Гипоидные передачи, применяемые в трансмиссии автомобилей
Содержание:
Свойства гипоидных масел
В смазочных жидкостях, предназначенных для гипоидных передач, должно присутствовать до 3-4 процентов серы. С одной стороны она предупреждает схватывание металлов под воздействием экстремальных нагрузок, а с другой вызывает окисление металлических деталей. Для уравнивания данных процессов требуются уникальные присадки.
Например, особенная добавка под названием MOLYVAN L существенно увеличивает защитные характеристики состава в жестких эксплуатационных условиях. В связи с этим в жидкости для КПП, в том числе гипоидные, а также в моторные масла эту добавку добавляют почти все производители. Концентрация присадки может быть до 5 процентов. Гипоидные трансмиссионные масла, предназначенные для рулевых механизмов и КПП, могут нормально работать при температуре до -30.
Что собой представляет гипоидное масло
Гипоидное масло Агрол
Гипоидным маслом называется смазка, предназначенная для сверхвысоких механических нагрузок. Соответственно, эта жидкость создана для специфических эксплуатационных условий, присущих гипоидным передачам.
Гипоидные передачи передают крутящий момент за счет зацепления пары шестерен, имеющих криволинейные или косые формы зубьев. Эти передачи обладают меньшей шумностью при работе трансмиссий и могут функционировать долгое время без износа, при условии, что для их смазывания будет применяться подходящая жидкость – гипоидное масло.
Между зубьями гипоидных передач площадь зацепления ограничена маленьким пятном контакта, но все усилие сосредотачивается точечно. Благодаря этому удельное давление в конкретной точке сильно возрастает. Это может приводить к образованию задиров, опасных для шестерен. Во избежание этого требуется хорошее гипоидное масло, сохраняющее надежную пленку в местах контакта. За счет этой пленки детали соприкасаются с минимальным коэффициентом трения.
Гипоидная шестерня
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.
|
Положение контактного пятна. |
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.
|
Схемы и тяговые характеристики-трансмиссии с механической коробкой передач ( кривые / и 2 — соответственно тяговые усилия на 1 — й и 2 — й передачах. |
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.
Назначение гипоидных масел
Гипоидная передача
Гипоидные ведущие мосты некоторое время назад начали устанавливаться на все современные автомобили, а производители масел начали выпускать подходящие для них смазочные составы. Для грузовых машин толчком к появлению гипоидных передач послужило возникновение червячных главных передач. Их использовали производители грузовиков большой грузоподъемности.
С 50-х годов прошлого века в зарубежных странах начало развиваться направление масле с универсальными свойствами, которые подходили для всех транспортных средств. В качестве основы выступали стандарты США и Англии, по которым производились гипоидные масла с большой концентрацией фосфора, серы и хлора.
Производители смазок из Германии активно проводили стендовые испытания для получения наиболее стойких к износу масел, которые не были подвержены коррозии. В последние годы производители автомобилей все реже устанавливают гипоидные ведущие мосты, требующие универсальной смазки класса GL-6, поэтому эта жидкость теряет спрос.
При этом появляются новые разновидности масел, подходящие для гипоидных передач, работающих на высоких скоростях. Также появилась комплексная присадка с содержанием фосфора и серы ВИР-1 – ее применяют в разных видах масел. Стендовые испытания подтверждают пригодность данной присадки, работающей под высокими нагрузками и с высокими скоростями, в том числе и с гипоидными передачами.
В автомобилях с гипоидными передачами в основном используется всесезонная жидкость, которая создана для умеренных климатических условий. Гипоидные масла предупреждают абразивный износ поверхностей за счет применения составов вязкостью SAE 90 и более. По характеристикам эти жидкости мало отличаются от традиционных трансмиссионных, за исключением вязкости.
