Finalidade, dispositivo e princípio de funcionamento da engrenagem principal. Disposições Gerais

Quando o carro está em movimento, o torque é transmitido de e, através da engrenagem principal e diferencial, para as rodas motrizes. permite aumentar ou diminuir o torque transmitido e ao mesmo tempo reduzir e aumentar consequentemente a velocidade de rotação das rodas. A relação de transmissão na marcha principal é selecionada de forma que o torque máximo e a velocidade de rotação das rodas motrizes estejam nos valores mais adequados para um determinado veículo. Além disso, o impulso final é muitas vezes o objeto de ajuste do carro.

Dispositivo de direção final

Na verdade, a engrenagem principal nada mais é do que uma engrenagem redutora, na qual a engrenagem motriz é conectada ao eixo de saída da caixa de câmbio, e a engrenagem acionada é conectada às rodas do carro. De acordo com o tipo de conexão de engrenagem, as engrenagens principais diferem nos seguintes tipos:

• cilíndrico - na maioria dos casos é utilizado em veículos com disposição transversal e caixas de câmbio e tração dianteira;
• cônico - raramente é utilizado, pois apresenta grandes dimensões e alto nível de ruído;
• hipóide - o tipo mais popular de tração final, usado na maioria dos carros com tração traseira clássica. A transmissão hipóide é pequena em tamanho e baixo ruído;
• worm - praticamente não utilizado em automóveis devido à laboriosidade de fabricação e alto custo.

Também é importante notar que os veículos com tração dianteira e traseira têm disposições de tração final diferentes. Em veículos de tração dianteira com uma disposição transversal da caixa de câmbio e unidade de força, a transmissão final cilíndrica está localizada diretamente na caixa da caixa de câmbio.

Em carros com tração traseira clássica, a tração final instalado na carcaça do eixo motor e é conectado à caixa de engrenagens por meio de. A funcionalidade da transmissão hipóide de um carro com tração traseira também inclui uma rotação de 90 graus devido às engrenagens cônicas. Apesar dos diferentes tipos e localizações, o objetivo da unidade final permanece o mesmo.

Carro diferencial

Carro diferencial na maioria das vezes combinado com a engrenagem principal e localizado, respectivamente, na caixa da caixa de velocidades ou na caixa do eixo traseiro. No entanto, um diferencial também pode ser instalado entre os eixos de tração de um veículo com tração nas quatro rodas. O diferencial é e se divide nos seguintes tipos:

• chanfrado - na maioria dos casos é instalado junto com a engrenagem principal entre as rodas de um eixo motriz;
• cilíndrico - mais frequentemente usado para desacoplar os eixos dianteiros de veículos com tração nas quatro rodas;
• sem-fim - é universal e é instalado tanto entre as rodas quanto entre os eixos motores.

O principal objetivo do diferencial é distribuir o torque entre as rodas do carro e alterar sua frequência de rotação em relação umas às outras. Por exemplo virar o carro sem diferencial seria simplesmente impossível, uma vez que ao girar, a roda externa deve necessariamente girar em uma frequência mais alta do que a interna.

Os diferenciais são simétricos e assimétricos. O diferencial simétrico transmite torque igual para ambas as rodas e é mais frequentemente instalado em conjunto com o comando final. Um diferencial assimétrico permite a transmissão de torque em diferentes proporções e é definido entre eles.

O diferencial consiste em uma carcaça, engrenagens de pinhão e engrenagens laterais. O corpo geralmente é alinhado com a engrenagem acionada do comando final. As engrenagens do pinhão desempenham o papel de uma engrenagem de redução planetária e conectam as engrenagens laterais à caixa do diferencial. As engrenagens de meio eixo (sol) são conectadas às rodas motrizes por meio de semieixos em juntas estriadas.

Com todas as vantagens do diferencial mais simples também há uma desvantagem... O fato é que a velocidade pode ser distribuída às rodas não apenas em uma proporção, por exemplo, 50/50, 40/60 ou 35/65, mas também 0/100. Ou seja, absolutamente todo o torque pode ser transmitido para uma roda do carro, enquanto a segunda roda ficará absolutamente estática. Isso acontece se o carro ficar preso na lama ou no gelo.

Porém, os diferenciais modernos são mais perfeitos e praticamente desprovidos dessa desvantagem. Muitos diferenciais têm travas automáticas ou manuais rígidas. Além disso, os automóveis de passageiros modernos com tração nas quatro rodas são equipados com um sistema de controle de estabilidade, que se baseia na distribuição ideal de torque entre os eixos e as rodas individuais, dependendo da trajetória.

