Глава 10 РЕДУКТОР, ДИФФЕРЕНЦИАЛ И ПОЛУОСИ ТРОЛЛЕЙБУСОВ

Общая характеристика наиболее распространенных типов редукторов троллейбусов

Редуктор увеличивает вращающий момент тягового электродвигателя и передает его к дифференциалу и далее на полуоси, расположенные под углом 90° к продольной оси троллейбуса. Редукторы современных троллейбусов имеют постоянное передаточное число. Одновременно с увеличением вращающего момента редуктор уменьшает скорость вращения полуосей и, следовательно, ведущих колес в соответствии с его передаточным числом. Это свойство редуктора позволяет при заданной мощности применять высокооборотные тяговые электродвигатели, обладающие меньшими габаритными размерами и весом.

Редуктор троллейбуса, кроме общих требований долговечности, надежности в эксплуатации,  простоты конструкции и технического обслуживания, а также возможно низкой стоимости, должен удовлетворять некоторым специфическим требованиям и обеспечивать: а) требуемую величину передаточного числа в соответствии с необходимостью наилучшей реализаций тяговых качеств электродвигателя; б) по возможности небольшие габариты по высоте, обеспечивающие передачу необходимых мощностей; в) бесшумность в работе и г) высокий к. п. д.

В тяговых передачах троллейбусов применяются два основных типа редукторов: червячные и шестеренчатые. За последнее время начинают получать заметное распространение так называемые бортовые и ступичные редукторы шестеренчатого типа.

Передаточное число редуктора определяется либо отношением числа зубьев ведомого колеса (или ведомых колес) к числу зубьев ведущего колеса (или ведущих колес), либо отношением числа зубьев червячного колеса к числу ниток (заходов) червяка.

Червяк 1 (рис. 47, а), связанный с карданным валом, вращает червячное колесо 2., жестко соединенное с дифференциальной коробкой 4. Внутри коробки установлен дифференциал, который передает вращающий момент полуосям 3.

В червячном глобоидальном редукторе (рис. 47, б) глобоидальный червяк 1, часто называемый глобоидом, вращает червячную шестерню 2, соединенную с дифференциальной коробкой, как показано на схеме а. От коробки вращающие моменты передаются посредством дифференциала полуосям и далее ведущим колесам.

Червячная передача по сравнению с шестеренчатой при прочих равных условиях обладает следующими преимуществами: а) возможностью осуществления большого передаточного числа при незначительных размерах редуктора; б) большей плавностью и бесшумностью в работе. Наряду с  червячной передаче свойственны существенные недостатки: к. п. д. ее ниже, чем у шестеренчатой передачи, а для понижения трения червячное колесо изготовляют из дорогостоящего и дефицитного цветного металла — бронзы (в большинстве случаев оловянистой). Однако благодаря своим положительным свойствам червячная передача до последнего времени широко применялась на троллейбусах отечественного производства.

Червячные передачи могут иметь верхнее и нижнее расположение червяка. На троллейбусах применяются редукторы с нижним расположением червяка. Это позволяет снизить высоту пола над задним мостом, опустить карданный вал и весь кузов, а следовательно, уменьшить общую высоту

троллейбуса, понизить центр его тяжести. При нижнем расположении червяка создаются более благоприятные условия для смазки и охлаждения червячной пары. Так как зацепление зубьев происходит в масляной ванне.
 

Конические передачи с косым и спиральным зубьями или с гипоидным зацеплением обладают преимуществами перед конической передачей с

прямым зубом. При одинаковых габаритных размерах зубчатых колес они
обеспечивают более бесшумную работу и передачу больших вращающих моментов. Передаточное число при гипоидном зацеплении может быть несколько увеличено по сравнению с обычной конической передачей.

Несмотря на относительную сложность изготовления шестерен со спиральными и особенно с гипоидными зубьями, в последнее время они получили весьма широкое распространение на автомобилях.

