения стенда должно быть предусмотрено отключение при повышении температурного режима.

Измерительный комплекс, используемый на стенде, должен обеспечивать в случае аварийной остановки стенда регистрацию значений измеряемых параметров, предшествующих поломке.

4.1.5 Для проведения испытаний по блок-программе в соответствии с 4.3.1.1 стенд должен быть дополнительно оснащен автоматическим устройством изменения режима работы по заданной программе.

4.2 Подготовка к проведению испытаний

4.2.1 При установке на стенде некоторые элементы моста (тормозные механизмы, барабаны и др.) демонтируют, если они не влияют на долговечность при испытании передач мостов.

4.2.3 Пятно контакта шестерен передачи должно соответствовать требованиям ТД.

4.2.4 Мост должен быть заправлен маслом в соответствии с картой смазки на автомобиль, для которого он предназначен.

4.2.5 Обкатку моста проводят на режимах и в последовательности, приведенных в таблице 1.

Источник

Испытания ведущих мостов автомобиля.

При испытании ведущих мостов определяют положение пятна контакта зацеплений шестерен главной передачи, долговечность мостов, статическую прочность балок мостов, долговечность дифференциала. Т.к. мост имеет один вход и два выхода, то при испытании мостов в основном используют стенды с замкнутым контуром, которые позволяют определять долговечность, КПД, прочность и не требуют использования 2-х нагружателей.

Определение КПД ведущих мостов производится аналогично КПД КП. (Крут. момент на входе и выходе замеряются динамометрами. На этом же стенде определяют КПД КП. Измеряя крутящие моменты на первичном и вторичном валах КПД определяют : ). Долговечность ведущих мостов используют стенд с замкнутым контуром, программой определяют режимы нагрузки мостов в процессе испытаний. Для поддержания температурного режима при испытаниях на долговечность производят искусственное охлаждение испытуемых мостов. При определении прочности балок мостов, мост устанавливают на опоры, располагая их под опорными поверхностями подшипников ступиц колес. Нагрузка производится через площадки рессор, используя гидравлические пресса.

Билет 22 Билет 22

1. Колебания управляемых колес автомобиля.

Управляемый мост автомобиля представляет собой динамическую колебательную систему. При движении автомобиля возможны перемещения масс моста:

При движении а/м колебания управляемых колес обусловлены:

1) дорожными неровностями,

2) неуравновешенностью колес,

3) несоответствие кинематики подвески и рулевого управления,

4) появление переменных касательных реакций

Неровности обуславливают вертикальные колебания. Они непосредственно на устойчивость и управляемость а/м оказывают малое влияние, но могут вызвать колебания в гор-ой пл-сти, отрицательно влияющие на уст-сть и управ-сть а/м. Угловые колебания моста в горизонтальной и вертикальной плоскостях взаимосвязаны. Эта связь обусловлена гироскопическим эффектом. Передние колеса представляют собой гироскопы и реагируют на всякое угловое перемещение колес

При независимой подвеске моста в вертикально-поперечной плоскости возможна одна форма его колебаний, обусловленная кинематикой подвески. Наибольшее влияние на управляемость и устойчивость автомобиля оказывают угловые колебания колес моста по координате y и угловые колебания по координате Θ.

Частота собственных колебаний ко­лес относительно осей шкворней (виля­ние) может быть найдена по выраже­нию (1). В данном случае под I нужно понимать момент инерции ко­лес и связанных с ними деталей отно­сительно осей шкворней. Коэффициент угловой жесткости привода сΘ может быть определен как отношение момента Mθ, необходимого для поворота колес на угол Θ, к этому углу. Момент МΘ зависит не только от упругости тяг, но и от стабилизирующего момента, обу­словленного наклоном шкворня и уводом шин. Поскольку последний зависит от скорости движения, частота собствен­ных колебаний колес в продольной пло­скости также зависит от скорости ав­томобиля.

