Анализ конструкции и методика расчета автомобиля ВАЗ-2105

,

где PI, РII, РIII, . , Рn — эквивалентные нагрузки на подшипник на каждой передаче при долговечности соответственно

LI; LII, LIII ., Ln; ,

Li = Si / (2`

0;rк uтр ∙ 106),

где Si — пробег автомобиля на каждой передаче; uтр — передаточное число части трансмиссии от вала, на котором установлен подшипник, до вала ведущего колеса автомобиля).

Динамическая грузоподъемность подшипника

.

1.3 Главная передача

Задний мост: 1 – полуось;2 – болт крепления колеса;3 – направляющий штифт;4 – маслоотражатель; 5 – тормозной барабан; 6 – подшипник полуоси;7 – запорное кольцо;8 – фланец балки заднего моста;9 – сальник полуоси;10 – балка заднего моста;11 – пластина крепления подшипника;12 – щит заднего тормоза; 13 – направляющая полуоси;14 – регулировочная гайка;15 – подшипник коробки дифференциала;16 – крышка подшипника; 17 – сапун;18 – сателлит;19 – ведомая шестерня; 20 – шестерня полуоси;21 – регулировочное кольцо ведущей шестерни;22 – распорная втулка;23 – подшипники ведущей шестерни;24 – сальник;25 – грязеотражатель;26 – фланец; 27 – маслоотражатель;28 – картер, редуктора заднего моста;29 – ведущая шестерня; 30 – ось сателлитов; 31 – регулировочная шайба; 32 – коробка дифференциала.

Из всех типов конических главных передач наиболее распространена передача со спиральным, в большинстве случаев круговым зубом, выполненным по дуге окружности, диаметр которой определяется диаметром резцовой головки.

Коническая главная передача с круговым зубом впервые была применена в 1913 г. с целью уменьшения размеров, снижения высоты пола, а следовательно, центра масс легкового автомобиля и увеличения прочности зубьев главной передачи.

Передаточное число конической передачи urГП = z2/zl. Число зубьев колеса

z2 = Dω cosβ2 / mn. Число зубьев шестерни

z1 = dω cosβ1 / mn.

Здесь Dω — начальный диаметр колеса; dω — начальный диаметр шестерни; mn — нормальный модуль;

β1, β2 — углы наклона зубьев соответственно шестерни и колеса.

Углом наклона зуба является угол между образующей начального конуса и касательной к зубу в точке пересечения с этой образующей. Так как нормальные модули и углы наклона зубьев у шестерни и колеса одинаковы (β1 = β2), то

urГП = z2 / zl = Dω / dω.

Размеры главной передачи с круговыми зубьями меньше, так как меньше диаметр шестерни. Число ее зубьев может быть доведено до z1 = 5 .6. Применяемый в этих передачах угол наклона β= 30 .40° позволят повысить число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, по сравнению с этим параметром прямозубых передач. Это обеспечивает снижение давления и динамических нагрузок на зуб, а также повышение износостойкости.

Для улучшения приработки зубьев число зубьев колеса и шестерни не кратно, поэтому передаточное число всех типов главных передач выражается не целым числом.

Зубья шестерни всегда имеют левое направление спирали, хотя при этом складываются осевые силы от угла конуса и от угла спирали зуба. Это делается для того, чтобы не было ввинчивания шестерни на передачах переднего хода, что может быть причиной ее заклинивания. В эксплуатации наблюдаются случаи заклинивания шестерни при заднем ходе, когда подшипники недостаточно затянуты.

При неправильной начальной установке зубчатых колес главной передачи или при неправильной регулировке возможна концентрация напряжений у краев зубьев, что является причиной повышения уровня шума и приводит к нагреванию, ускорению изнашивания и даже поломке зубьев. В конической главной передаче с круговым зубом для уменьшения влияния точности зацепления радиус кривизны зуба шестерни выполняется несколько меньшим радиуса кривизны зуба колеса (локальный контакт).

КПД конической передачи с круговым зубом находится в пределах 0,97 . 0,98.

Гипоидная главная передача

Стремление снизить центр масс легковых автомобилей привело к созданию в 1925 г. гипоидной главной передачи. В начале эта передача применялась только на легковых автомобилях. Затем, когда выяснились прочие достоинства гипоидной пере дачи, ее стали широко использовать и на грузовых автомобилях.

В отличие от конической передачи в гипоидной оси зубчатых колес не пересекаются, а перекрещиваются. Начальными поверхностями гипоидной пары являются поверхности гиперболоидов вращения (рис. 101, а). При этом ось шестерни получает смещение Е относительно оси колеса. Смещение может быть нижним, как на рисунке, и верхним. Шестерню смещают вверх на многоосных автомобилях для того, чтобы вал шестерни выполнить проходным, а на переднеприводных автомобилях — по условиям компоновки. Во избежание заклинивания при движении на передачах переднего хода в гипоидной передаче при нижнем смещении, так же как и в конических, зубья шестерни имеют левое направление спирали, а при верхнем смещении — правое. При этом осевая сила направлена к основанию конуса.

Передаточное число гипоидной передачи (при обозначениях, аналогичных принятым для конической передачи)

urГП = z2/zl = Dω cosβ2 / (dω cosβ1).

Так как угол спирали для шестерни больше, чем для колеса, и тем больше, чем больше гипоидное смещение Е, то cosβ2 > cosβ1. Отношение cosβ2 / cosβ1 = kг, обычно kг = 1,2 .1,5 (большие значения kг — для главных передач легковых автомобилей, меньшие — для грузовых); β1= 45 .50°, β2 = 20 .30°.

Следует учитывать, что увеличение угла спирали приводит к повышению осевых нагрузок.

Передаточное число гипоидной пары может быть выражено как отношение моментов на колесе М2 и шестерне М1 (рис. 102):

urГП = M2 / Ml = P2 Dω / (P1 dω),

где P1 и Р2 — окружные силы соответственно на шестерне и колесе.

Так как нормальные силы Рп, действующие на зубья шестерни и колеса, равны, а углы спирали разные, то окружные силы имеют следующие значения:

P1 = Pn cosβ1; P2 = Pn cosβ2.

Рисунок 10 - Схема сил, действующих на зубья гипоидной пары

Отсюда

.

Передаточные числа одинарных конических и гипоидных передач обычно выбирают в пределах: для легковых автомобилей uгп = 3,5 .4,5; для грузовых автомобилей и автобусов uгп = 5 .7.

Основными достоинствами, обеспечивающими широкое распространение гипоидной передачи, являются ее большая по сравнению с конической прочность и бесшумность. Повышение прочности гипоидной передачи обусловлено увеличением среднего диаметра шестерни. Так, при одинаковых передаточном числе и диаметре колеса начальный диаметр шестерни гипоидной передачи в kг раз больше начального диаметра шестерни конической передачи:

 Скачать реферат