Os modelos de carros modernos, via de regra, possuem vários motores em seu arsenal - a gasolina e a diesel. Os motores diferem em potência, torque e velocidade do virabrequim. Diferentes caixas de câmbio também são usadas com diferentes motores: mecânica, robô, variador e, claro, automático.

A adaptação da caixa de câmbio a um determinado motor e veículo é feita por meio da marcha principal, que possui uma relação de marcha específica. Esse é o objetivo principal da engrenagem principal do carro.

Estruturalmente, a engrenagem principal é um redutor, que proporciona um aumento do torque do motor e uma diminuição da velocidade das rodas motrizes do veículo.

Em veículos com tração dianteira, a tração final está localizada junto com o diferencial na caixa de câmbio. Em um carro com tração traseira, a engrenagem principal é colocada na carcaça do eixo motor, onde, além dela, há um diferencial. A posição da marcha principal em veículos com tração nas quatro rodas depende do tipo de tração, portanto, pode ser tanto na caixa de câmbio quanto no eixo motriz.

Dependendo do número de estágios de engrenagem, a engrenagem principal pode ser simples ou dupla. Um único comando final consiste em uma transmissão e uma engrenagem acionada. O comando final duplo consiste em dois pares de engrenagens e é usado principalmente em caminhões onde é necessário um aumento na relação de transmissão. Estruturalmente, o comando final duplo pode ser central ou bipartido. O comando final central é organizado em uma carcaça de eixo motriz comum. Em uma engrenagem dividida, os estágios de engrenagem são espaçados: um está localizado no eixo motor, o outro está no cubo das rodas motrizes.

O tipo de conexão de engrenagem determina os seguintes tipos de transmissão principal: cilíndrica, cônica, hipóide, engrenagem sem-fim.

Comando final cilíndrico usado em veículos com tração dianteira, onde o motor e a caixa de câmbio estão localizados transversalmente. A transmissão usa engrenagens com dentes chanfrados e chevron. A relação de engrenagem da transmissão principal cilíndrica está na faixa de 3,5-4,2. Um aumento adicional na relação de transmissão leva a um aumento no tamanho e no nível de ruído.

Nos projetos modernos de uma transmissão mecânica, vários eixos secundários (dois ou até três) são usados, cada um com sua própria engrenagem principal. Todas as engrenagens de acionamento combinam com uma engrenagem acionada. Nessas caixas, a engrenagem principal tem várias relações de transmissão. A engrenagem principal da caixa de engrenagens robótica DSG é organizada da mesma maneira.

Em veículos com tração nas rodas, a marcha principal pode ser substituída, o que é parte integrante do ajuste da transmissão. Isso leva a uma dinâmica de aceleração aprimorada do veículo e a redução do estresse na embreagem e na caixa de câmbio.

Os comandos finais chanfrados, hipóides e sem-fim são usados ​​em veículos com tração traseira, onde o motor e a caixa de câmbio são paralelos ao movimento e o torque deve ser transmitido ao eixo de tração em um ângulo reto.

De todos os tipos de engrenagem principal dos carros com tração traseira, a mais exigida é impulso final hipóide, que se distingue por uma carga menor no dente e um baixo nível de ruído. Ao mesmo tempo, a presença de deslocamento na engrenagem das engrenagens leva a um aumento do atrito de deslizamento e, consequentemente, a uma diminuição da eficiência. A relação de transmissão da engrenagem principal hipóide é: para carros 3,5-4,5, para caminhões 5-7.

O comando final chanfrado é usado onde as dimensões gerais não são importantes e o nível de ruído não é limitado. Devido à laboriosidade de fabricação e ao alto custo dos materiais, a engrenagem principal sem-fim praticamente não é utilizada no projeto da transmissão do carro.

O objetivo principal da engrenagem principal é aumentar o torque do motor e reduzir o torque das rodas motrizes. Se o carro tem tração dianteira, o GP está na caixa de câmbio ao lado do autobloqueio (diferencial).

Se as rodas motrizes da máquina estiverem atrás, o TP é instalado na carcaça do eixo motriz. Um autobloqueio também está instalado ali. No modelo de tração integral, a transmissão depende do tipo de tração. O GP está localizado na caixa de engrenagens ou na carcaça do eixo motriz.

Variedades do dispositivo

Os GPs diferem no número de estágios de engrenagem. Existem os seguintes tipos de engrenagem principal.

