Ведущие мосты автомобиля. Назначение и устройство
Ведущие мосты служат для передачи крутящего момента непосредственно к ведущим колесам автомобиля. Обычные автомобили (ГАЗ-51А, ЗИЛ-164А) имеют один или два (автомобиль КрАЗ-219) задних ведущих моста, автомобили повышенной проходимости (ГАЗ-69, ГАЗ-69А, ГАЗ-63) — передний ведущий мост и один или два (автомобили ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, Урал-375, КрАЗ-214) задних ведущих мостов.
Ведущие мосты состоят из главной передачи, дифференциала и полуосей, заключенных в общий кожух. Передний ведущий мост, имеющий не только ведущие, но и направляющие колеса, по своему устройству отличается от заднего ведущего моста тем, что полуоси у него составные; соединяются они через шарниры равной угловой скорости.
Главная передача предназначена для передачи крутящего момента под прямым углом от карданного вала к полуосям ведущих колес, а также для увеличения передаваемого крутящего момента.
Главные передачи разделяются на одинарные и двойные. Одинарная главная передача состоит из двух конических шестерен — ведущей (малой) 1 (рис. а) и ведомой (большой) 2. Шестерни главной передачи обычно изготовляются со спиральным зубом, что повышает прочность зубьев шестерен и обеспечивает более плавную и бесшумную их работу.
В одинарной передаче ведущая коническая шестерня имеет малое число зубьев, следовательно, нагрузка на ее зубья получается весьма значительной. Одинарная передача поэтому применяется в основном на легковых автомобилях и на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.
В двойной главной передаче крутящий момент передается через две пары шестерен: с ведущей, (малой) конической шестерни 1 (рис. б) на ведомую (большую) коническую шестерню 2 и далее с малой цилиндрической шестерни 3 на большую цилиндрическую шестерню 4. Конические шестерни обычно имеют спиральные зубья, цилиндрические — прямые или косые.
В двойной передаче большое передаточное число получается вследствие того, что в зацеплении находятся две пары шестерен. Это дает возможность увеличить число зубьев на малой конической шестерне и тем самым снизить нагрузку на ее зубья.
Кроме обычной конической передачи, у которой оси ведущей и ведомой шестерен взаимно пересекаются, на некоторых легковых автомобилях применяются гипоидные передачи (рис. в). В этих передачах ось ведущей шестерни смещена вниз относительно оси ведомой (на величину «С»). Это дает возможность несколько снизить расположение карданного вала и опустить кузов, т.е. снизить центр тяжести автомобиля, что важно для обеспечения устойчивости автомобиля при движении с большой скоростью. Обе шестерни в такой передаче имеют спиральные зубья. Гипоидные передачи отличаются большой плавностью и бесшумностью в работе.
Дифференциал обеспечивает ведущим колесам возможность вращения с различным числом оборотов. Это необходимо потому, что за одно и то же время колеса левой и правой полуосей проходят неодинаковые пути как на поворотах, так и при движении автомобиля по неровной дороге.
Рис. Главные передачи: а — одинарная; б — двойная; в — одинарная гипоидная; 1 — ведущая коническая шестерня; 2 — ведомая коническая шестерня; 3 — малая цилиндрическая шестерня; 4 — большая цилиндрическая шестерня
Работает дифференциал следующим образом. Между шестернями 2 и 5 полуосей размещены конические шестерни (сателлиты) 3, свободно вращающиеся на шипах 8 крестовины 4. При вращении ведомой шестерни 6 вместе с коробкой дифференциала, состоящей из двух половин 1 и 7, и крестовины 4 одновременно будут поворачиваться и сами сателлиты 3, а с ними полуоси колес. Вся система будет вращаться как одно целое. Это происходит до тех пор, пока обе шестерни полуосей оказывают сателлитам одинаковое сопротивление.
