Трансмиссия автомобиля ЗИЛ-133ГЯ (стр. 2 из 4)

1.4 Карданная передача

При размещении одного агрегата относительно другого на некотором расстоянии вращающий момент передаётся через карданные передачи.

Они предназначены для передачи вращающего момента между агрегатами, оси валов которых могут смещаться при движении. Их применяют главным образом на автомобилях для соединения ведомого вала коробки передач с валами раздаточной коробки и ведущих мостов. Простая карданная передача состоит из карданных шарниров и вал.

Карданные шарниры обеспечивают угловое перемещение карданного вала (до 24°), а свободные шлицевые соединения вилок карданного шарнира с валом – изменение расстояния между шарнирами. Валы карданной передачи изготавливают из тонкостенных стальных труб. На концах к трубе приварены вилки карданных шарниров (или с одной стороны – вилка, а с другой - шлицевая втулка).

На автомобилях ЗИЛ – 133ГЯ установлена открытая карданная передача с шарнирами карданных валов на игольчатых подшипниках. Карданные валы изготовлены из волоченной тонкостенной трубы, сваренной из холоднокатаной ленты. Число карданных валов – 3, число карданных шарниров – 5, шлицевое соединение – герметичное, смазка во внутренней полости удерживается с одной стороны резиновой манжетой, с другой – заглушкой. Шарниры карданных валов по конструкции одинаковы и состоят из неподвижной или скользящей втулки, вилки-фланца и крестовины, установленной в ушках вилок на игольчатых подшипниках. Шарниры имеют комбинированное резиновое уплотнение, состоящее из торцевого уплотнения, напрессованного на шипы крестовины, и однокромочной манжеты, встроенной в подшипник.

Промежуточная опора – со стальными штампованными крышками, напрессованными на шариковый подшипник, установленный вместе с крышками в резиновой подушке опоры. Промежуточная опора прикреплена болтами к раме автомобиля при помощи кронштейна опоры.

Схемы карданной передачи и карданного вала представлены на рисунках 1.5. и 1.6.

Рисунок 1.5. Карданная передача автомобиля ЗИЛ – 133

1 - коробка передач; 2 - основной карданный вал; 3 - промежуточная опора; 4 - карданный вал привода промежуточного моста; 5 - промежуточный мост; 6 - карданный вал привода заднего моста; 7 - задний мост.

Рисунок 1.6. Карданный вал привода промежуточного (заднего) моста автомобиля ЗИЛ – 133

1 - фланец вилки; 2 - торцовое уплотнение; 3 - радиальное уплотнение; 4 - игольчатый подшипник; 5 - шип крестовины; 6 - замочная пластина; 7 - опорная пластина; 8 - гайка; 9, 11 - разрезные тарельчатые шайбы; 10 - войлочное уплотнительное кольцо; 12 - резиновое уплотнительное кольцо; 13 - разрезная шайба; 14 - шлицевая втулка; 15-скользящаявилка; 16-заглушка; 17 - карданный вал; 18 - балансировочная пластина.

1.5 Ведущий мост

Ведущим называют мост, механизмы которого передают вращающий момент от коробки передач колёсам. Он включает в себя корпус (картер), главную передачу, дифференциал и полуоси.

Главная передача – это механизм трансмиссии, увеличивающий вращающий момент после коробки передач. В автомобилях вращающий момент в главной передаче передаётся под прямым углом. Главная передача может быть одинарной, состоящей из одной пары шестерён, и двойной, состоящей из двух пар шестерён.

Одинарная передача может быть обычной и гипоидной. Гипоидная (сокращённо от гиперболоидная) передача осуществляется коническими шестернями со скрещивающимися осями. Преимущество гипоидной передачи в том, что ось её ведущей шестерни расположена ниже оси ведомой (оси заднего моста). Поэтому центр масс автомобиля ниже и устойчивость его лучше.

Гипоидная передача более надёжна и бесшумна, чем передача с обычными коническими шестернями со спиральными зубьями.

Ведущие шестерни выполняют заодно с валом или съёмными. Ведомые шестерни в основном изготавливают в виде съёмных венцов, прикрепляемых болтами или заклёпками к корпусу дифференциала. В двойной главной передаче имеются одна пара конических и одна пара цилиндрических шестерён. Для обеспечения бесшумной работы конические шестерни выполняют со спиральными зубьями.