1. Solteiro... Consiste em uma engrenagem motriz e outra motriz.
2. Dobro... Tem quatro engrenagens. Este tipo é instalado em caminhões, pois precisam de uma relação de transmissão maior.

Double é central e separado. O central está localizado na carcaça do eixo motriz, e o separado está localizado no cubo da roda motriz e eixo. O GP difere no tipo de conexão dos dentes:

• cilíndrico;
• hipóide;
• verme;
• canônico.

A essência do funcionamento do GP é simples: se o carro está em movimento, o torque do motor é transmitido para a caixa de marchas e, por meio de uma transmissão e autobloqueio, para os eixos de transmissão da máquina . Como resultado, o GP altera diretamente o torque transmitido às rodas do carro, portanto, com o auxílio dele, a dinâmica de rotação das rodas também muda.

A principal característica é a relação de transmissão. O parâmetro mostra a relação entre o número de dentes da engrenagem acionada e a engrenagem motriz. Se for mais alto, o carro ganha velocidade máxima muito rapidamente. No entanto, o índice de maior velocidade diminui.

Reduzir a relação de transmissão aumenta a maior dinâmica, o carro ganha velocidade mais lentamente. Para um determinado modelo, a relação de transmissão é selecionada levando em consideração as características técnicas do motor, caixa de engrenagens, dimensões das rodas, sistema de freio, etc.

Como funciona o GP?

Em que consiste a engrenagem principal:

• engrenagem cônica;
• roda cônica.

A engrenagem é a parte motriz (o impulso da caixa de câmbio e o motor está ligado a ela), e a roda é o elemento acionado (ela recebe o impulso da roda dentada e o transmite em um ângulo de 90 °).

As engrenagens são feitas com dentes em forma de espiral, por isso sua dureza e número aumentam. Ao mesmo tempo, eles são intertravados e as engrenagens funcionam suavemente e sem ruído.

Além de uma transmissão de engrenagem cônica com eixos que se cruzam, a máquina usa uma transmissão hipóide. Aqui, os dentes têm um determinado desenho e o eixo de uma pequena engrenagem cônica. Ele é deslocado para baixo em relação ao centro da marcha maior por uma certa distância.

Isso permite posicionar o cardan cada vez mais baixo a altura da parte superior convexa do túnel para a localização do poço na parte inferior da carroceria, aumentando assim a área do interior do veículo.

Torna-se possível reduzir ligeiramente o centro de gravidade da máquina e aumentar sua estabilidade. A engrenagem hipóide tem uma suavidade significativa, alta resistência dentária e resistência ao desgaste.

Requisitos primários

O GP consiste em 2 engrenagens. O líder tem um tamanho menor, embora seja conectado ao eixo de saída da caixa de engrenagens. A engrenagem acionada é maior que a engrenagem dianteira e interage com o diferencial e as rodas da máquina. Os principais requisitos para a transferência:

• o menor nível de ruído e vibração durante a operação;
• a menor milhagem de gás;
• aumento da eficiência;
• fornecimento de parâmetros de tração e velocidade aumentados;
• capacidade de fabricação;
• as menores dimensões (para aumentar a distância ao solo e diminuir o nível do fundo de um carro);
• menos peso;
• força aumentada;
• manutenção mínima.

É possível aumentar a eficiência da transmissão aumentando a qualidade dos dentes das duas engrenagens e aumentando a resistência das peças, bem como utilizando rolamentos no projeto.

É necessário reduzir ao máximo a vibração e o ruído durante a operação para os redutores de marcha do carro. Para isso, vale a pena fornecer uma boa lubrificação dos dentes. Isso aumentará a precisão de fixação das rodas dentadas e aumentará o diâmetro dos eixos. Também vale a pena realizar outras medidas que aumentem a confiabilidade das partes do mecanismo.

Engrenagem cilíndrica

Ele é instalado em veículos de tração dianteira com motor e caixa de câmbio horizontais. Aqui são utilizadas engrenagens, que possuem dentes em divisa e dentes irregulares. A relação de transmissão é 3,5 - 4,2.

GP em veículos com tração traseira

Outros tipos de engrenagem principal são instalados nos carros com tração traseira, já que o motor com a caixa de câmbio é paralelo ao curso e o torque é fornecido ao eixo motriz verticalmente.

Em carros com tração traseira, é mais frequentemente instalada uma engrenagem hipóide, que tem menos carga no dente e cria um grau mínimo de ruído. Durante a operação, a eficiência diminui, uma vez que os suportes da engrenagem compensada aumentam o coeficiente de atrito deslizante.