Гипоидная передача (рис. 47, д) в отличие от обычной зубчатой конической передачи не имеет взаимного пересечения осей ведущего и ведомого зубчатых колес. Смещение оси ведущей шестерни в гипоидной передаче , автобусов достигает 0,125 диаметра ведомой шестерни. По сравнению с другими зубчатыми передачами она обладает при прочих равных условиях наибольшей плавностью зацепления и большей прочностью зубьев. Нормальное усилие на зуб при гипоидных передачах на 12%, а осевое усилие (при ходе вперед) на 8% меньше, чем при спиральных конических. В них используются большие удельные нагрузки, и поэтому гипоидные передачи требуют применения трансмиссионных масел с высокими антиизносными и противозадирными свойствами. Гипоидная передача получила значительное распространение в легковых автомобилях и все чаще применяется в современных автобусах. Она, безусловно, представляет большой интерес и для троллейбусного транспорта.

Двухступенчатый шестеренчатый редуктор используется в тех случаях, когда требуемое передаточное число не может быть осуществлено одной парой зубчатых колес. Двухступенчатый редуктор обычно состоит из одной пары конических и одной пары цилиндрических шестерен, как это показано на рис. 47, в. Здесь вращающий момент от тягового электродвигателя посредством карданного вала передается на ведущую коническую шестерню 1, связанную зацеплением с ведомой шестерней 2. Ведомая коническая шестерня 2 жестко связана с ведущей цилиндрической шестерней 3. Ведомая цилиндрическая шестерня 4 жестко связана с дифференциальной коробкой

5, внутри , которой расположен механизм дифференциала, распределяющий и передающий вращающие моменты к ведущим колесам посредством полуосей 6. 4

На рис. 47, г показана принципиальная схема двухступенчатого редуктора бортового типа. В этом случае взаимодействие конической передачи, состоящей из шестерен 1 и 2, такое же, как и в предыдущем примере. Далее дифференциал 3, связанный с ведомой конической шестерней 2, передает вращающие моменты полуосям 4, имеющим на своих концах около колес ведущие цилиндрические шестерни 5, связанные зацеплением с ведомыми шестернями 6. Оси 7 ведомых цилиндрических шестерен 6 одновременно являются осями ведущих колес, что и обеспечивает передачу им вращающих моментов. Как видно из рассмотренной схемы двухступенчатого редуктора, его первая ступень в виде конической передачи расположена в центральной части ведущего моста, а вторая ступень разбита на два цилиндрических редуктора, расположенных по бортам троллейбуса непосредственно у ведущих колес.

Преимуществом бортовых редукторов является возможность передачи больших мощностей при незначительных габаритах, позволяющих обеспечить сравнительно низкое расположение пола.

На рис. 47, е показана схема тяговой передачи сочлененного троллейбуса ТС-2.

Тяговый двигатель 1 передает вращающий момент на ведущее колесо 8 троллейбуса посредством карданного вала конической пары шестерен 6 и цилиндрической пары 7. Аналогично передает вращающий момент от тягового двигателя 2 к ведущему колесу 3 через шестерни 4 и 5. Характерной особенностью такой тяговой передачи является отсутствие механического дифференциала. Функции последнего выполняет, так называемый электрический дифференциал.
Выше было указано, что одним из специфических требований, предъявляемых к редукторам, применяемым в троллейбусах, является их бесшумность. Наибольшей бесшумностью обладают червячные и гипоидные передачи. За последнее время достигнута значительная бесшумность и в двухступенчатых шестеренчатых передачах. Это достигается главным образом путем изготовления косозубой, а иногда и гипоидной конической передачи и косозубой или шевронной цилиндрической передачи. Бесшумность в работе редуктора зависит также от качества изготовления и сборки шестерен и от жесткости конструкции ведущего моста.

Весьма важные показателем экономичности редуктора является величина его к, п. д., определяемая потерями на трение между зубьями шестерен, в подшипниках и сальниках, а также на перемешивание масла. Высокое качество термической и механической обработки рабочих поверхностей зубьев шестерен уменьшает потери на трение в них. Шариковые радиально-упорные и роликовые цилиндрические подшипники оказывают меньшее сопротивление вращению по сравнению с коническими роликовыми подшипниками.

В связи с совершенствованием конструкции и технологии изготовления двухступенчатые редукторы получили преимущественное распространение в зарубежных странах и теперь применяются в СССР на троллейбусах нового типа ЗИУ-5.