При автоколебаниях управляемых колес возникает переменное по значению и направлению сопротивление, поддерживающее колебания колес на определенном уровне. Автоколебания вызывают большие динамические нагрузки в РУ, интенсивное изнашивание шин, потеря управ-сти и уст-сти. Основная причина автоколебаний – гироскопическая связь между угловыми колебаниями управляемого моста в поперечной плоскости и поворотом колес этого моста относительно шкворней. Метод борьбы – применение типов подвесок, в которых деформация упругих элементов не приводит к изменению плоскости вращения колес (параллелограммная независимая подвеска).

Дата добавления: 2018-10-27 ; просмотров: 1152 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

4.8. Ведущие мосты тракторов и автомобилей

Ведущие мосты автомобилей

Ведущие мосты предназначены для передачи вращающего мо­мента с карданного вала к ведущим колесам автомобиля, а также для восприятия сил, передающихся при движении от колес к под­веске.

Ведущие мосты по конструкции бывают неразрезные и разрез­ные.

Неразрезной мост имеет жесткую конструкцию в виде балки (цельной или составной). Балки ведущих мостов могут быть штам­пованными и литыми. Составные балки прочнее цельных, но их изготовление более трудоемко, а жесткость зависит от надежно­сти выполненного соединения. На балке крепят рессоры, толкаю­щие и реактивные штанги, фиксирующие мост относительно рамы (кузова). Балка ведущего моста является несущей и через нее вес машины передается на колеса.

Разрезной мост представляет собой шарнирную конструкцию, позволяющую правому и левому колесам перемещаться независи­мо одно относительно другого. Колеса ведущих мостов автомоби­лей могут быть либо только ведущими (задние мосты), либо од­новременно ведущими и управляемыми (передние мосты).

Ведущие мосты состоят из главной передачи, дифференциала, привода ведущих колес, балки моста или устройства для передачи сил от ведущих колес к раме (кузову) автомобиля.

Основные требования, предъявляемые к ведущему мосту: по возможности меньшие габаритные размеры для получения наи­большего дорожного просвета и небольшая масса.

Главная передача предназначена для увеличения вращающего момента, передаваемого к ведущим колесам. В автомобилях с про­дольным расположением трансмиссии главная передача, кроме этого, поворачивает направление передачи вращающего момента на 90°. Конструкция главных передач должна обеспечивать необ­ходимое передаточное число, высокий КПД, минимальные габа­ритные размеры и массу, а также плавную и бесшумную работу.

В зависимости от типа зубчатой передачи различают шестерен­ные (цилиндрические или конические) и червячные главные пе­редачи. Червячные передачи из-за меньшего, чем у шестеренных передач, КПД получили ограниченное применение. Шестеренные главные передачи могут быть одинарными и двойными.

Одинарная главная передача представляет собой пару коничес­ких шестерен с криволинейными зубьями. В отличие от главной передачи с пересекающимися осями (рис. 4.24, а) в передаче с гипоидным зацеплением (рис. 4.24, б) оси скрещиваются и сме­щение С оси вала шестерни относительно центра зубчатого колеса составляет обычно 50…60 мм. Основным преимуществом исполь­зования гипоидного зацепления является повышенная долговеч­ность передачи, так как с увеличением смещения оси вала веду­щей шестерни возрастает число зубьев, находящихся в зацепле­нии. Это обеспечивает также большую плавность и бесшумность работы передачи по сравнению с другими типами главных пере­дач. Кроме того, положение оси ведущей шестерни позволяет ниже расположить кузов, а следовательно, и центр массы автомобиля, что повышает его устойчивость.

