W pochwie mostu napędowego niezależnie od jej budowy zawsze znajdują się dwa podzespoły kierunkujące
i przenoszące moment obrotowy. Są to przekładnia główna i mechanizm różnicowy. W mostach napędowych samochodów ciężarowych i autobusów ponadto montuje się przekładnie boczne - tzw. zwolnice oraz międzyosiowe mechanizmy różnicowe. Będzie o nich mowa w następnych częściach artykułu.
Dziś zajmiemy się przekładniami głównymi. Zacznijmy od podstawowej definicji: Przekładnia główna jest przekładnią zębatą zawsze o przełożeniu zwalniającym, służącą do zwiększenia momentu obrotowego, przenoszonego z silnika przez skrzynkę biegów oraz do przekazania tego momentu na mechanizm różnicowy, a dalej przez półosie na koła napędowe pojazdu.
o Przełożeniem pary kół zębatych nazywa się, stosunek liczby zębów koła napędzanego do liczby zębów koła napędzającego. Dla przełożenia zwalniającego stosunek ten jest zawsze liczbą większą od 1.
W przypadku przekładni ślimakowej przełożenie wyrażone stosunkiem prędkości obrotowej ślimaka do prędkości obrotowej koła ślimakowego (ślimacznicy), równe jest stosunkowi liczby zębów ślimacznicy do liczby zwojów ślimaka.
W zależności od konstrukcji układu napędowego, a precyzyjniej - od usytuowania silnika, przekładnia główna załamuje przebieg momentu obrotowego pod kątem prostym - tak jest w przypadku, gdy oś symetrii wału korbowego silnika ustawiona jest prostopadle do osi symetrii półosi napędowych, albo przesuwa go o pewną odległość - jeśli oś symetrii wału korbowego silnika jest równoległa do osi symetrii półosi napędowych. Pierwsze rozwiązanie występuje we wszystkich samochodach ciężarowych oraz w części osobowych z tzw. klasycznym układem napędowym. Rozwiązanie drugie jest charakterystyczne dla pojazdów osobowych z silnikiem umieszczonym poprzecznie
z przodu i napędzającym koła przednie.
Ze względu na liczbę współpracujących kół zębatych, a więc i na liczbę przełożeń, jakim podlega moment obrotowy doprowadzony do mostu, przekładnie główne można podzielić na pojedyncze i podwójne.
Przekładnia pojedyńcza może być rozwiązana za pomocą jednej pary kół:
- walcowych - jest to przekładnia główna walcowa. Wyróżnia się w niej małe koło przekładni - napędzające, oraz duże koło przekładni - napędzane. Zastosowanie głównie w samochodach osobowych
z napędem przednim z silnikiem umieszczonym poprzecznie oraz jako drugi zespół kół w przekładni podwójnej (rys. 1);
- ślimakowych - jest to przekładnia ślimakowa. Wyróżnia się w niej koło napędzające – ślimak oraz koło napędzane – ślimacznicę. Przekładnia ślimakowa ma bardzo wąskie zastosowanie głównie do konstrukcji specjalnych ze względu na bardzo duże tarcie wewnętrzne. Charakteryzuje się jednak bardzo dużą wartością przełożenia (rys. 2).
- stożkowych - jest to przekładnia stożkowa. Wyróżnia się w niej koło zębate napędzające na wałku atakującym - zębnik i koło zębate napędzane - koło talerzowe(rys. 3 a i b).
<003a.jpg>
<003b.jpg>
Linie zębów kół przekładni stożkowej mogą być:
- łukowo-spiralne, typu Fiat Mamanno;
- łukowo-kołowe, typu Gleason;
- łukowo-ewolwentowe, typu Klingelnberg;
- łukowo-eloidalne, typ[u Oerlikon.
W większości przypadków zastosowanie mają dwa pierwsze rozwiązania.
Wadą przekładni jest stosunkowo wysoki poziom emisji hałasu oraz występowanie sił wzdłużnych o dużej wartości i kierunku zależnym od kierunku obrotów wałka napędowego. Przy konstrukcji stożkowych przekładni głównych przestrzega się więc zasady, że kierunek linii zęba musi być przeciwny do kierunku obrotu koła, dzięki czemu powstająca siła osiowa jest skierowana na zewnątrz przekładni. Oznacza to, że podczas pracy przekładni koła odpychają się od siebie, co powoduje między innymi powstawanie znacznych sił promieniowych w ułożyskowaniu zębnika. Pozwala to jednak na uniknięcie ryzyka zakleszczenia przekładni.
Koła zębate przekładni stożkowej mogą być ustawione względem siebie w dwóch różnych konfiguracjach:
- o osiach symetrii przecinających się (rys. 3a);
- o osiach symetrii przesuniętych , tzw. przekładnie hipoidalne (rys. 3b).
