Ведущие мосты колесных тракторов и автомобилей
Цель работы: изучить устройство ведущих мостов тракторов и автомобилей, приобрести навыки классификации ведущих мостов тракторов и автомобилей.
Общие сведения.
Ведущие мосты представляют собой объединенные в одну сборочную единицу механизмы трансмиссии, предназначенные для трансформации, распределения и переноса вращательного движения от вторичного вала коробки передач или раздаточной коробки к ведущим колесам, а также для переноса поступательного движения от ведущих колес к несущей системе (остову).
Ведущие мосты колесных тракторов и автомобилей состоят из главной передачи, дифференциала, валов ведущих колес (полуосей) и конечных передач. Легковые и грузовые (малой и средней грузоподъемности) автомобили не имеют конечных передач.
Число ведущих мостов зависит от колесной формулы трактора (ЗК2, 4К2, 4К4а, 4К4б) или автомобиля (4X2, 4X4, 6X4, 6X6, 8X8,) где первая цифра означает общее число колес, а вторая — число ведущих колес (сдвоенные колеса считают за одно колесо).
На полноприводные тракторы (Т-ЗОА, Т-40АМ, МТЗ-82, МТЗ-102, Т-150К, К-701) с колесной формулой 4К4 устанавливают два ведущих моста — передний и задний, на полноприводные автомобили типа 4X4 (ВАЗ-2121, УАЗ-3151, ГАЗ-66) — два, типа 6X6 (ЗИЛ-131, КамАЗ-4310, Урал-5557) — три, а типа 8X8 (МАЗ-7310) — четыре ведущих моста.
Главная передача.
Служит для увеличения передаточного числа трансмиссии и крутящего момента, изменения на угол 90° направления передаваемого вращательного движения и переноса его к межколесному дифференциалу.
По числу пар зубчатых колес различают одинарные и двойные главные передачи, По конструкции — конические со спиральнымизубьями, гиппоидные и цилиндрические (рис.1)
Схемы главных передач
Рис. 1 – Схемы главных передач: а – с пересекающимися осями, б – гиппоидные, в - двойные
1 – коническая шестерня; 2 – ведомое колесо; 3,4 – конические шестерни; 5,6 – цилиндрические шестерни
Одинарные главные передачи представляют собой пару конических зубчатых колес со спиральными зубьями или гипоидную передачу. Применение последних позволяет по сравнению с конической передачей при одних и тех же размерах зубчатых колес увеличить передаваемое усилие, повысить долговечность, снизить уровень шума. Оси зубчатых колес гипоидных передач не пересекаются.
Наличие смещенного ведущего зубчатого колеса позволяет изменить дорожный просвет, что особенно важно для легковых автомобилей.
Одинарные главные передачи с коническими зубчатыми колесами применяют на автомобилях семейств УАЗ и ЗАЗ, колесных тракторах МТЗ-80, МТЗ-100, Т-150К, К-701. Одинарные гипоидные передачи устанавливают на автомобилях ГАЗ-53-12, ГАЗ-66, ГАЗ-3102 «Волга», семейств ВАЗ «Жигули» и «Москвич».
Одинарные главные передачи, состоящие из пары цилиндрических зубчатых колес, применяют в тех случаях, когда оси валов коробок передач расположены перпендикулярно к продольной оси трактора. Их устанавливают на автомобиле ВАЗ-2108, тракторе Т-25А и самоходном шасси Т-16М.
Двойные главные передачи состоят из двух зубчатых передач: конической и цилиндрической. Цилиндрическая зубчатая передача с прямыми или косыми зубьями выполняет функцию конечной передачи - увеличивает передаточное число и крутящий момент, снижает частоту вращения. Двойная главная передача может быть центральной, когда обе пары зубчатых колес размещены в одном картере, и разнесенной, когда цилиндрическая пара зубчатых колес находится в приводе каждого ведущего колеса. Центральную главную передачу можно выполнить двухступенчатой, т. е. с двумя переключаемыми парами цилиндрических зубчатых колес, имеющими разные передаточные числа.
Двойные центральные главные передачи устанавливают на автомобилях ЗИЛ-130, ЗИЛ-131, Урал-5557, КамАЗ-4310, К. амАЗ-5320, разнесенную — на автомобиле МАЗ-5335.
Дифференциал.
При повороте колесного трактора или автомобиля его колеса катятся по концентрическим траекториям и проходят разные пути: внутреннее (по отношению к центру поворота) колесо проходит меньший путь, а наружное — больший. Поэтому и частота вращения колес должна быть различной — внешнего больше, чем внутреннего. Чем круче поворот и больше ширина колеи, тем больше разность частот вращения колес.
При прямолинейном движении трактора или автомобиля по неровной дороге, неодинаковом давлении воздуха в шинах или разном износе протектора колёса также должны вращаться с различной, но строго дифференцированной частотой.
Поэтому в ведущих мостах колесных тракторов и автомобилей устанавливают Симметричный дифференциал, который предназначендля увеличения частоты вращения одного колеса за счет равного уменьшения частоты вращения другого колеса.
