Назначение и 4 типа устройства главной передачи в автомобиле: 9 требований к работе гп

Volkswagen представил в Шанхае обновленный кроссовер Jetta VS5 дешевле миллиона рублей

Преимущества и недостатки гипойдных пар

Гипойдные пары имеют ряд преимуществ и некоторые недостатки.

Преимущества

• Обеспечивается линейный контакт зубьев шестерни и колеса, благодаря чему передачи обладают большой нагрузочной способностью.
• Сквозное прохождение вала шестерни под валом колеса позволяет шире применять двусторонние опоры для шестерни (вместо консольного закрепления), которые увеличивают жесткость и нагрузочную способность гипоидных передач.
• Нечувствительность к небольшим погрешностям монтажа.
• По сравнению с червячными передачами с небольшими передаточными числами (менее 12) гипоидные передачи, обладая той же или даже несколько повышенной нагрузочной способностью, позволяют избежать применения антифрикционных материалов.
• Благодаря наличию дополнительного продольного скольжения между зубьями, гипоидные передачи работают более плавно по сравнению с коническими (приближаются в этом отношении к червячным передачам), отличаются хорошей прирабатываемостью зубьев и меньшей шумностью.
• Возможность проектирования и изготовления для любого угла скрещивания осей шестерни и колеса.
• Благодаря тому, что в зацеплении находится несколько пар зубьев, передача может применяться в механизмах высокой точности.

Недостатки гипойдных пар

• Склонность к заеданию рабочих поверхностей зубьев, из-за чего приходится добиваться высокой их твердости (HRC > 40—50) и использовать противозадирные смазки (гипоидные масла).
• Трудность изготовления из-за сложной формы зубьев.
• Работа передачи при прямом и реверсивном вращении неодинакова вследствие асимметричности зацепления.

Немного об устройстве

Этому виду передачи уже более 90 лет. При её разработке перед конструкторами ставилась задача по снижению центра массы в легковых машинах.

После опробования устройства на автомобилях было выявлено целый ряд достоинств, после чего приняли решение об использовании на грузовых машинах. У многих возникает вопрос о названии этого узла. Слово гипоидная взято от гиперболоидная, именно так следовало бы называть устройство.

Важно!
Зубья шестерен изготовлены криволинейными, движение осуществляется по геометрической фигуре, которую называют гиперболоидом. Оси валов в обязательном порядке необходимо сместить. Для определения величины смещения выполняется расчёт гипоидной передачи

Применять её можно в тех узлах, где оси шестерён скрещиваются. В противном случае может произойти заклинивание узла

Для определения величины смещения выполняется расчёт гипоидной передачи. Применять её можно в тех узлах, где оси шестерён скрещиваются. В противном случае может произойти заклинивание узла

Оси валов в обязательном порядке необходимо сместить. Для определения величины смещения выполняется расчёт гипоидной передачи. Применять её можно в тех узлах, где оси шестерён скрещиваются. В противном случае может произойти заклинивание узла.

Гипоидная передача редуктора

По сути дела, с помощью редуктора в автомобиле происходят все изменения передаваемого от двигателя к колесам усилия. Та же самая КПП – это редуктор, в котором благодаря соединению различных пар шестеренок, имеющих разное количество зубьев, величина усилия изменяется по-разному. Другим элементом, где происходит изменение момента по направлению и величине, необходимо считать гипоидную главную передачу (ГП).

Просто в порядке напоминания – ГП предназначена для смены направления распространения крутящего момента (с осевого на перпендикулярное) на автомобиле, а также изменения его величины. Она может быть выполнена на шестернях любого типа, но в современных машинах обычно используется гипоидная передача, которая входит в состав редуктора заднего моста .

1. меньшие габариты при тех же характеристиках по отношению к другим типам шестеренок, которые могут использоваться в конструкции такого редуктора;
2. уменьшенная нагрузка, прикладываемая к одному зубу, что обеспечивает надежную работу шестерен, а также позволяет им передавать большую нагрузку и служить при этом более длительное время;
3. меньший уровень шума благодаря тому, что одновременно несколько зубьев находятся в зацеплении;
4. возможность понижения центра масс автомобиля из-за того, что ГП выполняется со смещением.