В КПП наиболее сильному износу подвержена зубчатая сцепка червячной, конической и гипоидной передач. В узких точках соприкосновения зубьев шестерен возникает довольно высокая температура. Пленка масла, которой покрыты зубья, подвергается также высокому давлению, высоким скоростям и температурам. Для того, чтобы смазочная жидкость не утрачивала свои первоначальные свойства, а поверхности деталей не изнашивались и зубья шестерен не схватывались, в нее добавляются присадки.
В автомобилях промышленного назначения трансмиссии используются для передачи мощности от мотора колесам или другому узлу. Главное отличие – передаваемая мощность. Все агрегаты делятся на гидравлические и механические. Конструктивно МКПП с гипоидной передачей усилий принципиально не отличается от других коробок.
Коническая гипоидная передача
|
Формы конусности зуба. |
Конические и гипоидные передачи с постоянным радиальным зазором широко применяют в машиностроении. Зубья колеса нарезают двусторонними головками, обе стороны зуба обрабатывают одновременно, дно впадины имеет постоянную ширину. У сопряженной шестерни каждая сторона зуба нарезается отдельно односторонней резцовой головкой, ширина впадины зуба переменная.
Обкатные конические и гипоидные передачи, а также шестерни полуобкатных передач с модулем менее 4 мм обычно нарезают двойным двусторонним способом за один цикл обкатки. Одинарный цикл обкатки характеризуется тем, что направление вращения зуборезной головки соответствует направлению линии зуба обрабатываемой шестерни или колеса. Качание люльки производится снизу вверх при нарезании зубьев шестерни или колеса с правым направлением линии зуба и сверху вниз при обработке шестерни или колеса с левым направлением линии зуба.
Для конических и гипоидных передач допускается комбинирование степеней точности по нормам точности.
Для конических и гипоидных передач с внешним диаметром колеса до 762 мм в качестве режущего инструмента применяют стандартные двусторонние и односторонние зуборезные головки, к резцам которых припаивают твердосплавные пластины. Эти зуборезные головки изготовляют с номинальным диаметром 640, 800 и 1000 мм.
Для обкатных конических и гипоидных передач с модулем более 4 мм применяют двойной цикл обкатки. При этом первую часть обработки — черновое про-резание впадин у обкатных шестерен и колес с углом делительного конуса более 25 — — выполняют комбинированным методом, включающим врезание при установке зуборезной головки ниже точки начала обкатки и последующую обкатку. Если угол делительного конуса менее 25, то черновая обработка зубьев производится только обкаткой. Обкаткой производится также черновая часть цикла при нарезании зубьев шестерен полуобкатных передач.
|
Схемы нарезания зубьев. |
У высоконагруженных конических и гипоидных передач для предотвращения концентрации напряжений дно впадины зубьев целесообразно обрабатывать резцами чистовой головки. В этом случае черновое зубонарезание производят на меньшую глубину, чем чистовое.
В конической гипоидной передаче ( рис. 26, а) вершины конусов колес не совпадают. Зубья колес могут быть косыми и криволинейными.
В конической гипоидной передаче ( рис. 26, о) вершины конусов колес не совпадают. Зубья колес могут быть косыми и криволинейными.
|
Преимущество конической передачи с продольной модификацией. |
Большим преимуществом конических и гипоидных передач с круговыми зубьями является возможность изготовлять зубья с любой бочкообразностью путем незначительного изменения продольной кривизны сопряженных поверхностей зубьев простыми средствами, за счет регулирования образующих диаметров резцовой головки.
В колесах конических и гипоидных передач пластическая деформация вязкого, а иногда твердого материала проявляется в результате ударного приложения нагрузки к зубьям одного или обоих сопряженных колес и имеет вид борозд, от которых металл течет через кромку зуба с образованием волнистого наплыва — заусенцев. На зубьях шестерен гипоидных передач и крайне редко на зубьях колес наблюдается пластическая деформация в виде ряби ( рис. П19) как при вязком материале, так и при цементованной поверхности. Предполагают, что рябь типа б вызвана циклически изменяющейся нагрузкрй на протяжении пребывания зуба в зацеплении. Существует мнение, что такая рябь способствует образованию устойчивой масляной пленки, вследствие чего увеличивается сопротивление изнашиванию при низких скоростях.
