Обычно передаточное число главной передачи современных автомобилей находится в пределах от 4 до 8.
Одинарная главная передача состоит из ведущей конической шестерни, выполненной как одно целое со своим валом, и ведомой шестерни, установленной на коробке дифференциала и вместе с ней вращающейся в конических роликовых подшипниках. Гнезда подшипников расточены в картере главной передачи.
Опорами вала ведущей шестерни служат один цилиндрический и два конических роликовых подшипника. Конические подшипники расположены в стакане, жестко соединенном с картером главной передачи.
На большинстве легковых автомобилей главная передача имеет шестерни с гипоидным зацеплением. Гипоидная передача отличается тем, что оси ведущей и ведомой шестерен не пересекаются между собой, а проходят на некотором расстоянии одна от другой. При этом угол наклона винтовой линии зубьев ведущей шестерни значительно больше, чем ведомой шестерни. Вследствие этого размер ведущей шестерни при том же размере ведомой шестерни (по сравнению с другими передачами) значительно возрастает.
Шестерни гипоидных передач имеют большую толщину и рабочую высоту зубьев, а при работе среднее число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, у них больше. Благодаря этому повышается срок службы шестерен, а их работа протекает более плавно и бесшумно.
Следует, однако, иметь в виду, что при работе гипоидных шестерен происходит продольное проскальзывание зубьев, что требует особо тщательной защиты их поверхности от заеданий, нагрева и повышенного износа. С этой целью на зубьях шестерен должна быть создана весьма прочная масляная пленка, для чего требуется применение специального трансмиссионного масла с противоизносной присадкой.
Рис. 3.3.6. Двойная главная передача:
1 — фланец ведущей шестерни, 2 — сальник, 3 — крышка, 4 — шайба ведущей шестерни, 5 – прокладка, 6 – передний подшипник вала ведущей конической шестерни, 7 – стакан картера, 8 – регулировочные шайбы подшипников вала ведущей конической шестерни, 9 – задний подшипник вала ведущей конической шестерни, 10 – прокладки для регулировки зацепления конических шестерен, 11 – ведущая коническая шестерня, 12 — ведомая коническая шестерня, 13 – регулировочные прокладки, 14, 29 — подшипники вала ведущей цилиндрической шестерни, 15, 28 – крышки подшипников, 16 — ведущая цилиндрическая шестерня, 77– картер главной передачи, 18 — крышка подшипников дифференциала, 19 – опорная шайба полуосевой шестерни, 20 – правая чашка коробки дифференциала, 21 — ведомая цилиндрическая шестерня, 22 – полуосевая шестерня, 23 — левая чашка коробки дифференциала, 24 — подшипник коробки дифференциала, 25 — регулировочная гайка подшипника дифференциала, 26 — полуось, 27 — балка заднего моста, 30 – масляный карман
Двойная главная передача применяется на всех автомобилях большой грузоподъемности. Она состоит из пары цилиндрических и пары конических шестерен. Пример такой передачи показан на рис. 3.3.6.
Картер 7 7 главной передачи крепится к балке 27 заднего моста болтами. Вал ведущей конической шестерни 77 установлен в стакане 7 картера главной передачи на двух конических роликовых подшипниках 6 и 9. Между фланцами стакана и картера установлены прокладки 10 для регулировки зацепления зубьев ведущей 11 ж ведомой 12 конических шестерен. Вал ведущей конической шестерни удерживается от осевого смещения гайкой, установленной на его хвостовой части, которая одновременно крепит фланец 1, соединяющий главную передачу с карданным валом.
Ведомая коническая шестерня 12 жестко крепится к валу ведущей цилиндрической шестерни 16, вращающемуся на двух конических роликовых подшипниках 14 и 29. Эти подшипники установлены в крышках, привернутых болтами к картеру главной передачи. Для регулировки подшипников установлены прокладки 13, зажатые между крышками и фланцами картера.
Ведомая цилиндрическая шестерня 21 жестко соединена с коробкой дифференциала и вращается вместе с ней на двух конических роликовых подшипниках. От осевого смещения подшипники удерживаются гайками. Например, левый подшипник 24 фиксируется гайкой 25. Гайки также позволяют регулировать затяжку подшипников.
