Більшість задньопривідних і повнопривідних автомобілів мають коробки передач, які повертають і змінюють крутний момент.Основу таких коробок передач складають конічні пари - все про ці механізми, їх видах, конструкції та роботі, а також правильному виборі та заміні читайте в статті.
Що таке конічна пара?
Конічна пара — вид зубчастої передачі транспортних засобів та іншої техніки, утворений двома конічними шестернями, осі яких розташовані під кутом (як правило, прямим) одна до одної.
У трансмісіях транспортних засобів, тракторів і машин, а також в різному обладнанні часто виникає необхідність змінити напрямок потоку крутного моменту.Наприклад, в автомобілях із заднім приводом крутний момент, який передається карданним валом, перпендикулярний осі осі, і цей потік повинен повертатися на 90 градусів, щоб приводити колеса в рух.У колісних тракторів МТЗ з переднім ведучим мостом напрямок потоку крутного моменту необхідно тричі повернути на 90 градусів, оскільки осі коліс розташовані нижче осі балки стійки.І в багатьох агрегатах, машинах і обладнанні потік крутного моменту повинен повертатися під різними кутами кілька разів.У всіх цих випадках використовується спеціальна зубчаста передача на основі двох конічних шестерень - конічна пара.
Конічна пара виконує дві основні функції:
- Поворот потоку крутного моменту на певний кут (найчастіше 90 градусів);
- Зміна величини крутного моменту.
Перша задача вирішується конструкцією шестерень конічної пари, осі яких розташовані під кутом одна до одної.А друга проблема вирішується використанням шестерень з різною кількістю зубців, в результаті чого утворюється зубчаста передача з тим чи іншим передавальним числом.
Конічні пари відіграють ключову роль у роботі багатьох механізмів трансмісії та інших систем, якщо одна або обидві шестерні зношуються або ламаються, необхідно замінити всю пару.Але перед покупкою нової конічної пари необхідно розібратися в конструкції даного механізму, його існуючих видах, характеристиках і особливостях роботи.
Типи та конструкція конічних пар
Будь-яка конічна пара складається з двох шестерень, що мають форму скосу початкових поверхонь, і пересічних осей валів.Тобто шестерні пари мають конічну форму, і розташовані вони під прямим або різними кутами один до одного.
Конічні пари відрізняються формою зубів і розташуванням шестерень відносно один одного.
Слід зазначити, що шестерні конічної пари в залежності від призначення мають свою назву:
● Привід - це просто шестірня;
● Роб — шестерня.
За формою зубів конічні пари бувають:
● З рівними зубами;
● З вигнутими зубцями;
● З круговими зубами;
● З тангенціальними (косими) зубами.
Шестерні з прямими зубами найпростіші за конструкцією - вони нарізані паралельно осі колеса.Кругові зуби більш складні, вони нарізані по колу певного діаметру.Дотичні (або косі) зуби схожі на прямі зуби, але вони відхилені від осі шестерні.Найбільш складними є криволінійні зуби, недолік яких задається різними формулами (функціями).Така різноманітність форми зубів конічних передач пояснюється відмінностями в навантажувальній здатності передач і їх шуму.Найменше навантажень витримують шестерні з прямими зубами, вони також найбільш шумні.Шестерні з косими зубами менш шумні і працюють плавніше.А найбільші навантаження витримують шестерні з кривими і круглими зубцями, вони також найменш шумні.
За взаємним розташуванням зубчасті пари поділяються на дві великі групи:
● звичайний, із збігом вершин початкових поверхонь шестерень (тобто, якщо уявити собі шестерні у вигляді конусів, то їх вершини будуть сходитися в одній точці);
● Гіпоїдний, зі зміщеними вершинами початкових поверхонь зубчастих коліс.
Конічніпара з круговим зубомГіпоїдна конічна пара з вигнутим зубцем
У першому випадку осі зубчастих коліс розташовані в одній площині, у другому - в одній із площин, осі зміщені.Гіпоїдні передачі можуть складатися тільки з конічних шестерень з косими або вигнутими зубцями, вони мають високу навантажувальну здатність і працюють майже безшумно.
Конічні шестерні можуть виготовлятися одночасно з валом або окремо від нього.Зазвичай вал має шестерні малого діаметра, великі шестерні редукторів ведучого моста мають великий внутрішній отвір для кріплення на корпус диференціала.Зубчасті передачі виготовляють зі спеціальних марок сталі за різними технологіями - точіння і фрезерування, накатка, штампування з наступною накаткою і т. д. Для роботи конічних пар необхідна постійна мастила, а в гіпоїдних передачах використовуються спеціальні марки мастил.
