1.5. Главная передача. Дифференциал

1.5.1. Главная передача

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и передачи его к ведущим колёсам. Главная передача должна иметь минимальные габариты, высокий КПД и низкий уровень шума.

Классификация главных передач представлена в виде схемы рис.57, где показано деление их на два основных вида: одинарная и двойная.

Одинарная главная передача содержит одну зубчатую пару, двойная - две, при этом двойная передача моет быть центральной или разнесённой.

Центральная главная передача выполняется в виде одного узла, а разнесённая - состоит из двух частей – обычно одинарной передачи с одной зубчатой парой и колёсного редуктора.

Центральная двойная главная передача может быть одноступенчатой или двухступенчатой, аналогично коробке передач с возможностью переключения передач для увеличения диапазона передаточных чисел.

Иногда разнесённая передача выполняется с бортовым редуктором, в этом случае один бортовой редуктор передаёт вращение на все ведущие колёса одного борта.

Рассмотрим одинарную главную передачу. Червячная передача в настоящее время применяется редко. Передаточное число червяной пары определяется отношением числа зубьев червяного колеса к числу заходов червяка. Обычно число заходов червяка равно 4…5, а угол подъёма винтовой линии определяется из условия обеспечения обратимости червяной пары. Червячная передача имеет наименьшие размеры, бесшумна, обеспечивает высокую плавность зацепления и, следовательно, минимальные динамические нагрузки. КПД червячной передачи ниже, чем у других видов главных передач, и составляет величину 0,9…0,92. Это объясняется предельным скольжением зубьев, препятствующим созданию масляного клина. Червячная передача трудоёмка в изготовлении и требует применения дорогостоящей оловянистой бронзы.

Цилиндрическая передача обычно применяется для переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя. Передача может быть прямозубой (Ford Fiesta), косозубой (ВАЗ 2108 и Fiat Uno), шевронной (Honda) – КПД цилиндрической передачи не менее 0,98.

Коническая передача является наиболее распространённой для заднеприводных автомобилей и переднеприводных с продольной установкой двигателя. Чаще всего она выполняется со спиральным в большинстве случаев круговым зубом, нарезанным по дуге окружности резцовой головки. Такая передача появилась в 1913 г. Угол наклона зубьев определяет число зубьев, одновременной находящихся в зацеплении, и тем самым определяет давление и динамические нагрузки в зацеплении. Обычно для улучшения приработки зубьев их число на колесе и шестерне не кратко, поэтому передаточное число всех типов главной передачи выражается не целым числом. Зубья шестерни всегда имеют левое направление спирали. Осевые силы при этом складываются, но предотвращается ввинчивание шестерни на передачах переднего хода, что может вызвать заклинивание. КПД передачи со спиральным (круговым) ЗУБОМ – 0,97…0,98. Такие передачи применяются на грузовых автомобилях, в своё время устанавливались на легковом автомобиле «Победа-М20».

Коническая передача с прямым зубом в настоящее время не применяется. Она устанавливалась на автомобилях Ярославского завода в 30-х годах.

Гипоидная передача в отличие от конической имеет перекрещивающиеся валы, что позволяет понизить уровень пола легкового автомобиля. Передача появилась в 1925 году и применялась только на легковых автомобилях, впоследствии её применение распространилось и на грузовые автомобили.

На рис.58 показана гипоидная главная передача, цифрами обозначены: 1 – шестерня, 2 – колесо, 3 – дифференциал. Начальными поверхностями гипоидной пары служат гиперболоиды вращения (рис.58а), ось шестерни имеет смещение Е и диаметр начальной окружности колеса D_н (рис.58б). Смещение вниз, как на рис., применяется на легковых автомобилях, смещение вверх – на грузовых для того, чтобы вал сделать проходным на следующую ось.

Основное преимущество гипоидной передачи в том, что по сравнению с конической у неё более высокая прочность и бесшумность.

В гипоидных парах имеет место продольное и поперечное скольжение зубьев, что повышает сопротивление усталости. В конических передачах наблюдается усталостное выкрашивание в зоне чистого качения, то есть у полюса зацепления. В гипоидных передачах чистое качение отсутствует, есть скольжение при высоком давлении, а это требует применения специального гипоидного масла с присадками, препятствующими разрушению масляной плёнки.

КПД гипоидных передач несколько ниже, чем у конических, и составляет величину 0,96…0,97.

На рис.58в показана конструкция гипоидный главной передачи (ГАЗ 3102), 1 – шестерня, 2 – колесо, 3 – дифференциал.

Двойные главные передачи применяются, главным образом, на грузовых автомобилях и автобусах, для которых требуются высокие значения передаточных чисел. Схемы и конструкция двойных передач центрального типа показаны на рис.59, где на схемах а, б, в, г даны две проекции передачи, а также приведена в разрезе конструкция схемы а – первичная пара коническая с консольной шестерней, вторичная пара цилиндрическая. Обозначения: 1 – коническая шестерня, 2 – коническое колесо, 3 – цилиндрическая шестерня, 4 – цилиндрическое колесо, 5 – дифференциал.