Подшипники валов ведущей и ведомой конических шестерен смазываются маслом, подаваемым по каналам. Для накапливания масла, стекающего по стенкам картера в стакане 7 предусмотрен специальный карман 30.
3.3.4. Дифференциал
При движении по прямой все колеса автомобиля проходят за одно и то же время одинаковый путь. На криволинейных участках дороги внешние колеса проходят больший отрезок пути, чем внутренние. Более медленное вращение внутреннего ведущего колеса приводит к его пробуксовыванию, что вызывает повышенный износ шин, увеличивает затрату мощности, затрудняет поворот автомобиля.
Чтобы избежать пробуксовывания, вместе с главной передачей устанавливается дифференциал, а передача крутящего момента к колесам осуществляется полуосями. При этом правое и левое ведущие колеса могут вращаться с различным числом оборотов. На современных автомобилях применяются шестеренчатые дифференциалы с коническими шестернями или кулачковые дифференциалы повышенного трения.
Конический шестеренчатый дифференциал представляет собой планетарный механизм. Ведомая шестерня главной передачи жестко соединена с коробкой дифференциала, которая состоит из двух чашек. В коробке на крестовине свободно вращаются шестерни-сателлиты, находящиеся в зацеплении с полуосевыми шестернями 22 левого и правого колес (рис. 3.3.6). Полуоси 26 свободно проходят через отверстия в коробке дифференциала.
При вращении ведомой шестерни главной передачи вместе с ней вращается коробка дифференциала, а следовательно, и крестовина с сателлитами.
При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге оба колеса встречают одинаковое сопротивление, вследствие чего будут одинаковыми и усилия на зубьях обеих полуосевых шестерен. Сателлиты не поворачиваются вокруг собственной оси, находясь в состоянии равновесия. Таким образом, все детали дифференциала вращаются как одно целое и скорость вращения обеих полуосевых шестерен, а следовательно, и полуосей с колесами будет одинаковой.
При повороте автомобиля внутреннее колесо испытывает большее сопротивление, чем наружное, и усилие на полуосевой шестерне, связанной с внутренним колесом, становится больше. Вследствие этого равновесие сателлитов нарушается, и они начинают перекатываться по полуосевой шестерне, связанной с внутренним колесом, вращаясь относительно собственной оси и вращая вторую полуосевую шестерню с увеличенной скоростью. В результате этого скорость вращения внутреннего колеса автомобиля уменьшается, а наружного колеса возрастает, и поворот автомобиля совершается без юза и пробуксовки.
Дифференциал всегда поровну распределяет получаемый им крутящий момент на оба ведущих колеса одной оси. Однако в некоторых случаях эта особенность дифференциала оказывает отрицательное влияние на преодоление автомобилем трудных участков дороги. Если одно из ведущих колес попадает на участок дороги с малым коэффициентом сцепления, то другое колесо не может передавать крутящий момент более или менее значительной величины.
При повышении крутящего момента, передаваемого от двигателя, ведущее колесо, находящееся на скользком участке, начнет пробуксовывать, а другое колесо окажется не в состоянии сдвинуть с места застрявший автомобиль.
Рис. 3.3.7. Кулачковый дифференциал повышенного трения:
1 — левая чашка коробки дифференциала, 2 — сухари, 3 – внутренняя обойма, 4 – внешняя обойма, 5 – правая чашка коробки дифференциала, 6 – сепаратор
Если же одно из колес начнет пробуксовывать во время движения, то создадутся условия, вызывающие боковой занос автомобиля. Для устранения указанных недостатков на некоторых автомобилях повышенной проходимости применяют кулачковый дифференциал повышенного трения. Устройство такого дифференциала показано на рис. 3.3.7.
В него входит сепаратор 6, жестко соединенный с ведомой шестерней главной передачи. В отверстия сепаратора свободно вставлены сухари 2, расположенные в два ряда в шахматном порядке. Своими торцами сухари упираются во внутреннюю 3 и внешнюю 4 обоймы. Поверхности этих обойм, соприкасающиеся с сухарями, имеют выступы-кулачки.