Однако стоит отметить и недостатки, которые возможны у редуктора, в котором используется гипоидная передача. К ним стоит отнести повышенную вероятность заедания, возникающую из-за скольжения вдоль линии контакта. Для уменьшения этого, при изготовлении, гипоидные шестерни проходят специальную обработку. Водителям во избежание подобных неприятностей стоит применять только специальные сорта масла — трансмиссионные .

Использование в ГП гипоидных шестерней, в современном легковом автомобиле, стало общепринятой практикой. Отказ от шестерней любого другого типа, при построении подобного узла, обусловлен теми преимуществами, которые обеспечивает применение подобных шестерней.

Немногие автомобилисты знают, что такое гипоидное масло и для чего оно вообще предназначено? Этот смазочный материал предназначен преимущественно для трансмиссионных узлов, но также его применяют в механизмах рулевого управления.

При производстве этих смазок компании добавляют в базовый нефтепродукт многие присадки, обеспечивающие хорошие противозадирные свойства. Подобные трансмиссионные жидкости относятся к категории GL-5 и подходят для трансмиссий многих современных транспортных средств, в мостах которых находятся гипоидные шестерни. Этот смазочный продукт активно применяется для смазывания редукторов и карданов, и не только в автомобилях, но даже в вертолетах.

Гиперболоидная передача

На сегодняшний день известно несколько типов передач, которые различаются типом применяемых шестерней. Это могут быть – цилиндрические, конические, гипоидные и т. д. Нас на данный момент интересует гипоидная передача.

Название гипоидная, является сокращением от слова гиперболоидная. Принцип действия такой системы был разработан еще в 20-х годах прошлого века, и основной целью её разработки было снижение масс в легковых автомобилях. Таим образом, она пришла на замену двойной передаче.

Отличительные особенности

Гипоидная передача — это винтовая разновидность зубчатой. Она отличается от более привычной, формой зубьев на шестерёнках, которые имеют специфическую криволинейную или косую форму, изогнутую по гиперболоиде (особая геометрическая форма). Они постепенно уменьшаются по высоте от диаметра снаружи к диаметру внутри шестеренки.

Данный вид передачи отличается так же наличием смещения оси малого зубчатого колеса относительно большого. Это смещение осуществляется в строжайшем соответствии с определёнными геометрическими формулами и любое отклонение от нормы может привести к непоправимым последствиям.

Принцип действия

Данная винтовая зубчатая передача применяется в автомобиле чаще всего для изменения направления крутящего момента и его величины. Этот вариант значительно повышает основные характеристики главной передачи. Устанавливается данная система на автомобили, имеющие ведущий задний привод, у которых редуктор главной передачи и двигатель располагаются параллельно движению. Крутящий момент от двигателя в таких транспортных средствах поступает под прямым углом на ведущую ось, что существенно улучшает механические и динамические показатели транспортного средства.

Гипоидное масло. Условия применения.

Гипоидной называют передачу крутящего момента с помощью зацепления двух шестерен, которые имеют косую или криволинейную форму зуба. Такие передачи успешно решают проблему повышенного шума трансмиссий и могут работать в течение длительного срока эксплуатации при условии, что для смазки рабочих поверхностей зубьев применяется специальное масло для гипоидных передач.

Площадь зацепления между зубьями шестерен гипоидной передачи ограничивается минимальным пятном контакта. Но в то же время все усилие сосредоточено в одной точке, что приводит к значительному увеличению в этом месте удельного давления.В результате могут появляться задиры, создающие опасность разрушения шестерен. Чтобы этого не случилось, применяют масла, позволяющие сохранять в месте контакта зубьев прочную пленку, благодаря которой шестерни контактируют между собой с минимальным трением.

Обзор масел для гипоидных КПП

Гипоидные передачи применяются сегодня в главных передачах и КПП большинства современных автомобилей. Многие автолюбители знают масло ТАД-17, широко применяемое для трансмиссий отечественных автомобилей. Но с появлением на просторах постсоветских государств иномарок ассортимент трансмиссионных смазочных жидкостей начал расширяться.

Основной характеристикой масел является вязкость. В настоящее время отечественные производители перешли на классификацию SAE, которой пользуются в мире повсеместно. Она предусматривает семь классов вязкости: 4 зимних и 3 летних. Зимние классы обозначают дополнительно буквой W (SAE70W, SAE75W, SAE80W, SAE85W). К летним классам буква не добавляется (SAE90, SAE140, SAE250). Однако в большинстве случаев сезонные масла не успевают вырабатывать свой ресурс, и применение их является нерентабельным. Поэтому более широкое распространение получили всесезонные материалы, в обозначении которых присутствует двойная маркировка, например SAE80W-90.