Рис. Дифференциал: 1 — левая половина коробки дифференциала; 2 — шестерня левой полуоси; 3 — сателлиты; 4 — крестовина; 5 — шестерня правой полуоси; 6 — ведомая шестерня главной передачи; 7 — правая половика коробки дифференциала; 8 — шипы крестовины
При повороте автомобиля, например, направо правое колесо 1 проходит меньший путь и скорость вращения его относительно левого колеса замедляется; соответственно возрастает и сопротивление прокручиванию правой полуоси. В этом случае сателлиты начинают перекатываться по шестерне правой полуоси и, вращаясь на шипах, увеличивают скорость вращения левого колеса, которое при правом повороте должно пройти больший путь, чем правое колесо. Число оборотов левого колеса при этом увеличивается настолько, насколько, уменьшается число оборотов правого колеса.
Рис. Схема перемещения колес при повороте автомобиля: 1 — правое колесо; 2 — левое колесо
При наличии дифференциала крутящий момент, передаваемый от главной передачи к полуосям, распределяется между полуосями поровну. Эта особенность дифференциала в некоторых случаях затрудняет движение автомобиля на скользкой дороге или по бездорожью. Так, при попадании одного из ведущих колес на скользкий участок дороги (грязь, лед) колесо при недостаточном сцеплении с дорогой начинает буксовать, а колесо при большем сцеплении с дорогой останавливается.
Для повышения проходимости па специальных автомобилях применяют блокировку дифференциала (принудительную или автоматическую), т.е. при помощи специальных устройств жестко соединяют между собой шестерни обеих полуосей. Будучи сблокированы, полуоси вращаются как одно целое, автомобиль движется без пробуксовки колес.
Полуоси служат для передачи крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам. Ведущие мосты автомобилей повышенной проходимости и большинства грузовых автомобилей устроены так, что полуоси передают только крутящий момент и полностью разгружены от изгибающих усилий. Такие полуоси называются полностью разгруженными.
На легковых автомобилях, где нагрузка невелика, полуоси не только передают крутящий момент, но и воспринимают часть изгибающих нагрузок от веса автомобиля, тяговых и тормозных усилий, осевого усилия при заносе автомобиля и т.д.
Колеса переднего ведущего моста не только ведущие, но и направляющие, поэтому устройство переднего ведущего моста сложнее заднего, так как в него входят дополнительные механизмы, позволяющие передавать крутящий момент к направляющим колесам при изменении плоскости их вращения в момент поворота автомобиля.
Такими дополнительными механизмами являются шарниры равной угловой скорости, которые в отличие от обычных карданных шарниров обеспечивают равномерное вращение ведомого и ведущего валов с равной угловой скоростью при любом угле между этими валами. Шарниры равной угловой скорости применяются двух типов: шариковые (на автомобилях ГАЗ-69 и ГАЗ-69А, ГАЗ-63, ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157 и ЗИЛ-151) и дисковые (на автомобилях Урал-375 и КрАЗ-214).
Шарнир равной угловой скорости шарикового типа состоит из двух вилок 1 и 3, пяти шариков, пальца 7 и стопорной шпильки 6.
Рис. Шарниры равной угловой скорости: а — шарикового типа; б — дискового типа; 1 — вилка полуоси колеса; 2 — отверстие для шпильки; 3 — вилка полуоси; 4 — фигурные канавки; 5 — центральный шарик; 6 — шпилька; 7 — палец; 8 — шарики; 9 — кулаки; 10 — диск
Одна вилка 3 шарнира соединена с полуосью моста, а другая вилка 1 — с полуосью колеса. Вилки центрируются шариком 5, который установлен на пальце 7. Палец крепится в отверстии 2 вилки 1 при помощи стопорной шпильки 6. Вилки имеют фигурные канавки 4, в которых устанавливаются четыре рабочих шарика 8. Через эти шарики и передается вращение от одной вилки шарнира к другой.
Особенностью такого шарнира является то, что при любом угле между валами боковые шарики в канавках вилок шарнира устанавливаются в плоскости, делящей этот угол пополам. Поэтому колесо вращается равномерно, не изменяя скорости вращения при изменении угла его поворота.