Em carros com caixa de engrenagens hipóide, a relação de engrenagem é 3,5 - 5,4, nos caminhões 5 - 7. Esta engrenagem difere da cilíndrica: o eixo do eixo não se cruza com a engrenagem, porque o formato permite que o cardan seja abaixado e a folga da carroceria reduzida, o que leva à máxima estabilidade do veículo.

Se o proprietário do carro não estiver interessado no tamanho e no grau de ruído, uma GPU canônica é usada. A engrenagem helicoidal é instalada muito raramente, uma vez que sua produção exige muita mão-de-obra e é cara.

Para o funcionamento normal dos elementos de fricção e dentes, é necessária lubrificação. Óleo especial é derramado no cárter ou no eixo traseiro. Seu nível deve ser controlado para garantir a operação estável dos elementos da máquina.

Vantagens e desvantagens

Qualquer tipo de conexão dentária tem prós e contras.

Pontos positivos e negativos:

1. Cilíndrico... A maior relação de transmissão é limitada a 4,2. Um aumento adicional na proporção do número de dentes levará a um aumento no tamanho da transmissão e um aumento no ruído.
2. Hypoid. Destaca-se por sua baixa carga dentária e baixo nível de ruído. Porém, devido ao deslocamento na fixação das engrenagens, o atrito de deslizamento aumenta e a eficiência diminui, mas ao mesmo tempo torna-se possível baixar o cardan até a altura mais baixa.
3. GP cônica... Raramente é usado devido às suas grandes dimensões e alto nível de ruído.
4. Verme... Na verdade, não é utilizado devido ao alto custo.

Cuidados necessários

Quaisquer engrenagens do acionamento principal e autoblocante precisam de lubrificação e cuidados. Apesar do fato de que todos os elementos da GPU e da unidade de autobloqueio parecem peças de ferro poderosas, eles ainda têm seu próprio recurso de durabilidade. Por causa disso, os conselhos sobre partidas repentinas e frenagem, engate brusco da embreagem e outras cargas do veículo permanecem relevantes hoje.

Todos os elementos de fricção e dentes da engrenagem devem ser lubrificados regularmente. Por causa disso, um óleo especial é derramado no cárter, cujo nível às vezes deve ser verificado.

O óleo no qual as engrenagens funcionam pode vazar por meio de conexões fracas e retentores desgastados.

O comando final com espaçamento duplo é usado em caminhões pesados ​​quando a relação de transmissão é I0 ≥ 11 e em veículos polivalentes para obter a distância ao solo necessária.

Vantagens transmissão:

A relação de transmissão da transferência pode chegar a 20 ... 30;

Dimensões e peso menores do diferencial do eixo transversal e o diâmetro dos semi-eixos;

Parte central compacta do eixo motor, importante para obter um nível de piso rebaixado e o centro de massa do veículo, bem como para garantir a distância ao solo necessária;

Possibilidade de ajuste da relação de transmissão final sem alterar a parte central do eixo motriz;

Os comandos finais e redutores de roda carregam apenas parte da carga no eixo de tração.

Imperfeições transmissão:

Alta intensidade de trabalho do serviço;

Complicação e aumento do custo da estrutura em comparação com o duplo comando final central devido ao grande número de peças;

Um aumento nas massas não suspensas (especialmente com suspensão independente da roda).

Na maioria das vezes, uma engrenagem principal espaçada consiste em uma caixa de engrenagem central (engrenagem cônica ou hipóide) e uma caixa de engrenagem de roda (ou final). Este esquema é usado tanto com uma carcaça de eixo rígida (com suspensão de roda dependente) e no caso de um eixo de tração articulado, quando a caixa de câmbio central está localizada na carroceria (ou no chassi) do carro e está conectada à roda engrenagens por engrenagens cardan (com suspensão independente da roda).

Os redutores de roda usados ​​na construção de automóveis podem ser com eixo fixo ou planetário. Seus esquemas principais são mostrados na Fig. 6,12. As mais difundidas são as caixas de engrenagens feitas de acordo com os esquemas da Fig. 6.12, a, c, d. Caixas de engrenagens esquematicamente mostradas na fig. 6.12, a, b, c, g, têm eixos de eixo fixos e o resto são mecanismos planetários. Em caixas de câmbio (Fig. 6.12, aib), a engrenagem motriz pode ser localizada abaixo do eixo da engrenagem acionada, o que permite baixar o nível do piso na carroceria do carro.