Przekładnie hipoidalne są szeroko rozpowszechnione, zwłaszcza w jednostopniowych mostach napędowych. W przekładni takiej oś zębnika jest przesunięta o pewien odcinek względem osi symetrii koła talerzowego, poniżej lub powyżej tej osi (przesunięcie ujemne lub dodatnie).Odcinek ten nazywany jest przesunięciem hipoidalnym. Jest to tzw. przekładnia wichrowata. Dla przekładni hipoidalnych obowiązują takie same zasady doboru kierunku linii zęba, jak dla przekładni stożkowych o osiach przecinających się. Przekładnia hipoidalna jest obecnie szeroko stosowana ze względu na swoje szczególne cechy:
- dzięki wydłużeniu czynnej długości zębów przekładnia ma zdolność do przenoszenia znacznie większych obciążeń, aniżeli przekładnia stożkowa o takich samych wymiarach;
- przy przenoszeniu obciążeń o porównywalnej wielkości cechuje się większą trwałością;
- przy zachowaniu obciążeń i trwałości na poziomie jak dla przekładni stożkowej istnieje możliwość zmniejszenia wymiarów, szczególnie koła talerzowego;
- przy przesunięciu ujemnym następuje obniżenie środka ciężkości pojazdu i możliwość obniżenia ramy pojazdu, szczególnie istotne w przypadku autobusów niskopodłogowych;
- przy przesunięciu ujemnym warunki smarne przekładni bardzo się poprawiają, szczególnie smarowanie łożysk wałka atakującego;
- przy przesunięciu dodatnim wzrasta możliwość prześwitu poprzecznego samochodu przeznaczonego do poruszania się w terenie;
- uproszczeniu ulega możliwość wyprowadzenia napędu na kolejne osie w układzie tandem lub tridem;
- przy przesunięciu dodatnim warunki smarne przekładni maleją, dlatego stosuje się smarowanie ciśnieniowe;
- ze względu na występowanie poślizgu wzdłużnego zębów przekładnię cechuje znaczna cichobieżność.
Prawidłowa współpraca elementów przekładni głównej polegająca na właściwym poziomie zazębienia zębnika i koła talerzowego realizowana jest za pomocą takiego sposobu ułożyskowania, który umożliwi łatwość wykonania regulacji i obsługi.
<005a.jpg>
<005b.jpg>
<005c.jpg>
Koło talerzowe mocowane jest do obudowy mechanizmu różnicowego przy pomocy drobnozwojowych śrub pasowanych o zwiększonej wytrzymałości, a w konstrukcjach samochodów użytkowych nitowane nitami stalowymi na gorąco. Samo ułożyskowanie obudowy mechanizmu różnicowego realizowane jest za pomocą dwóch łożysk stożkowych. Ich pierścienie wewnętrzne są osadzone na czopach korpusu mechanizmu różnicowego, natomiast pierścienie zewnętrzne w gniazdach łba mostu napędowego z przykręcanymi mostkami. Z obu stron łożyska zamknięte są specjalnymi nakrętkami z zabezpieczeniem. Rola nakrętek sprowadza się do kasacji luzu łożysk oraz możliwości poosiowego przesuwania mechanizmu różnicowego wraz z kołem talerzowym tak, aby wyregulować luz międzyzębny przekładni głównej. Przykład przedstawia rysunek 4.
Zębnik w zależności od wielkości konstrukcji może być ułożyskowany
w różnoraki sposób. Ułożyskowanie musi jednak zapewniać uzyskanie podobnych cech regulacji, jak w przypadku koła talerzowego. Realizuje się to najczęściej poprzez stosowanie odpowiednich podkładek dystansowych i dokręcanie nakrętek. Regulując ustawienie osiowe zębnika i koła talerzowego należy tak ustawić koła, aby wartości luzów międzyzębnych były zgodne z zaleceniami fabrycznymi dla danej przekładni. Zwykle wynoszą one 0,1 - 0,35 mm. Na rysunkach 5 a, b, c przedstawiono kilka przykładów łożyskowania zębnika.
Należy przy tym zwrócić uwagę na dodatkowe ułożyskowanie wałka atakującego za stożkowym kołem zębatym (rys. 5c). Takie rozwiązanie stosuje się często w większych konstrukcjach dla przeciwdziałania siłom wzdłużnym koła talerzowego, które opisano wcześniej. Zębnik wraz z łożyskami osadzony jest w głowicy mostu napędowego, a czasem w osobnej tulei przykręcanej do głowicy. Zblokowana głowica umożliwia dokonywanie czynności regulacyjnych luzu przekładni na stole warsztatowym. Wystarczy tylko wysunięcie półosi z kół koronowych mechanizmu różnicowego i odkręcenie łba od pochwy mostu napędowego.
Warto przy omawianiu stożkowych przekładni głównych zwrócić uwagę, że przekładnie takie czasem załamują przebieg momentu obrotowego pod kątem innym niż 90 stopni. Na rysunku 6 przedstawiono przykład przekładni głównej mostu portalowego autobusu ze skośnym doprowadzeniem momentu obrotowego.
Stożkowa przekładnia główna zblokowanego układu napędowego zamknięta jest zazwyczaj w osobnej przegrodzie korpusu skrzyni biegów. Zębnik przekładni jest osadzony na zakończeniu wałka wyjściowego skrzynki biegów. Zamocowanie koła talerzowego i sposoby regulacji luzów są podobne jak omówione wcześniej. W zblokowanych układach napędowych zazwyczaj stosuje się przekładnie hipoidalne. Przykład ilustruje rysunek 7.
W zblokowanym układzie napędowym z silnikiem umieszczonym poprzecznie występuje przekładnia główna walcowa. Specyficzne umiejscowienie kół walcowych tej przekładni uniemożliwia regulację luzu międzyzębnego. Jego wartość jest więc stała.
Przekładnie podwójne wykonane są najczęściej jako zespół szeregowo połączonych przekładni stożkowej
i walcowej albo stożkowej i obiegowej. Będzie o nich mowa w następnym artykule.
Opracował:
mgr inż. Ireneusz Kulczyk
Komentarze (0)