Шарнир равной угловой скорости дискового типа состоит из двух вилок 1 и 3, причем вилка 3 соединена с полуосью моста, а вилка 1 — с полуосью колеса. В каждой вилке размещается кулак 9, изготовленный в виде двухстороннего грибка, на круглой ножке которого имеется срез, чтобы заводить кулак в вилку. Со стороны среза в теле кулаков имеются углубления, в которые входит диск 10. Крутящий момент от вилки 3, соединенной с полуосью, через кулак и диск передается второму кулаку, от него — на вилку 1 полуоси колеса. При повороте колёса кулак вилки, соединенной с полуосью, как бы перекатывается по диску, не выходя из соединения с ним, а вилка поворачивается относительно своего кулака; при этом вращение с. одной вилки шарнира на другую передается равномерно. Главная передача, дифференциал, полуоси, ступицы колес, а в переднем мосту и шарниры равной угловой скорости составляют единый агрегат, называемый ведущим мостом автомобиля.
Для смазки механизмов заднего моста в его картер заливается трансмиссионное масло до уровня заливного отверстия. Сливается масло через отверстие в нижней части картера. Заливное и сливное отверстия закрываются пробками с конической резьбой.
Чтобы предотвратить повышение давления внутри картера при нагреве масла во время работы шестерен и тем самым устранить возможное выдавливание масла через сальники и уплотнения, на картере или на кожухе полуосей устанавливается сапун — дыхательный клапан, сообщающий полость картера с атмосферой.
Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/transmissiya/naznachenie-i-obshhee-ustrojstvo-vedushhih-mostov-avtomobilya/
Ведущий мост
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Декабря 2013 в 22:07, реферат
Краткое описание
Во все времена и у всех народов транспорт играл важную роль. На современном этапе значение его неизмеримо выросло. Сегодня существование любого государства немыслимо без мощного транспорта. В ХХ в. и в особенности во второй его половине произошли гигантские преобразования во всех частях света и областях человеческой деятельности.
Вложенные файлы: 1 файл
Основная часть.docx
Во все времена и у всех народов транспорт играл важную роль. На современном этапе значение его неизмеримо выросло. Сегодня существование любого государства немыслимо без мощного транспорта. В ХХ в. и в особенности во второй его половине произошли гигантские преобразования во всех частях света и областях человеческой деятельности. Рост населения, увеличение потребления материальных ресурсов, урбанизация, научно-техническая революция, а также естественно-географические, экономические, политические, социальные и другие фундаментальные факторы привели к тому, что транспорт мира получил невиданное развитие как в масштабном (количественном), так и в качественном отношениях.
Транспорт как особо динамичная система всегда был одним из первых потребителей достижений и открытий самых различных наук, включая фундаментальные. Более того, во многих случаях он выступал прямым заказчиком перед большой наукой и стимулировал ее собственное развитие. Трудно назвать область исследований, не имевшую отношения к транспорту. Особенное значение для его прогресса имели фундаментальные исследования в области таких наук, как математика, физика, механика, термодинамика, гидродинамика, оптика, химия, геология, астрономия, гидрология, биология и другие. В не меньшей степени транспорт нуждался и нуждается в результатах прикладных исследований, проводимых в области металлургии, машиностроения, электромеханики, строительной механики, телемеханики, автоматики, а в последнее время электроники и космонавтики.
Необходимость освоения возрастающих грузовых и пассажирских потоков, усложнение условий для сооружения транспортных линий в необжитых, трудных по топографии районах и крупных городах. Стремления повысить скорость сообщений и частоту отправления транспортных единиц, необходимость улучшения комфорта и снижения себестоимости перевозок — все это требует совершенствования не только существующих транспортных средств, но и поиска новых, которые могли бы более полно удовлетворить поставленным требованиям, чем традиционные виды транспорта. К настоящему моменту разработано и реализовано в виде постоянных или опытно-эксплуатационных установок несколько новых видов транспортных средств и значительно больше существует в виде проектов, патентов или просто идей.
Ведущим называют мост, механизмы которого передают крутящий момент от коробки передач колесам. Он включает в себя корпус (картер), главную передачу, дифференциал и полуоси.