Рис. 4.24. Одинарная главная передача с коническими шестернями: а — с пересекающимися осями; б — со скрещивающимися осями (гипоидная); С— смещение оси вала шестерни относительно центра зубчатого колеса

В гипоидных передачах применяются специальные сорта сма­зывающих средств (гипоидные смазки), так как у них относитель­ное скольжение зубьев больше, чем у конических передач других типов. Одинарные главные передачи используются на легковых автомобилях, а также на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

На рис. 4.25, а показана конструкция одинарной главной пере­дачи грузовых автомобилей ГАЗ с кулачковым дифференциалом. Ведущий вал-шестерня 9 исполнен как единая деталь, ведомая шестерня 26 закреплена на корпусе 22 кулачкового дифференциала. Шестерни вместе с дифференциалом размещены в картере 19 глав­ной передачи и вращаются на роликоподшипниках 6, 16, 29 и 18.

Рис. 4.25. Одинарная главная передача с кулачковым дифференциалом ведущих мостов грузовых автомобилей ГАЗ: а — конструкция главной передачи; б — устройство для смазывания подшипни­ков; 1,13 — болты; 2 — внутренняя звездочка; 3 — болт крепления ведомой шестерни к корпусу дифференциала; 4 — винт упора; 5,15 — регулировочные прокладки; 6,16, 29 — конические роликоподшипники; 7, 24 — крышки; 8,20— гайки; 9 — ведущий вал-шестерня; 10 — фланец; 11 — манжета; 12 — маслосгонное кольцо; 14 — стакан; 17 — маслоналивная пробка; 18 — цилинд­рический роликоподшипник; 19 — картер главной передачи; 21 — полуось; 22 — корпус кулачкового дифференциала; 23 — стопорная пластина; 25 — кулачок; 26 — ведомая шестерня; 27 — наружная звездочка; 28 — сепаратор; 30 — втулка; 31 — верхний канал; 32 — нижний канал

Регулировка зазора в зацеплении конических шестерен осуще­ствляется регулировочными прокладками 5 под фланцем стака­на 14, в котором размещен ведущий вал-шестерня 9. Для предотвращения больших деформаций ведомой шестерни под действием сил от передаваемого момента в картере 19 главной передачи ус­тановлен упор, регулируемый винтом 4.

Для принудительного смазывания конических подшипников вала-шестерни 9 (рис. 4.25, б) применяется маслосъемная втул­ка 30. Масло, увлекаемое вращающейся ведомой шестерней 26, собирается маслосъемной втулкой в момент их соприкосновения, и далее из маслосъемной втулки масло по верхнему каналу 31 подводится к коническим роликоподшипникам 6 и 16, а по ниж­нему каналу 32 отводится от них.

Двойная главная передача применяется в тех случаях, когда не­обходимы большие передаточные числа, но из-за больших разме­ров ведомого зубчатого колеса уменьшается дорожный просвет и невозможно применить одинарную коническую передачу. Шестерни в двойных главных передачах на первой ступени обычно коничес­кие, а на второй цилиндрические. Цилиндрические шестерни де­лают с косыми зубьями.

Двойные главные передачи бывают центральные, их выполня­ют в одном картере (рис. 4.26), располагая в середине моста, или разнесенные, где каждая ступень передачи выполняется отдельно. В двойных разнесенных главных передачах пару цилиндрических шестерен — ведущую 2 (рис. 4.27) и ведомую 3 переносят к коле­сам. В некоторых конструкциях главных передач вторую ступень делают планетарной. Конструкция отдельных узлов двойной глав­ной передачи аналогична конструкции одинарной главной пере­дачи.

Рис. 4.26. Центральная двойная главная передача и шестеренный дифференциал переднего ведущего моста автомобиля КамАЗ-4310:

1 — крышка подшипника; 2 — ведомое цилиндрическое колесо; 3 — корпус дифференциала; 4 — опорная шайба полуосевой шестерни дифференциала; 5, 13, 14, 24, 25 — конические роликоподшипники; 6 — полуосевая шестерня дифференциала; 7 — опорная шайба сателлита; 8, 22 — цилиндрические роли­коподшипники; 9 — шпонка; 10 — заглушка; 11 — ведущий вал; 12 — ведущая коническая шестерня; 15— сальник; 16 — фланец ведущего вала; 17, 27— крышки; 18, 26 — стаканы подшипников; 19, 30— регулировочные шайбы; 20— распор­ная втулка; 21 — ведомая коническая шестерня; 23 — ведущая цилиндрическая вал-шестерня; 28 — шайба; 29 — гайка; 31 — картер главной передачи; 32 — крестовина дифференциала; 33 — сателлит; 34 — регулировочная гайка