Кроме класса вязкости масла делятся по эксплуатационным характеристикам API на 6 классов: GL-1, GL-2, GL-3, GL-4, GL-5, GL-6. Чем выше класс по API, тем больше масло содержит присадок, способствующих работе гипоидных передач. Для гипоидных передач легковых автомобилей могут применяться только смазочные жидкости класса GL-4, GL-5, GL-6.

Каким критериям должно соответствовать хорошее масло?

Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. Хорошее масло то, которое соответствует условиям работы того или иного узла. Критерии выбора определяет производитель. В мире множество марок автомобилей. Еще больше их модификаций. Каждая имеет свои конструктивные особенности и требует применения смазочного материала определенного класса. Гипоидная передача одного автомобиля по своей конструкции и условиям работы может существенно отличаться от аналогичной по назначению рабочей пары другого авто. Здесь имеют значение многие факторы, например, крутящий момент, скорость вращения, смещение оси, величина ударной нагрузки и т.д. И если для одной передачи масло GL- 4 будет оптимальным вариантом, то для другой может оказаться абсолютно непригодным. Поэтому для обеспечения безотказной работы автомобиля нужно неукоснительно выполнять инструкции производителя.

Зубчатые передачи В нашей стране для классификации смазочных материалов используется стандарт ГОСТ 17479.2–85. Главными критериями разделения масел является вязкость и эксплуатационные характеристики. По вязкости смазочные вещества делятся на 4 класса: 9, 12, 18, 34. Исходя из области применения и эксплуатационных качеств, трансмиссионные смазки делятся на 5 групп. Смазочные материалы, входящие в первую группу, не содержат присадок. В остальных присутствуют присадки, защищающие от износа. Чем выше группа, тем эффективнее добавки. К пятой группе относятся универсальные смазки для трансмиссий.

На российском рынке появилось большое количество иностранной продукции для автомобилей, поэтому стали применять классификацию согласно международных стандартов.

Существует несколько международных систем квалификации:

Принцип работы

Работа гипоидного редуктора заключается в следующем. От двигателя промышленной машины передается момент силы через сцепление, коробку передач и через кардан, к оси основной шестерни. Основная шестерня, по своей проектируемой конструкции, устанавливается параллельно по отношению к осям первичного вала двигателя механизма, и по отношению к вторичному валу коробки передач.

Благодаря тому, что зубья шестерней имеют криволинейную форму, момент силы, который передается, имеет высокий показатель. Это на порядок увеличивает механические, а также динамические показатели механизма, что влияет на производительность. Также это влияет на плавность производимой работы.

Важно знать! Использовать для гипоидных редукторов не гипоидные масла строго запрещается!

ГП на заднеприводных автомобилях

Другие виды главной передачи устанавливаются на заднеприводные авто, так как мотор с КПП находятся параллельно ходу, и крутящий момент подаётся на ведущую ось вертикально.

На заднеприводных машинах чаще всего установлена гипоидная передача, которая обладает наименьшей нагрузкой на зуб и создает минимальную степень шума. При функционировании уменьшается коэффициент полезного действия, т. к. смещённые крепления зубчатых колёс повышают коэффициент трения при скольжении.

На машинах с гипоидной ГП передаточное число составляет 3,5 — 5,4, на грузовых авто 5 — 7. Данная передача разнится с цилиндрической: ось вала не перекрещивается с шестерёнкой, т.к. форма позволяет спускать кардан и уменьшать клиренс кузова, это приводит к максимальной устойчивости автомобиля.

Если владельцу авто неинтересны размеры и степень шума, то используется ГП канонического вида. Червячная передача устанавливается очень редко, так как её производство трудозатратное и дорогое.

Для нормального функционирования трущихся элементов и зубьев требуется смазка. В картер или задний мост наливается специальное масло. Его уровень требуется контролировать для обеспечения стабильной работы элементов машины.