Главная передача — механизм трансмиссии, увеличивающий крутящий момент после коробки передач. В автомобилях крутящий момент в главной передаче передается под прямым углом.
Главная передача может быть одинарной, состоящей из одной пары шестерен, и двойной, состоящей из двух пар шестерен. Ведущие шестерни выполняют заодно с валом или съемными. Ведомые шестерни в основном изготавливают в виде съемных венцов, прикрепляемых болтами или заклепками к корпусу дифференциала. В двойной главной передаче имеется одна пара конических и одна пара цилиндрических шестерен. Для обеспечения бесшумной работы конические шестерни выполнены со спиральными зубьями.
Во время движения автомобиля ведущий вал вместе с малой конической шестерней приводит во вращение ведомую коническую шестерню, закрепленную на корпусе дифференциала.
Дифференциал — механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между полуосями ведущих колес и позволяющий им вращаться с различными скоростями. Он состоит из корпуса, крестовины, малых конических шестерен-сателлитов и полуосевых конических шестерен. На цилиндрические пальцы крестовины свободно посажены сателлиты, которые вместе с крестовиной закреплены в корпусе (коробке) дифференциала и находятся в постоянном зацеплении с шестернями правой и левой полуосей.
Когда автомобиль движется прямо и по ровной дороге, оба ведущих колеса встречают одинаковое сопротивление качению. При этом ведомая шестерня главной передачи вращает вокруг своей оси корпус дифференциала с крестовиной и сателлитами.
Сателлиты, находясь в зацеплении с правой и левой полуосевыми шестернями, зубьями приводят их во вращение с одинаковой частотой. В этом случае сателлиты вокруг собственной оси не вращаются.
На повороте колеса автомобиля проходят разную длину пути. Вращение внутреннего колеса замедляется, а наружного убыстряется. Сателлиты, вращаясь вместе с корпусом, зубьями упираются в зубья полуосевой шестерни, замедлившей вращение, и сообщают дополнительную скорость другой полуосевой шестерне, в результате чего наружное колесо, проходя больший путь, вращается быстрее.
На грузовых автомобилях с тремя осями устанавливают межосевой дифференциал. Для уменьшения нагрузки на заднюю ось применяют два ведущих моста — средний и задний. Межосевой дифференциал служит для равномерного распределения крутящего момента между двумя ведущими мостами и уменьшения износа шин. Он установлен в среднем (промежуточном) мосту в отдельном корпусе, прикрепленном к корпусу главной передачи через стакан подшипников ведущей конической шестерни. В корпусе расположены правая и левая чашки 2, конические шестерни привода среднего и заднего мостов, между которыми находится крестовина с посаженными на ней сателлитами на бронзовых втулках.
Здесь же расположен механизм блокировки дифференциала, состоящий из муфты блокировки, вилки и диафрагменной камеры. Муфта помещена на внутренней зубчатой муфте, жестко соединенной с конической шестерней привода главной передачи среднего моста.
Механизм блокировки предназначен для принудительной блокировки дифференциала при движении по скользким и размокшим дорогам. При его включении ручкой крана управления, расположенной в кабине под рулевой колонкой, воздух из пневматической системы поступает уже в диафрагменную камеру.
Диафрагма прогибается, преодолевая сопротивление пружины, и перемещает шток с вилкой и муфтой блокировки вперед. Последняя находит шлицами на зубчатый венец задней чашки дифференциала и блокирует его, жестко соединяя корпус дифференциала с конической шестерней. Блокировку следует применять при малой скорости движения автомобиля или перед началом его движения.
При выключении механизма блокировки воздух из-под диафрагмы камеры 6 уходит в атмосферу, а пружина диафрагмы перемещает шток, вилку и муфту в первоначальное исходное положение.
Во время движения по сухим дорогам с твердым покрытием блокировать межосевой дифференциал не следует, так как это в результате приводит к повышенному износу шин и перерасходу топлива.
Полуоси. Полуосевые шестерни шлицованными отверстиями насажены на полуоси. Другие концы полуосей соединены фланцами со ступицами ведущих колес.