A lubrificação das peças das engrenagens das rodas é feita espirrando óleo em seus cárteres.

A determinação dos parâmetros das engrenagens dos redutores de roda, a escolha dos rolamentos e o cálculo dos eixos são realizados utilizando os mesmos métodos das caixas de engrenagens. Os materiais usados ​​para a fabricação de engrenagens e eixos também são semelhantes.

Ao desenvolver eixos de tração com engrenagens, um princípio de design modular é aplicado. Assim, ao alterar os pares de engrenagens na caixa de engrenagens da roda planetária, é possível alterar a relação de engrenagem total da engrenagem principal com uma relação de engrenagem constante na caixa de engrenagens central, ou seja, recebem uma família de eixos motores de vários tamanhos padrão.

Diferenciais

Informação geral

Um diferencial é um mecanismo de transmissão que desempenha a função de distribuir o torque que lhe é fornecido entre as rodas ou eixos e permite que os eixos acionados girem na mesma ou em diferentes velocidades angulares, cinematicamente interligados.

Além dos requisitos técnicos gerais para todos os mecanismos de transmissão, um requisito é imposto aos diferenciais - eles devem distribuir o torque entre as rodas ou eixos em uma proporção que proporcione o melhor desempenho para o carro (força máxima de tração, estabilidade e controlabilidade).

Para aumentar a força de tração do carro, é necessário distribuir o torque às rodas proporcionalmente à carga na roda e ao coeficiente de aderência. Com valores diferentes do coeficiente de aderência sob as rodas dos lados direito e esquerdo, as forças de tração nas laterais serão diferentes, resultando em um momento dessas forças em relação ao eixo vertical que passa pelo centro de massa do veículo, prejudicando sua estabilidade e controlabilidade. Para garantir uma boa estabilidade de movimento, é necessária a igualdade das forças de tração nas rodas dos lados direito e esquerdo. Com diferentes valores do coeficiente de adesão sob as rodas, isso levará a uma limitação das forças de tração em todas as rodas pela força de tração na roda com capacidades de adesão mínimas e, como consequência, a uma deterioração na propriedades de tração do veículo. A contradição observada quase sempre é resolvida em favor do aumento das propriedades de tração do veículo.

Deve-se notar que o diferencial não afeta a relação de transmissão geral do veículo. Ele garante que as rodas motrizes rolem sem escorregar nas curvas e ao dirigir em estradas irregulares.

A marcha principal é projetada para aumentar o torque que lhe é fornecido e transmiti-lo através do diferencial e acionamento às rodas motrizes do carro em um ângulo de 90 graus, bem como garantir sua velocidade máxima de deslocamento.

Para veículos com tração dianteira, a transmissão final e o diferencial estão localizados na caixa da caixa de câmbio. O motor desses carros não está localizado ao longo, mas ao longo do eixo de movimento, o que significa que inicialmente o torque do motor é transmitido no plano de rotação das rodas. Porém, a função de aumentar o torque e distribuí-lo ao longo dos eixos das rodas permanece inalterada neste caso.

O princípio de funcionamento da engrenagem principal

O torque do virabrequim do motor é transmitido através da embreagem, caixa de engrenagens e eixo da hélice para um par de engrenagens helicoidais que estão em malha constante.

roda de transmissão de torque

Arroz. 2

Ambas as rodas irão girar na mesma velocidade angular. Mas, neste caso, virar o carro é impossível, pois as rodas devem percorrer uma distância desigual durante esta manobra! Se você pegar um carrinho de brinquedo, no qual as rodas traseiras são conectadas por um eixo rígido, e

enrole-o um pouco no chão, o parquet da sua casa pode sofrer danos notáveis. A cada volta do carrinho, uma de suas rodas certamente escorregará e deixará uma marca preta atrás de si. Vamos dar uma olhada nas pegadas deixadas pelas rodas molhadas de qualquer carro real nas curvas. Olhando para essas trilhas com interesse, você pode ver que a roda externa do centro de rotação percorre um caminho muito mais longo do que a interna. Se o mesmo número de voltas fosse transmitido para cada roda, girar o carro, sem marcas pretas no "parquete", seria impossível. Conseqüentemente, um carro de verdade, ao contrário de um carro de brinquedo, tem um certo mecanismo que lhe permite fazer curvas sem "puxar" rodas de borracha no asfalto. E esse mecanismo é chamado de diferencial.