Гипоидная шестерня

Ваз 2110 с хрустом включается задняя передача. Ваз 2112 при включении задней передачи происходит хруст так же и при

Такие гипоидные передачи применять не рекомендуется. Гипоидная шестерня с правым наклоном зуба увеличивается в размерах при смещении ее выше оси колеса и уменьшается при смещении ниже оси.  

На некоторых отечественных грузовых автомобилях ( ГАЗ-53А) и автобусах ( ПАЗ-672) одинарная главная передача имеет шестерни с гипоидным зацеплением. Гипоидная шестерня представляет собой усеченный гиперболоид вращения, на поверхности которого нарезаны зубья. 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. 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 выше. Благодаря этому повышается срок службы гипоидных шестерен, а их работа протекает более плавно и бесшумно.  

Все штанги в точках вращения или снабжены сайлент-блоками, или коническими резиновыми втулками особой конструкции, которые находятся под действием осевого сжимающего усилия. Главная передача имеет гипоидные шестерни.  

Главная передача имеет гипоидные шестерни. Колеса с проволочными спицами закреплены на центральной втулке. Картеры ведущих мостов или полуразгруженные полуоси нужно рассчитывать на динамические нагрузки, возникающие при езде по неровной дороге. Опыты показали, что при наезде автомобиля, имеющего сплошные шины, на препятствие высотой 25 мм при скорости движения 25 км / час создается нагрузка на колесо, которая в 7 раз больше статического давления на грунт.  

Например, Таул упоминает, что в Англии гипоидные шестерни были впервые применены в 1929 г. для легковых автомобилей серийного производства и только с 1934 г. их стали применять и на других моделях. Великобритании, были снабжены гипоидными мостами и только в 41 модели были использованы конические косозубые шестерни.  

Поскольку в гипоидных передачах две металлические поверхности подвергаются действию скольжения и качения, то вопрос об их смазке приобрел еще более серьезное значение, чем в случае применения зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев. На практике скоро убедились в том, что смазывать гипоидные шестерни минеральным маслом без присадки, особенно в тяжелых эксплуатационных условиях, невозможно.  

Эти два вида трения могут иметь место одновременно, например в гипоидных шестернях.  

Сборка цилиндрических пар шестерен не вызывает особых трудностей, поскольку эти сопряжения не регулируются. Значительно большей трудоемкости требует сборка главной передачи заднего моста со спирально-коническими или гипоидными шестернями и раскомплектованных конических шестерен.  

Масла специальные ( ГОСТ 4002 — 53 и 4003 — 53) содержат осернен-ные компоненты, вводимые с целью повышения прочности масляной пленки на рабочих поверхностях шестерен. Предназначаются эти масла для применения в автомобилях с сильно нагруженными механизмами трансмиссии. Для главных передач автомобилей с гипоидными шестернями применение каких-либо иных масел, кроме масла, специально выпускаемого для гипоидных передач ( ГОСТ 4003 — 53), не допускается, так как ведет к быстрому износу шестерен.  

Схема трансмиссии показана на рис. 36, а. От двигателя крутящий момент передается на сухое дисковое сцепление, которое через поводковый патрон вращает шестерню коробки передач. Передвижной блок шестерен коробки приводит в движение основной вал и позволяет двигаться погрузчику передним или задним ходом. При движении в обоих направлениях вращение передается валу, соединенному с гипоидной шестерней. Кривая тягового усилия в зависимости от скорости движения погрузчика показана на том же рисунке. Она подобна кривой крутящего момента в зависимости от режима работы двигателя. При режимах работы до точки / проскальзывание сцепления не позволяет увеличивать скорость движения.  

Устройство и работа двойных главных передач КамАЗ-5320

Двойная главная передача среднего ведущего моста автомобиля КамАЗ-5320 (рис.2) выполнена с проходным валом для привода главной передачи заднего моста. Ведущая коническая шестерня 20 установлена в горловине картера главной передачи на двух роликовых конических подшипниках 24, 2в, между внутренними обоймами которых имеются распорная втулка и регулировочные шайбы 25. Шлифованный конец ступицы этой шестерни соединен с конической шестерней межосевого дифференциала, а внутри ступицы проходит вал 21 привода, одним концом соединенный с конической шестерней межосевого дифференциала, а другим при помощи карданной передачи с ведущим валом главной передачи заднего моста.