На грузовых автомобилях применяют полностью разгруженные полуоси. На такую полуось действует только крутящий момент, а все остальные силы воспринимаются кожухом полуоси, так как ступица колеса установлена на подшипники, посаженные непосредственно на кожух.
Какой мост на автомобиле ведущий и какое его назначение?
На большинстве автомобилей ведущим является задний мост. На некоторых автомобилях (КамАЗ, ЗИЛ-133, Урал-377) устанавливают два задних ведущих моста. На автомобилях повышенной проходимости все мосты ведущие. Передний мост в этом случае является ведущим и управляемым. Ведущий мост главной передачей воспринимает крутящий момент от карданной передачи, увеличивает его и через дифференциал распределяет его по колесам. Кроме того, ведущий мост воспринимает часть общей массы автомобиля и передает ее на точки опоры (колеса).
Как устроен ведущий мост?
Ведущий мост состоит из картера, представляющего собой стальную или чугунную пустотелую конструкцию, в которой монтируется главная передача, дифференциал, полуоси. В картер ввариваются или приклепываются стальные термически обработанные трубы с площадками и резьбой для установки подшипников, а также регулировки и крепления ступиц колес. Внутри трубы проходит полуось, подводящий крутящий момент к колесу.
Какое назначение главной передачи на автомобиле, какой она бывает?
Главная передача – механизм трансмиссии автомобиля, преобразующий крутящий момент и расположенный перед ведущими колесами автомобиля, передает крутящий момент на полуоси под прямым углом и повышает тяговые усилия кроме того, что дает коробка передач и раздаточная коробка. Главная передача может быть шестеренной или червячной. Наибольшее распространение получили шестеренные передачи, которые могут быть одинарными центральными или гипоидными, а также двойными неразнесенными (ЗИЛ-130) и разнесенными (МАЗ-500А).
Как устроена и работает одинарная гипоидная главная передача?
Одинарная главная передача с гипоидным зацеплением зубьев шестерен устанавливается на легковых автомобилях и грузовых автомобилях средней и небольшой грузоподъемности (ГАЗ, УАЗ). Такая передача (рисунок 1, а) состоит из малой ведущей шестерни 1, изготовленной вместе с валом, находящейся в постоянном зацеплении с большой ведомой шестерней 2, жестко прикрепленной к чашкам дифференциала и через их подшипники опирающейся на картер моста. Вал ведущей шестерни соединяется с карданной передачей, ведомая шестерня через дифференциал – с полуосями 3. Она имеет в несколько раз больше зубьев, чем ведущая, что и обеспечивает повышение крутящего момента на ведущих колесах. Ось малой ведущей шестерни опущена ниже оси большой ведомой шестерни, что позволяет опустить центр тяжести автомобиля и тем самым повысить его устойчивость при движении на высоких скоростях. Гипоидные передачи бесшумны и долговечны в работе, у них большая толщина и длина зубьев, находящихся в одновременном зацеплении, что увеличивает срок службы. Однако между зубьями таких передач давление более высокое, чем у центральной передачи, поэтому для их смазки применяется специальная гипоидная смазка.
Рисунок 1 — Типы главных передач:
а – одинарная; б – двойная; в – планетарная.
Какая одинарная главная передача называется центральной?
Центральной одинарной главной передачей называется передача, в которой оси малой ведущей и большой ведомой шестерен находятся в одной плоскости, т. е. пересекаются.
Как определяется передаточное отношение одинарной главной передачи?
Передаточное отношение UГП одинарной главной передачи определяется как отношение количества зубьев ведомой шестерни ZВЕД к количеству зубьев ведущей шестерни
Как устроена и работает двойная главная передача?