При массовом производстве конических и гипоидных передач с ( р 2 5 рекомендуется применять полуобкатные передачи.
Показатели плавности работы конических и гипоидных передач и колес 4 — 8 — й степеней точности выбираются в зависимости от граничных значений номинального коэффициента осевого перекрытия, приведенных выше, и степени точности по нормам контакта, а 9 — 12 степеней точности — независимо от во.
Каким параметрам должно удовлетворять гипоидное масло
Однозначно сказать, каким критериям обязано соответствовать гипоидное трансмиссионное масло, нельзя. Хорошая смазочная жидкость – это та, который подходит под рабочие условия конкретного узла или агрегата. Критерии подбора масла определяются автопроизводителем индивидуально, так как все марки и даже модели авто отличаются между собой.
Каждому авто свойственны конструктивные особенности, поэтому для них нужна смазка определенного класса. Гипоидная передача одной машины по конструкции и рабочим условиям может заметно отличаться от аналогичного по назначению узла другого автомобиля. Здесь важны множественные факторы, среди которых:
- крутящий момент;
- смещение оси;
- скорость вращения;
- сила ударной нагрузки и многое другое.
Таким образом, если для определенного узла жидкость GL- 4 будет оптимальной и рекомендованной, то для другой трансмиссии она может вовсе не подойти. Таким образом, при подборе гипоидного масла изучите руководство по эксплуатации автомобиля.
Редукторэлектродвигатель
KM 063 В — 20.25 — FA1 — SS1 — 71B5 B3 — 0.37-4P / 1
| КМ | 063 В | 20.25 | FA1 | SS1 | 71B5 | B3 | 0.37-4P | / 1 |
| 1 | 2.1; 2.2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| № | Расшифровка | Comments |
|---|---|---|
| 1 | Обозначение серии: КМ | Code for gear units series: KM |
| 2.1 | Типоразмер 050, 063, 075, 090, 110, | Specification code of gear units 050 063 075 090 110 |
| 2.2 | В:2-х ступенчатый
С: 3-х ступенчатый |
1 .B:Means 2 stages 2.C:Means 3 stages |
| 3 | Передаточное соотношение | Speed ratio of reducer i |
| 4 | Отсутствие маркировки означает отсутствие выходного фланца 2.FA,FB,FC,FD,FE(1/2) | 1 .No mark means without output flange
2.FA4 FB4 FC4 FD4 FE(1/2):output Flange and position |
| 5 | Отсутствие маркировки означает отсутствие выходного вала.
SS(1/2) выходной вал на одну из сторон DS — двухсторонний выходной вал. |
1 .No mark means hole output 2.SS(1/2):Single output shaft and position 3.DS:Double output shaft |
| 6 | 1. Габарит входного (двигательного) фланца
2. HS обозначает наличие входного быстроходного вала |
1.Input flange code(63B5s 71В5ч 71B14 ) 2. HS:means shaft input |
| 7 | Вариант расположения (способ монтажа) | Installation position code |
| 8 | 1.Отсутствие маркировки означает отсутствие мотора
2. Мощность электродвигателя и количество полюсов |
1 .No mark means without motor 2.Model motors(poles of power) |
| 9 | Вариант расположения клеммной коробки электродвигателя | Position diagram for motor terminal box default position 1 not to write out is ok |
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
| 1 | Винт с шестигранником | 22 | Корпус | 43 | Подшипник | 64 | Прокладка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | Входной фланец | 23 | Шпонка | 44 | Прокладка | 65 | Подшипник |