Рис. 4.27. Двойная разнесенная главная переда­ча ведущего моста колесного трактора: 1 — ведомая коническая шестерня первой ступени; 2, 3 — ведущая и ведомая цилиндрические шестерни второй ступени

Опоры и подшипники шестерен главной передачи выбирают из условия получения заданной долговечности и максимальной жест­кости конструкции. Ведущая коническая шестерня главной пере­дачи может быть смонтирована консольно (опоры с одной сторо­ны, как показано на рис. 4.27) или в опорах, расположенных с обеих ее сторон (см. поз. 16, 18 на рис. 4.25 и поз. 8, 13 на рис. 4.26).

При применении опор с обеих сторон ведущей шестерни кон­струкция обладает большей жесткостью, чем при консольном ва­рианте, но усложняется обработка картера. Такое решение исполь­зуется в тех случаях, когда через главную передачу передается большой вращающий момент, который может вызвать значитель­ные деформации вала. Данная конструкция получила распростра­нение почти на всех современных грузовых автомобилях, а кон­сольная конструкция — на большинстве легковых автомобилей.

Дифференциал служит для распределения вращающего момен­та между ведущими мостами или колесами автомобиля в опреде­ленной пропорции, позволяющей им в то же время вращаться с разными угловыми скоростями.

При повороте или движении автомобиля по неровной дороге колеса должны проходить разные по величине пути. Если колесамоста соединить между собой валом, то угловые скорости колес будут равны. Разность путей, проходимых колесами, должна в этом случае компенсироваться проскальзыванием или пробуксовыва­нием шин относительно дороги, вызывая интенсивное их изна­шивание.

Такое явление также возможно при движении по ровной доро­ге в случае, когда различаются радиусы ведущих колес. Радиусы колес могут быть неодинаковыми по причине неравномерного изнашивания протекторов, разного давления в шинах или несим­метричного приложения нагрузки. Это сопровождается явления­ми изнашивания не только шин, но и деталей, связывающих ве­дущие колеса и мосты, а также перерасходом топлива в связи с затратой дополнительной мощности двигателя на пробуксовку колес. При этом затрудняется поворот машины и снижается ее боковая устойчивость. Для устранения подобных явлений у авто­мобилей и колесных тракторов служит дифференциал.

В зависимости от характера распределения вращающего момента дифференциалы бывают симметричные (рис. 4.28, а) и несиммет­ричные (рис. 4.28, б). Симметричный дифференциал конструктив­но объединяется с главной передачей ведущего моста.

Рис. 4.28. Кинематические схемы дифференциалов:

а — симметричные; б — несимметрич­ные; 1,4 — полуосевые шестерни; 2 — корпус дифференциала (водило); 3 — сателлиты

На грузовых автомобилях повышенной проходимости с двумя ведущими мостами в конструкции раздаточной коробки часто применяется несимметричный межосевой дифференциал, который распределяет вращающий момент двигателя между передним и задним ведущими мостами пропорционально весу машины, приходящемуся на них.

По конструкции дифференциалы бывают шестеренные (см. поз. 6 и 33 на рис. 4.26), кулачковые (см. поз. 2, 25, 27 и 28 на рис. 4.25), червячные и с механизмом свободного хода.

По способу блокировки дифференциалы бывают неблокируе­мые, блокируемые принудительно и самоблокирующиеся.

Дифференциал должен обладать высоким КПД и малой мас­сой, работа его должна быть бесшумной.

