Общие принципы расчёта дифференциала на работоспособность.

В качестве прототипа возьмем дифференциал автомобиля Kia Spectra.

Дифференциал конический, двухсателлитный

Определение нагрузки на зуб сателлита и полуосевых шестерён

Нагрузку на зуб сателлита и полуосевых шестерён определяют из условия, что окружная сила распределена поровну между всеми сателлитами, и каждый сателлит передаёт усилие двумя зубьями. Окружная сила, действующая на один сателлит,

где r1 – радиус приложения силы,

r1 = 0,03 м;

nc – число сателлитов, nc = 2;

Mmax – максимальный момент,

развиваемый двигателем,

Mmax = 130 Н.м;

iТР – передаточное число трансмиссии,

iТР = iКП1* iГП = ;

Кд – коэффициент динамичности,

2,5 > Кд > 1,5, в расчете примем Кд=2.

Рисунок 12 Рассчетная схема дифференциала

Шип крестовины под сателлитом испытывает напряжение среза

Преобразуя формулы, получаем:

где принимаем τср = 120 МПа, и исходя из этого можно найти d:

Шип крестовины под сателлитом испытывает также напряжение смятия:

где принимаем σсм = 60 МПа, исходя из этого находим l1;

Шип крестовины под сателлитом испытывает напряжение смятия в месте крепления в корпусе дифференциала под действием окружной силы:

где радиус приложения силы м;

где принимаем σсм = 60 МПа, и исходя из этого находим l2;

В ходе расчета была определена нагрузка на зубья сателлитов, полуосевых шестерен, крестовину и нагрузки со стороны сателлитов на корпус дифференциала. Нагрузки, рассчитанные с учетом всех допущений, удовлетворяют принятым условия.

Требования, предъявляемые к КПП.

ТРЕБОВАНИЯ К КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ

-обеспечение наилучших тяговых и топливно-экономических свойств

-высокий КПД

-легкость управления

-безударное переключение передач

-бесшумность работы

-невозможность включения одновременно двух передач или передачи заднего хода при -движении вперед

-надежное удержание передач во включенном и нейтральном положениях

-простоту конструкции и небольшую стоимость

-малые габаритные размеры и массу

-удобство обслуживания и ремонта

-надежность конструкции

 

Высокий КПД

В механических ступенчатых коробках передач высокий КПД обеспечивается минимальным числом зацеплений для передач переднего хода (одно для двухвальных и два для трехвальных соосных), высоким качеством изготовления зубьев шестерен, применением подшипников качения, повышением жесткости основных деталей. В гидромеханических коробках передач — применением планетарных механизмов, блокированием гидротрансформатора, мероприятиями, снижающими величину отбора мощности на систему управления. Высокий КПД в рабочем диапазоне передаточных чисел, т.е. при длительном движении, необходимо обеспечить в бесступенчатых или комбинированных передачах.

Минимальные вибрации и шум

Это требование прежде всего относится к коробкам передач легковых автомобилей. Обеспечивается увеличением межосевого расстояния, оребрением картера, уменьшением расстояния между опорами валов, увеличением диаметров валов и другими мерами, повышающими жесткость основных деталей, а также повышением качества изготовления шестерен.

Удобство и легкость управления

Удобство, как и для любого органа управления, определяется обычно двумя факторами: удобным расположением рычага переключения передач (рукоятки контроллера), величиной его полного хода, который не должен превышать 100… 200 мм в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Однако при использовании раздаточных коробок и дополнительных коробок передач (делителей, демультипликаторов) применяют дополнительные органы управления. Часто автоматические коробки передач имеют дополнительные органы управления для изменения режимов переключения передач. Легкость определяется невысокими значениями усилия (не выше 100 Н), необходимого для перемещения рычага переключения передач.

Отбор мощности

В коробках передач отбор мощности предусматривается для привода дополнительного оборудования и осуществляется обычно от дополнительной прямозубой шестерни на промежуточном валу через левый или правый люки в картере коробки передач, к которым присоединяется коробка отбора мощности.

Рис. Основные типы конструкций механических коробок передач:
а — трехвальная девятиступенчатая с демультипликатором грузового автомобиля; б — двухвальная пятиступенчатая легкового автомобиля: 1 — ведущий вал; 2 — ведомый вал; 3 — планетарный демультипликатор; 4 — промежуточный вал; 5 — насос для смазки шестерен и подшипников; 6 — межколесный дифференциал; 7 — главная передача; 8 — ведомая шестерня повышающей (пятой) передачи

Для конструкций современных коробок передач характерно применение включения первой передачи и заднего хода зубчатыми муфтами (рис. а) вместо скользящих шестерен (у коробок передач легковых автомобилей часто первая передача, как и остальные передачи переднего хода, имеет синхронизатор (рис. б), а передача заднего хода выключается выводом из зацепления промежуточной шестерни, что обеспечивает снижение уровня шума).

В коробках передач грузовых автомобилей с дизелем часто применяют дополнительные коробки передач (делители или демультипликаторы — см. рис. а). В коробках передач легковых автомобилей используют комплекс мероприятий для снижения вибраций и шума и, как правило, применяют дополнительную повышающую передачу для улучшения топливной экономичности.