В двойной главной передаче (рисунок 1, б) в передаче крутящего момента участвуют две пары шестерен: пара конических 4 и 5 и пара цилиндрических 6 и 7. Вал малой ведущей шестерни 4 соединен с карданной передачей. Большая ведомая шестерня 5 установлена на одном валу с малой цилиндрической 6, а большая ведомая цилиндрическая шестерня 7 через дифференциал соединена с полуосями. Крутящий момент передается от малой ведущей шестерни 4 к ведомой 5, где происходит первое снижение частоты вращения. Так как ведомая шестерня 5 смонтирована на одном валу с малой ведущей цилиндрической шестерней 6, то она уже становится ведущей и вращает большую ведомую цилиндрическую шестерню 7, производя повторное снижение частоты вращения. Общее передаточное отношение главной передачи равно произведению передаточных отношений пары конических Uк и пары цилиндрических Uц шестерен, т. е. UГП = UК·UЦ. Например, определим общее передаточное отношение главной передачи автомобиля ЗИЛ-130, у которого малая ведущая коническая шестерня имеет ZКВ = 13, большая ведомая коническая ZК ВЕД = 25, малая ведущая цилиндрическая шестерня ZЦВ = 14, большая ведомая цилиндрическая шестерня ZЦ ВЕД = 47 зубьев, тогда:
Это значит, что частота вращения шестерен уменьшится в 6,45 раза, а тяговые усилия на ведущих колесах увеличатся во столько же раз. Поэтому двойные главные передачи обычно применяют в тех случаях, когда необходимо получить большое передаточное отношение при небольших размерах ведущего моста.
Как устроена и работает двойная разнесенная передача?
Двойная разнесенная передача (автомобиль МАЗ-500А) состоит из пары конических шестерен, устанавливаемых в картере заднего моста и планетарной передачи, устанавливаемой в колесах (рисунок 1, в).
Планетарная передача имеет ведущую солнечную шестерню 11, жестко соединенную с полуосью 10, цилиндрические сателлиты 9, смонтированные на роликовых цилиндрических подшипниках на осях 8, которые неподвижно закреплены в чашках водила на фланце полуосевого рукава ведущего моста, и ведомую коронную шестерню 12, соединенную со ступицей колеса. При вращении полуоси солнечная шестерня 11 через сателлиты 9 передает крутящий момент на коронную шестерню и ступицу колеса. Общее передаточное отношение такой передачи определяется как произведение передаточных отношений конических шестерен и колесного редуктора.
Применение колесных планетарных передач позволяет уменьшить габариты главной передачи, увеличить дорожный просвет (клиренс) и разгрузить шестерни, дифференциал и полуоси от повышенных усилий, улучшая их работу. Кроме того, путем замены шестерен в колесных передачах проще изменить передаточное отношение ведущего моста при создании модификаций автомобилей.
Как подразделяются дифференциалы?
По конструктивному исполнению дифференциалы могут быть шестеренными и кулачковыми. Шестеренные могут быть с коническими и цилиндрическими шестернями. По типу выключающего механизма дифференциалы могут быть без блокировки и блокирующиеся. Блокирующиеся дифференциалы бывают с принудительной блокировкой и самоблокировкой. В зависимости от места расположения дифференциалы подразделяются на межколесные и межосевые.
Как устроен и работает межколесный дифференциал?
Межколесный дифференциал (рисунок 2, а) состоит из разъемного корпуса 1, крестовины 3, сателлитов 4, полуосевых конических шестерен 2, соединенных с полуосями 6. К корпусу дифференциала крепится ведомая шестерня 5 главной передачи. Корпус вместе с шестерней вращается на роликовых конических подшипниках, смонтированных в картере ведущего моста. Шестерни-сателлиты 4 свободно вращаются на шипах крестовины, установленной между двумя половинами корпуса 1, и находятся в постоянном зацеплении с полуосевыми шестернями 2, которые свободно закреплены в корпусе 1 и могут вращаться независимо от него. Полуосевые шестерни своими шлицами установлены на полуосях и также могут вращаться независимо от корпуса. Наружные концы полуосей непосредственно опираются на подшипники, имеющиеся в картере ведущего моста, или через ступицы ведущих колес. От полуосей вращение передается на ведущие колеса автомобиля.
Источник статьи: http://www.myunivercity.ru/%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82/%D0%92%D0%B5%D0%B4%D1%83%D1%89%D0%B8%D0%B9_%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82/228985_2510324_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B01.html