Рассмотрим закономерности распределения дифференциалом частоты вращения и вращающего момента между ведущими коле­сами моста.

Межколесный дифференциал (рис. 4.29) представляет собой пла­нетарный механизм, состоящий из корпуса 3 дифференциала (ве­дущее звено), сателлитов 6, левой и правой полуосевых шесте­рен 5, соединенных соответственно с левым и правым ведущими колесами. При вращении корпуса дифференциала 3 с частотой вращения n₃ левая и правая полуосевые шестерни 5 могут вра­щаться с частотой вращения n₁ и n₂. Для планетарных механизмов важной характеристикой является величина К — отношение ра­диусов r₂ и r₁ полуосевых шестерен соответственно правой и левой полуосей:

Частоты вращения элементов дифференциала связаны между собой уравнением

Рис. 4.29. Кинематическая схема межколесного дифференциала

Знак минус у величины К указывает на то, что при остановке корпуса 3 дифференциала (n₃ = 0) полуосевые шестерни могут вращаться в противоположные стороны, т.е. n₁= – n₂.

Для симметричных дифференциалов, у которых К = 1, т.е. полу­осевые шестерни имеют одинаковые диаметры, уравнение при­нимает вид

Из условия равновесия межколесного дифференциала под дей­ствием моментов, приложенных к его элементам, можно записать уравнение моментов, Н*м:

где M₃ — вращающий момент, подведенный к дифференциалу; М₁, М₂ — вращающие моменты, передаваемые от дифференциала на левое и правое ведущие колеса.

Соотношения между моментами М₁, М₂ и M₃ легко установить из равновесия сателлита относительно точки О под действием сил Р₁ и Р₂. При этом силы трения между элементами дифференциала не учитываются. Зная радиус сателлита r_c, получим Р₁ r_c – Р₂ r_c = 0. Из этого находим, что Р_х = Р₂.

Из кинематической схемы на рис. 4.29 следует, что М₁ = Р₁ r_c и М₂= Р₂ r_c. Поскольку r₁= r₂, получим M₁ = M₂

С учетом уравнения моментов дифференциала получаем M₁ = М₂ = 0,5M₃, что и отличает симметричный межколесный дифференциал от несимметричного межосевого дифференциала, у которого К ≠ 1. Соответственно у несимметричного межосевого дифференциала полуосевые шестерни имеют разные диаметры, что обеспечивает подведение разных моментов к мостам.

Распределение вращающего момента симметричным диффе­ренциалом поровну между ведущими колесами является поло­жительным свойством при движении автомобиля по дороге с высоким коэффициентом сцепления φ в случае, когда на каждое колесо действует одинаковая реакция грунта Z/2. При этом умень­шается нагруженность привода колес, уменьшается изнашива­ние шин, снижается расход топлива и не создается момент со­противления повороту вследствие симметричности приложения сил.

Однако проходимость автомобиля с симметричным диффе­ренциалом ухудшается, когда одно из колес попадает на участок дороги с низкими сцепными свойствами. Вращающий момент на этом колесе уменьшается до значения, ограниченного коэффи­циентом φ _min сцепления колеса с дорогой. Поскольку моменты на левом и правом ведущих колесах должны быть равны, такой же вращающий момент действует и на колесо, находящееся на участке с высоким коэффициентом φ сцепления колеса с доро­гой.

Если суммарный вращающий момент недостаточен для движе­ния автомобиля, то колесо, попавшее на участок дороги с низ­ким коэффициентом φ _min сцепления с дорогой, начнет буксовать, т.е. вращаться быстрее корпуса дифференциала и соответственно быстрее колеса, находящегося на участке с высоким коэффици­ентом φ сцепления колеса с дорогой. Для устранения этого недо­статка применяется блокировка дифференциала.