| 3 | Муфта сцепления | 24 | Шестерня-вал | 45 | Стопорное кольцо | 66 | шестерня |
| 4 | Стопорное кольцо | 25 | Подшипник | 46 | Манжет | 67 | Шестерня-вал |
| 5 | Подшипник | 26 | Подшипник | 47 | Выходной фланец | 68 | Шпонка |
| 6 | Стопорное кольцо | 27 | Пробка | 48 | Винт с шестигранником | 69 | Пробка |
| 7 | Манжет | 28 | Стопорное кольцо | 49 | Манжет | 70 | Стопорное кольцо |
| 8 | Пробка | 29 | Шестерня-вал | 50 | Стопорное кольцо | 71 | Уплотнительная прокладка |
| 9 | Винт с шестигранником | 30 | Стопорное кольцо | 51 | Подшипник | 72 | Шпонка |
| 10 | Корпус | 31 | Шайба | 52 | Пробка | 73 | Шпонка |
| 11 | Манжет | 32 | Прокладка | 53 | Корпус | 74 | Двухсторонний вал |
| 12 | Винт с шестигранником | 33 | Подшипник | 54 | Пробка | 75 | Шпонка |
| 13 | Крышка | 34 | Винт с шестигранником | 55 | Распорная втулка | 76 | Шпонка |
| 14 | Шпонка | 35 | Корпус | 56 | Шестерня | 77 | Уплотнительная прокладка |
| 15 | Муфта сцепления? | 36 | Пробка | 57 | Шпонка | 78 | Стопорное кольцо |
| 16 | Подшипник | 37 | Подшипник | 58 | Вал с отверстием | 79 | Стопорное кольцо |
| 17 | Стопорное кольцо | 38 | Шпонка | 59 | Подшипник | 80 | Уплотнительная прокладка |
| 18 | Подшипник | 39 | Шестерня-вал | 60 | Стопорное кольцо | 81 | Шпонка |
| 19 | Стопорное кольцо | 40 | Клапан-сапун | 61 | Манжет | 82 | Односторонний выходной вал |
| 20 | Винт с шестигранником | 41 | Табличка | 62 | Манжет | 83 | Шпонка |
| 21 | Пробка | 42 | Пробка | 63 | Стопорное кольцо | 84 | Шпонка |
KM.. (IEC).. / Параметры производительности
| P1n = 0.12; 0.18; 0.25 | P1n = 0.37; 0.55; 0.75 | P1n = 1.1; 1.5; 2.2 | P1n = 3.0; 4.0; 5.5; 7.5 |
Типы смазки и объем заливаемого масла
| Окружающая температура (С?) | ISO Класс Вязкости |
SHELL |
MOBIL |
BP |
Тип смазки | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| KM.. | -10 ~ +40 | VG220 | Shell Omala 220 | Mobil gear 630 | BP Energol GX-XP 220 | Минеральные масла |
| -20 ~ +25 | VG150 VG100 | Shell Omala 100 | Mobil gear 627 | BP Energol GX-XP 100 | ||
| -30 ~ +10 | VG110-46 VG32 | Shell Omala T32 | Mobil D.T.E. 13M | |||
| -40 ~ -20 | VG22 VG15 | Shell Omala T15 | Mobil D.T.E. 11M | BP Energol HLP-HM 15 | ||
| -40 ~ +80 | VG220 | Shell Omala HD220 | Mobil SHC630 | Синтетические масла | ||
| -40 ~ +40 | VG150 | Mobil SHC629 | ||||
| -40 ~ +10 | VG32 | Mobil SHC624 |
| Gear units | Объем заливаемого масла в литрах — (L) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| B3 | B6 | B7 | B8 | V5 | V6 | |
| KM050B | 0.32 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.35 | 0.25 |
| KM050C | 0.48 | 0.46 | 0.45 | 0.48 | 0.52 | 0.46 |
| KM063B | 0.6 | 0.56 | 0.4 | 0.42 | 0.62 | 0.4 |
| KM063C | 1.1 | 1 | 1 | 1.1 | 1.3 | 0.9 |
| KM075B | 0.9 | 0.7 | 0.65 | 0.9 | 1.2 | 0.7 |
| KM075C | 1.5 | 1.5 | 1.45 | 1.5 | 1.8 | 1.45 |
| KM090B | 1.5 | 1.3 | 1.2 | 1.2 | 1.8 | 1.25 |
| KM090C | 2.5 | 2.3 | 2.1 | 2.45 | 2.8 | 2.2 |
| KM110B | 2.5 | 2.2 | 1.9 | 2.1 | 3 | 2 |
| KM110C | 4.7 | 4.5 | 4.3 | 4.7 | 5 | 4.5 |
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
Назначение и устройство гипоидной главной передачи
Главная передача служит для увеличения крутящего момента и изменения его направления под прямым углом к продольной оси автомобиля. С этой целью главную передачу выполняют из конических шестерен.