Свойство дифференциала обеспечивать возможность вращения ведущих колес с разными частотами по принципу наименьшего действия оказывает и отрицательное влияние. Например, при большом сопротивлении движению и разных силах трения колес о почву дифференциалу легче вращать колесо, у которого сила трения о почву (сцепление) меньше. Поэтому колесо, которое трудно вращать и катить, останавливается, а второе буксует (вращается вдвое быстрее). Для устранения этого недостатка применяют различные механизмы блокировки — выключения дифференциала.
Классифицируют дифференциалы по следующим признакам:
По конструкции — с коническими зубчатыми колесами, кулачковые, червячные;
По месту установки — Межколесный (в одном мосту), Межосевой (между ведущими задними мостами),Межбортовой (между ведущими колесами с одной стороны);
По наличию механизма блокировки — без блокировки, с блокировкой, самоблокирующиеся;
По приводу к механизму блокировки — с механическим, гидравлическим, пневматическим приводами.
Межосевые дифференциалы могут быть симметричными и несимметричными.
Самоблокирующиеся дифференциалы делят на дифференциалы повышенного трения и с механизмом свободного хода.
Межосевой дифференциал автомобиля предназначен для распределения вращательного движения между ведущими мостами, а также для обеспечения различных частот вращения ведущих колес этих мостов.
Межколесный дифференциал трактора Т-150К с коническими зубчатыми колесами, самоблокирующийся, повышенного трения.
Валы ведущих колес.
В зависимости от степени нагруженности изгибающим моментом, обусловленной конструкцией внешней опоры (типом подшипников и местом их расположения), условно делят на три типа: полуразгруженные, разгруженные на три четверти, полностью разгруженные.
Полуразгруженный вал 3 (рис. 2, а) внешним концом опирается на подшипник 5, установленный в балке 4 ведущего моста. Силы и реакции создают моменты, изгибающие вал в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Полуразгруженный тип валов ведущих колес применяют обычно на легковых автомобилях, грузовых автомобилях малой грузоподъемности и колесных тракторах тяговых классов 0,6… 1,4.
Разгруженный полностью вал 3 (рис. 2, б) фланцем 6 соединен со ступицей 7 колеса, установленной в двух подшипниках 5 на балке 4 ведущего моста. Подшипники располагают симметрично относительно средней плоскости колеса (или колес). В этом случае все изгибающие моменты передаются на балку ведущего моста. Такой тип валов применяют на большинстве грузовых автомобилей.
Разгруженный на три четверти вал применяют весьма редко.
Типы валов ведущих колес
Рис 2 Типы валов ведущих колес:
а- полуразгруженный; б - разгруженный полностью; 1 - корпус дифференциала; 2 и 5 - подшипники; 3 - вал; 4 - балка ведущего моста; 6 - фланец вала; 7 - ступица колеса.
Конечные передачи.
Конечные передачи - последняя ступень трансмиссии. Они предназначеныдля увеличения крутящего момента и уменьшения частоты вращения ведущих колес. В некоторых случаях их используют и для изменения дорожного просвета пропашного трактора. Конечные передачи устанавливают на всех тракторах и некоторых грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Конечная передача представляет собой одно - или двухступенчатый редуктор, состоящий из цилиндрических зубчатых колес с постоянным зацеплением, или планетарный редуктор.
Одноступенчатая конечная передача колесных тракторов семейства «Беларусь» состоит из пары цилиндрических зубчатых колес. Они установлены сразу за дифференциалом и расположены в корпусе заднего моста. Ведомое цилиндрическое зубчатое колесо шлицевой ступицей соединяется с валом ведущего колеса, который устанавливается в шарикоподшипниках рукавов заднего моста.
Конечная передача трактора К-701 (колесный редуктор) представляет собой планетарный редуктор с прямозубыми цилиндрическими зубчатыми колесами.
Передние ведущие мосты.
Основные механизмы и детали передних и задних мостов тракторов Т-150К и мосты в целом тракторов К-701 одинаковы и взаимозаменяемы.
Передние ведущие мосты автомобилей имеют унифицированные с задними мостами главную передачу и дифференциал, но отличаются от задних наличием поворотных кулаков и шарнира равных угловых скоростей.
Передние ведущие мосты универсально-пропашных тракторов МТЗ-82, МТЗ-102 имеют особую конструкцию. Передний мост этих тракторов портального типа, т. е. балка моста расположена выше оси ведущих колес. Это обеспечивает высокий агротехнический просвет, необходимый для междурядной обработки высокостебельных пропашных культур.
Задание
Изучить назначение, устройство ведущих мостов автомобилей и тракторов,
1. Описать колесную формулу и количество ведущих мостов заданной модели.
Колесная формула ________________
Количество ведущих мостов _______
2. Классифицировать главные (центральные) передачи заданной модели автомобиля или трактора
а) по числу пар зубчатых колес ______________________________
б) по конструкции _________________________________________
3. Классифицировать дифференциалы ведущих мостов заданной модели
а) по конструкции _________________________________________________
б) по месту установки ______________________________________________
в) по наличию механизма блокировки _________________________________
г) по приводу к механизму блокировки_________________________________
4. Опишите тип валов ведущих колес заданной модели __________________________
Выполнил студент _____________________ «__»__________ 201__г.
Принял преподаватель__________________ «__»__________
Контрольные вопросы
1. Что показывает колесная формула?
2. Что обозначает колесная формула 4К4б?