Механизм блокировки дифференциала, повышающий проходи­мость автомобиля, связывает между собой ведущие колеса, в ре­зультате чего они вращаются с одинаковыми угловыми скоростя­ми. Каждое колесо при этом начинает передавать вращающий мо­мент в зависимости от своего коэффициента сцепления с дорогой. Это позволяет использовать полностью сцепной вес на ведущем мосту при создании силы тяги Р_к. Для блокировки используется зубчатая муфта 4 (см. рис. 4.29), которая жестко связывает левую полуось с корпусом дифференциала, и взаимное перемещение элементов дифференциала невозможно. Включение принудитель­ной блокировки осуществляется водителем.

Для автоматического включения и выключения блокировки в процессе движения машины применяются самоблокирующиеся дифференциалы. Самоблокируюгциеся дифференциалы бывают двух типов: повышенного трения и свободного хода.

Принцип действия дифференциала повышенного трения основан на искусственном увеличении сил внутреннего трения, в резуль­тате которых осуществляется самоблокировка дифференциала. К этому типу относятся дифференциалы с фрикционными диска­ми, кулачковый (см. рис. 4.25) и червячный.

В качестве примера рассмотрим тип дифференциала с механизмом свободного хода. Широкое применение он находит в конструкции ведущих мостов колесных тракторов, предназначенных для работы в тяжелых дорожных условиях. Ведущая муфта 3 (рис. 4.30, а) диф­ференциала закреплена между двумя половинами 1 и 2 коробки дифференциала и своими торцовыми зубьями сцепляется с зубь­ями полуосевых муфт 4. Когда оба колеса испытывают одинаковое сопротивление и вращаются с одинаковой угловой скоростью, ведущая муфта 3 передает вращение к полуосевым муфтам 4, как это показано на рис. 4.30, б. Полуосевые муфты 4 передают усилие к полуосям через ступицы 1 посредством наружных и внутренних шлицов. Внутри ведущей муфты 3 имеется центральная вставка 9 с трапецеидальными зубьями, закрепленная в ней стопорным кольцом 10. С этими зубьями сцепляются внутренние зубья полуосевой муфты 4.

Рис. 4.30. Дифференциал с механизмом свободного хода:

а — конструкция дифференциала; б — положение муфт дифференциала при одинаковых угловых скоростях вращения колеса; в — положение муфт дифференциала в случае, когда правое колесо стремится обогнать ведущую муфту диф­ференциала; г — положение запорного кольца в случае, когда правая полуосевая муфта стремится обогнать ведущую муфту дифференциала; 1,2 — половины коробки дифференциала; 3 — ведущая муфта дифференциала; 4 — полуосевая муфта; 5 — пружина; 6 — зубчатое зацепление полуосевой муфты 4 и ступицы 7; 7 — ступица; 8 — запорное кольцо; 9 — центральная вставка; 10 — стопорное кольцо; → — направление перемещения муфт дифференциала

Если одно из колес (например, правое) при буксовании стре­мится увеличить угловую скорость и обогнать ведущую муфту 3, то трапецеидальные зубья начнут отжимать полуосевую муфту 4, сжимая пружины 5, и выводить зубья ведущей муфты 3 диффе­ренциала из зацепления с наружными зубьями полуосевой муфты 4 (рис. 4.30, в), и передача усилия к обгоняющему колесу пре­кращается. Однако на следующей впадине трапецеидальные зубья снова включатся и выключатся. При этом дифференциал работает с щелчками в соответствии с кратковременными включениями, т.е. в пульсирующем режиме, который приводит к ускоренному изнашиванию деталей. Для устранения пульсации вводят запор­ное кольцо 8 (см. рис. 4.30, а), перемещение которого ограничива­ется удлиненными зубьями зубчатого зацепления 6 таким обра­зом, что оно после первого выключения полуосевой муфты 4 удер­живает ее в выключенном положении в течение всего времени, пока она стремится обгонять ведущую муфту 3 дифференциала (рис. 4.30, г).