На автомобилях ГАЗ-53-12 и ГАЗ-24 установлена гипоидная одинарная главная передача, состоящая из ведущей — малой конической шестерни, выполненной вместе с валом, и ведомой — большой конической шестерни. Для достижения бесшумной и плавной работы зубья шестерен — спиральные. Вал малой конической шестерни закреплен на двух конических и одной цилиндрическом подшипниках.
Большая коническая шестерня закреплена на коробке дифференциала и вместе с ней установлена на двух конических подшипниках в картере заднего моста.
Гипоидные передачи по сравнению с простыми обладают рядом преимуществ: они имеют ось ведущего колеса, расположенную ниже оси ведомого, что позволяет опустить ниже карданную передачу, понизить пол кузова легкового автомобиля. Вследствие этого снижается центр тяжести и повышается устойчивость автомобиля. Кроме того, гипоидная передача имеет утолщенную форму основания зубьев шестерен, что существенно повышает их нагрузочную способность и износостойкость.
Но это обстоятельство обусловливает применение для смазки шестерен специального масла (гипоидного), рассчитанного для работы в условиях передачи больших усилий, возникающих в контакте между зубьями шестерен.
На поворотах и на неровной дороге при движении по прямой правые и левые колеса проходят неодинаковый путь. Если в этих случаях колеса заставить вращаться с одной скоростью, то одно из ведущих колес (описывающее меньший путь) должно частично проскальзывать относительно дороги. Чтобы качение ведущих колес происходило без проскальзывания, необходимо иметь механизм, допускающий вращение колес с разными скоростями. Такой механизм называется дифференциалом. На автомобилях применяют шестеренчатый дифференциал, который состоит из крестовины, конических шестерен — сателлитов, полуосевых шестерен и коробки. На цилиндрические пальцы крестовины свободно насажаны сателлиты. Крестовина вместе с сателлитами закреплены в коробке дифференциала и вращение вместе с ним.
Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями правой и левой полуосей. Когда автомобиль движется по прямой и ровной дороге, оба ведущих колеса (правое и левое) встречают равное сопротивление качению, при этом ведомая шестерня главной передачи вращает коробку дифференциала с крестовиной и сателлитами. Сателлиты находятся в зацеплении с правой и левой полуосевыми шестернями, своими зубьями приводят их во вращение с одинаковой скоростью, сателлиты в этом случае вокруг своей оси не вращаются. На поворотах, когда внутреннее колесо встречает большее сопротивление, его вращение замедляется, сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей, в результате чего второе колесо, описывающее большой путь, начинает вращаться быстрее. Учитывая, что ведущие колеса должны в определенных условиях вращаться с неодинаковой скоростью, крутящий момент от дифференциала к колесам должен передаваться через две отдельные полуоси. Каждая полуось соединена с сателлитами дифференциала при помощи полуосевых шестерен.
Полуосевые шестерни своими шлицованными отверстиями насажаны на полуось. Другой конец полуосей соединен либо фланцем со ступицами колес (ГАЗ-53А и ЗИЛ -130), либо с тормозными барабанами (ГАЗ-24 «Волга»).
Шестеренчатый дифференциал состоит из:
1. Полуосевых шестерен.
2. Сателлитов.
3. Крестовин
4. Ведомой шестерни главной передачи.
5. Коробки дифференциала.