Во время движения автомобиля ведущий вал вместе с малой конической шестернёй приводит во вращение ведомую коническую шестерню, закреплённую на корпусе дифференциала.

Дифференциал – это механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему вращающий момент между полуосями ведущих колёс и позволяющий им вращаться с различными скоростями. 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 колёса автомобиля проходят разную длину пути. Вращение внутреннего колеса замедляется, а наружного – убыстряется. Сателлиты, вращаясь вместе с корпусом, своими 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.

Полуоси. Полуосевые шестерни шлицованными отверстиями насажены на полуоси. Другие концы полуосей соединены фланцами со ступицами ведущих колёс. На грузовых автомобилях применяют полностью разгруженные полуоси. На такую ось действует только вращающий момент, а все остальные силы воспринимаются кожухом полуоси, так как ступица колеса установлена на подшипники, посаженные непосредственно на кожух.

На автомобилях ЗИЛ – 133ГЯ может быть установлен задний мост с одноступенчатой гипоидной главной передачей собранной в отдельном картере. Картер ведущего моста – сборный, сварной, состоит из стальных штампованных полубалок с приваренными к ним крышками картера и фланцами крепления суппортов тормозных механизмов. Дифференциал – конический с четырьмя сателлитами. Полуоси – полностью разгруженные.

Схема заднего моста автомобилей ЗИЛ – 133 представлена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7. Задний мост

1 - фланец полуоси; 2 - контргайка; 3 - замочная шайба; 4 - гайка; 5, 8 - конические роликовые подшипники ступицы; 6 - цапфа; 7 - ступица; 9 - маслоуловитель; 10, 26 - манжеты; 11 - тормозной барабан; 12 - тормозная колодка; 13 - суппорт тормозного механизма; 14 - щиток; 15 - картер моста; 16 - картер главной передачи; 17, 35 - чашки дифференциала; 18 - болт; 19 - маслоуловитель; 20 - ведомая шестерня; 21, 24 - конические роликовые подшипники вала шестерни; 22 - распорная втулка; 23 - регулировочные шайбы; 25 - фланец; 27 - крышка; 28 - стакан подшипников; 29 - регулировочные прокладки; 30 - ведущий вал с шестерней; 31 - пробка; 32 - цилиндрический роликовый подшипник вала шестерни; 33 - втулка сателлита; 34-сателлит; 36 - конический роликовый подшипник дифференциала; 37 - гайка подшипника; 38 - сапун; 39, 45 - полуоси; 40 - стопорная пластина; 41 - крышка подшипника дифференциала; 42 - опорная шайба; 43 - коническое зубчатое колесо дифференциала; 44 - крестовина; 46 - регулировочный рычаг привода тормоза.

2. РАСЁТ ТЯГОВО – СКОРОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСМИССИИ

В этой части работы проведём расчёт крутящих моментов и частот вращения на всех выходных валах агрегатов трансмиссии (коробка передач, главная передача) и на всех режимах.

Для этого необходима внешняя скоростная характеристика (ВСХ) двигателя автомобиля, представленная на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1. Внешняя скоростная характеристика двигателя автомобиля ЗИЛ – 133ГЯ

За исходные параметры принимаются две точки на ВСХ двигателя:

максимальный крутящий момент и соответствующая ему частота вращения – Тe max и nт;

максимальная мощность и соответствующая частота вращения – Ne max и nN.

Таким образом, получаем:

1) Тe max = 509 Н·м при nт = 1600 об/мин;

2) ТN = 185 л. с. = 136 кВт при nN = 2800 об/мин.

Передаточные числа коробки передач:

U1 = 11,4;

U2 = 8,26;

U3 = 6,10;

U4 = 4,52;

U5 = 3,33;

U6 = 2,48;

U7 = 1,83;

U8 = 1,355;

U9 = 1,00.

Передаточное число главной передачи U0 = 6,33.

Определяем величину крутящего момента при максимальной мощности по формуле:

где: ТN – величина крутящего момента при максимальной мощности, Н·м;

Ne max – максимальная мощность двигателя, кВт, Ne max = 136 кВт;

nN – частота вращения двигателя при максимальной мощности, об/мин, nN = 2800 об/мин.

Проверяем соответствие кривых мощности и крутящего момента по нескольким точкам по формуле:

где: Te – крутящий момент при выбранной частоте вращения, Н·м;