Привод к ведущим колесам осуществляется с помощью валов, называемых полуосями, которые подводят вращающий момент от дифференциала. В зависимости от того, управляемые или неуправ­ляемые ведущие колеса, а также наличия колесного редуктора вра­щающий момент может передаваться валом и шарниром равных угловых скоростей; валом через колесный редуктор; полуосью, со­единяющей непосредственно ведущее колесо с дифференциалом.

Полуоси могут быть нагружены вертикальной силой Z (рис. 4.31, а), продольной толкающей Р_х и поперечной Pγ силами, из которых последняя возникает при крене автомобиля и при взаи­модействии колеса с неровностями. Кроме этого, полуось переда­ет вращающий момент. В зависимости от конструкции подшипни­кового узла полуось ведущего колеса может быть либо нагружена изгибающим моментом от сил взаимодействия колес с дорогой, либо разгружена от него. По степени освобождения от действия изгибающих моментов полуоси условно делят на полуразгружен­ные, разгруженные на три четверти и полностью разгруженные.

Рис. 4.31. Схемы подшипниковых узлов с полуосями:

а — полуразгруженная полуось; б — разгруженная на три четверти полуось; в — полностью разгруженная полуось; а — расстояние между опорами полу­оси; b — плечо действия вертикальной и продольной сил; r_д — динамический радиус качения колеса; Р_х — продоль­ная сила; Pγ — поперечная сила; Z — вертикальная сила

Полуразгруженная полуось (см. рис. 4.31, а) опирается непосред­ственно на установленный в балке моста подшипник и работает на изгиб под действием сил Z, Р_хи Pγ. При этом изгибающие мо­менты сил Z и Р_х незначительны, так как плечо b выбирают ми­нимальным, а изгибающий момент поперечной силы Pγ может достигать значительной величины, так как плечо равно динами­ческому радиусу качения колеса r_Д. По такой схеме выполняют полуоси легковых автомобилей.

Разгруженная на три четверти полуось (рис. 4.31, б) конструк­тивно отличается от первой тем, что ведущее колесо опирается одновременно на полуось и на балку моста через один подшипник, поэтому полуось работает на изгиб лишь от поперечной силы Pγ. Изгибающие моменты от сил Z и Р_х воспринимаются балкой моста. Эта схема применяется редко.

Полностью разгруженная полуось (рис. 4.31, в) обычно приме­няется в грузовых автомобилях. Ведущее колесо через подшипни­ковый узел опирается непосредственно на балку моста. Благодаря тому, что подшипники несколько разнесены, изгибающие мо­менты сил Z, Р_хи Ру взаимодействия колеса с дорогой восприни­маются балкой моста, не нагружая полуось, которая работает толь­ко на кручение.

Особенность переднего ведущего моста автомобилей высокой проходимости состоит в том, что его передние колеса одновре­менно являются ведущими и управляемыми. Вследствие этого в ведущий мост вводятся дополнительные устройства, которые дают возможность передавать момент на управляемые колеса при их повороте.

Главная передача и дифференциал имеют такую же конструк­цию, как главная передача и дифференциал заднего ведущего моста.

На рис. 4.32 показана конструкция привода переднего ведуще­го колеса. Шарнир 8 равных угловых скоростей передает равно­мерное вращение с полуоси 6 на приводной вал 18 колеса при его повороте относительно осей 3 шаровой опоры 7.

Рис. 4.32. Привод переднего ведущего управляемого колеса:

1 — колесо; 2 — манжеты; 3 — ось; 4 — поворотный рычаг; 5 — втулка; 6 — полуось; 7— шаровая опора; 8 — шарнир равных угловых скоростей; 9 — цапфа; 10 — тормоз; 11 — ведущий фланец; 12 — крышка фланца со штуцером; 13, 14 — гайки подшипников; 15—стопорная шайба; 16— подножка; 17—ступица; 18 — приводной вал; 19 — воздушный кран; А — канал для подвода воздуха в колеса

Источник