Промежуточный вал опирается одним концом на два конических роликовых подшипника 7, между внутренними обоймами которых имеются регулировочные шайбы 4, а другим на роликовый подшипник, установленный в расточке перегородки картера главной передачи. Конические роликовые подшипники 7 фиксируют промежуточный вал от смещения в осевом направлении. Заодно с промежуточным валом выполнена ведущая цилиндрическая шестерня 3 с косыми зубьями. Ведомая коническая шестерня 1 напрессована на конец промежуточного ведомую цилиндрическую шестерню 16. Крутящий момент от корпуса межколесного дифференциала, к которому прикреплена ведомая цилиндрическая шестерня 16 главной передачи, передается на крестовину 15, а от нее через сателлиты на шестерни полуосей. Сателлиты, действуя с одинаковой силой на правую и левую шестерни полуосей, создают на них равные крутящие моменты.

При этом благодаря незначительному внутреннему трению равенство моментов практически сохраняется как при неподвижных сателлитах, так и при их вращении.

Поворачиваясь на шипах крестовины, сателлиты обеспечивают возможность вращения правой и левой полуосей, а следовательно, и колес с разными частотами.

Общее устройство главной передачи заднего ведущего моста (рис.3) аналогично рассмотренному выше. Отличия объясняются главным образом тем, что задний ведущий мост не проходной и получает крутящий момент от межосевого дифференциала, установленного на среднем ведущем мосту.

В главной передаче заднего моста ведущая коническая шестерня 21 отличается от аналогичной шестерни среднего моста тем, что ее ступица короче и имеет внутренние шлицы для соединения с ведущим валом 22 главной передачи заднего моста. Опорные конические роликовые подшипники 18 и 20 взаимозаменяемы с соответствующими подшипниками среднего ведущего моста. Ведущий вал главной передачи заднего моста задним концом опирается на один роликовый подшипник, установленный в расточке картера. Для циркуляции смазки около подшипника в горловине картера имеется канал. С торца подшипник закрыт крышкой. Остальные детали главной передачи среднего и заднего ведущих мостов аналогичны по устройству.

2.3. Устройства и работа двойных главных передач ведущих мостов автомобиля КамАЗ-5320

Картер главной передачи 3 (рис.4) крепится к балке моста болтами. Плоскость разъема уплотняется паронитовой прокладкой толщиной 0,8 мм. В полости картера устанавливаются пара цилиндрических с косыми зубьями шестерен. Ведущая коническая шестерня 13 установлена на шлицах ведущего проходного вала 15 (для среднего моста). Этот вал опирается на два конических роликовых подшипника 12 и 18, которые закрыты крышками, имеющими регулировочные прокладки 11 и 16. Выходные концы вала уплотняются самоподжимными сальниками, защищенными грязеотражательными кольцами. На концах проходного вала (для среднего моста) устанавливаются фланцы карданных шарниров 10, 17. Фланец 17 привода к заднему мосту меньше по размерам, чем фланец 10, на который подводится крутящий момент от межосевого дифференциала раздаточной коробки.

Промежуточный вал 9 главной передачи установлен на цилиндрическом роликовом 2 и двух конических роликовых подшипниках 6, смонтированных в стакане 5. Под фланец стакана и крышку подшипников поставлены регулировочные прокладки 7 и 8. Ведущая цилиндрическая шестерня 4 выполнена заодно с промежуточным валом, а ведомая коническая шестерня 1 напрессована на конец этого вала и дополнительно закреплена на нем шпонкой. Ведомая цилиндрическая шестерня 22 соединена с половинами (чашками) корпуса дифференциала, каждая из которых опирается на конический подшипник.

Редукторэлектродвигатель

KM 063 В — 20.25 — FA1 — SS1 — 71B5 B3 — 0.37-4P / 1

При заказе сообщите менеджеру компании нужна ли комплектация редуктора электродвигателем. В противном случае электродвигатель не устанавливается.

* Пример: KM063C — 63.33 — FA2 — 80B5

Модификации оборудования серии КМ

Сборочный чертеж

KM.. (IEC).. / Параметры производительности

Типы смазки и объем заливаемого масла

Другие важные характеристики оборудования

• Возможные геометрические комбинации
• KM.. HS.. / Параметры производительности n1 = 1400 r/min
• Габаритные параметры оборудования, измерительные величины
• Позиционные схемы, монтаж и другие характеристики мотор-редукторов