Характеристики та стандартизація конічних передач
З основних характеристик конічних передач слід виділити:
● Передавальне число - розраховується із співвідношення кількості зубів шестерні та колеса (зазвичай лежить в діапазоні від 1,0 до 6,3, хоча може сильно відрізнятися);
● Середній нормальний і зовнішній окружні модулі;
● Геометричні розміри зубчастих коліс.
Існують і інші параметри конічних передач, але в процесі експлуатації або для ремонту коробок передач або інших механізмів вони практично не використовуються.
Слід зазначити, що в Росії характеристики і конструктивні особливості конічних передач стандартизовані, самі шестерні і механізми виготовляються за ГОСТ 19325-73 (загальний для всіх передач на основі конічних передач), 19624-74 (циліндричних передач). ), 19326-73 (передачі з круговими зубами), ГОСТ 1758-81 та ін.
Застосовність конічних пар в транспортних засобах
Конічні шестерні найчастіше використовуються в коробках передач трансмісій транспортних засобів різного призначення:
Конічна пара є однією з основ коробки передач ведучого моста
● Як головна передача в коробках передач ведучих мостів задньопривідних і повнопривідних автомобілів.Як правило, така трансмісія виконується у вигляді пари шестерень різного розміру, одна з яких (ведена) кріпиться безпосередньо на корпусі диференціала.Одноведуча шестерня виконується разом з валом, подвійна — з валом і іншою шестернею (конічної або циліндричної);
● Як верхній і нижній редуктори ведучих передніх мостів колісних тракторів.У верхніх редукторах обидві шестерні можуть мати однакову кількість зубів і розміри, вони виготовлені одночасно зі своїми валами.У нижніх редукторах ведена шестерня виконана великого діаметру і має спеціальну конструкцію для з'єднання з колесом;
● У різних агрегатах трансмісії та інших системах.Конічні пари можуть мати різні конструкції, але в цілому вони відповідають сказаному вище.
Так, автомобіль може мати від однієї (на транспортному засобі з одним ведучим мостом) до трьох (у повнопривідних тривісних автомобілях) і більше (у багатовісних автомобілях з повним приводом) конічних пар, а в тракторах при передньому ведучому мосту є чотири конічні пари, хоча б ще один такий механізм можна використовувати в трансмісії трактора для передачі крутного моменту на вал відбору потужності.
Як правильно вибрати і замінити конічну пару
В процесі експлуатації транспортного засобу конічна пара піддається значним навантаженням - саме через неї весь крутний момент від двигуна подається на ведучу вісь, а також вона піддається вібраціям, ударам і ударам через взаємодію з ін. частин.В результаті з часом зуби шестерень зношуються в місцях контакту, в них можуть з'являтися відколи і затвердіння, а в деяких випадках зуби сколюються повністю.Все це проявляється зношеністю механізму і підвищеним шумом.При підозрі на несправність необхідно розібрати і перевірити механізм, при поломці шестерні замінити конічну пару.Немає сенсу міняти тільки одну з передач, так як в цьому випадку механізм незабаром знову стане джерелом проблем.
На заміну слід брати конічну пару, яка за конструкцією, розмірами і характеристиками відповідає встановленому раніше механізму.При необхідності можна підібрати механізм з іншим передаточним числом, що дозволить підвищити продуктивність автомобіля.Однак таку заміну слід робити обережно і тільки з повною впевненістю, що вона можлива і виправдана - про це може повідомити сам виробник або фахівці.
Заміну конічної шестерні необхідно проводити відповідно до інструкції з ремонту автомобіля або трактора.Зазвичай ця робота вимагає значного втручання в ведучий міст і коробку передач - для заміни шестерень необхідно практично повністю розібрати міст і його окремі механізми.У деяких випадках доведеться замінити підшипники і ущільнювальні елементи - їх слід придбати заздалегідь.При установці передач і складанні коробки передач необхідно використовувати рекомендовані виробником мастила.А після завершення ремонту необхідна невелика обкатка коробки передач.
При правильному підборі і заміні конічної пари відремонтований механізм передачі буде працювати надійно, виконуючи свої функції на всіх режимах.
Час публікації: 13 липня 2023 р