3.7.1 Питання для самоконтролю та підготовки

1. Призначення головної передачі і вимоги до неї.

2. Класифікація і порівняльна оцінка головних передач;

3. Аналіз сил, що діють на деталі головної передачі. Вплив попереднього натягу підшипників вала ведучої шестерні на жорсткість головної передачі.

4. Визначення основних параметрів головних передач (кількості зубчатих коліс, зубців, модуля).

5. Перевірка зубчастої пари на довговічність.

3.8 Диференціал. Привід ведучих і керованих коліс

Вимоги до диференціалів. Класифікація і застосування. Кінематика асиметричного і симетричного диференціалів. Рівняння розподілу моментів диференціалами. Вплив внутрішнього тертя в диференціалі на розподіл і ккд трансмісії. Коефіцієнти асиметрії і коефіцієнт блокування диференціалів. Аналіз схем і конструкцій між колісних і міжосьових диференціалів та їх вплив на основні експлуатаційні властивості АТЗ. Методика визначення навантажень на деталі диференціала. Вимоги до приводу ведучих і керованих коліс. Схеми і аналіз конструкцій приводу при залежній і незалежній підвісках коліс. Методика визначення навантаження, що діють на деталі. Матеріали деталей приводу коліс.

Література: [2.1, с.252-281; 2.3; 2.4]

Диференціал повинен відповідати наступним вимогам:

1) розподіляти в даному співвідношенні моменти, які підводяться до корпусів між колісних, міжосьових і між бортових диференціалів. При цьому для підвищення прохідності АТЗ розподіл ведучих моментів по окремих колесах і мостах повинно відбуватися пропорційно їх сумарної ваги;

2) одночасно з підведенням моменту забезпечувати різну частоту обертання ведучих коліс при повороті, при русі нерівною дорогою.

Класифікація диференціалів приведена в таблиці 3.2.

, (3.1)

де М_r - момент тертя диференціала, М₀ - момент на обидвох піввісях (корпусі диференціала).

Таблиця 3.2 - Класифікація диференціалів

Класифікація	Характеристика диференціалів
Призначення	1. Міжколісний. 2. Міжосьовий. 2.1. Симетричний, ділить підведений до корпусу момент пополам (на двоє). 2.2. Несиметричний, ділить момент у заданому співвідношенні. 3. Міжбортовий.
Ступінь автоматичності	1. Без блокування. 2. 3 ручним блокуванням. 3. Самоблокуючі.
Конструкція	1. 3 конічними шестернями. 2. 3 циліндричними шестернями. 3. Підвищеного тертя з фрикційними елементами. 3.1. Кулачкові. 3.2. Черв'ячні. 4. 3 Гідравлічним тертям. 5. Зі змінним передавальним числом. 6. Вільного ходу.
Величина коефіцієнта блокування kδ	1. 3 малим внутрішнім тертям kδ від 0 до 0,2. 2. 3 підвищеним внутрішнім тертям kδ від 0,2 до 0,7. 3. Блокуючий диференціал kδ >0,7.

Рівняння розподілу моментів диференціалами. Коефіцієнт блокування

У залежності від типу диференціала в трансмісії АТЗ гранична сила тяги по зчепленню суттєво змінюється.

Якщо позначити через М₀ момент, прикладений до корпусу диференціала, то величина моменту на забігаючому М' і відстаючому М^” піввісях буде:

, (3.2)

, (3.3)

Якщо М_r = М₀ то диференціал в такому випадку буде повністю заблокований. Коефіцієнт блокування обчислюється за формулою:

, (3.4)

При відсутності втрат на тертя в механізмі диференціала М_г = 0, тоді k_δ = 0.

У даному випадку допустима сила тяги АТЗ по зчепленню без буксування одного із коліс може бути досягнута тільки при однакових величинах φ під всіма ведучими колесами. При повністю заблокованому диференціалі М_г = M₀ і коефіцієнт блокування k_δ = 1. Але це ідеальний випадок і практично при експлуатації k_δ ≠ 1.

Кінематика асиметричного і симетричного диференціалів

У диференціалі симетричного типу момент, який підводиться до корпуса диференціала, ділиться, якщо нехтувати тертям у механізмі диференціалу, порівну. Симетричний міжосьовнй диференціал включається між двома ведучими мостами, які несуть майже одинакові навантаження.

Круглий момент у симетричному міжосьовому диференціалі тривісного автомобіля передається і від додаткової коробки за допомогою вала підводиться до хрестовини диференціала. Сателіти зчеплень з конічною шестернею, яка підводить момент до головної передачі середнього моста, і через наступну шестерню момент передається на вал і дальше на головну передачу заднього моста. В даному диференціалі передбачено блокування за допомогою муфти, що включається за допомогою вилки.

Робота асиметричного диференціала аналогічна, тільки він ділить момент на порівну, а в певному співвідношенні.

Матеріали деталей диференціалів

Для диференціала (його корпуса) застосовуються: ковкий чавун і сталі. Чашка диференціала виготовляється з ковкого чавуну та сталі 40: НВ (121…163) одиниць для чавуна, НВ (156…197) одиниць – для сталі 40.

У кулачкових диференціалів обойму і внутрішню шайбу виготовляють з цементуючих сталей 18ХНВА з твердістю НRСэ (60…65) одиниць.

Плунжера виготовляють з шарикопідшипникової сталі ШХ 15 НRСэ (60…65) одиниць і після виготовлення фосфоруються.

У черв'ячних диференціалів черв’яки виготовляють зі сталі 12Х2Н4А. Цементація на глибину (0,8…1,2)мм НRСэ (58…62) одиниць, серцевина НRСэ (30…42) одиниць.

Приводи до ведучих коліс. Вимоги і класифікація

Привод необхідний для передачі моменту від головної передачі до ведучих коліс. При залежній підвісці момент здебільшого передасться піввісями. У випадку незалежної підвіски, а також при передачі моменту керуючим колесам привід здійснюється валами з карданними шарнірами.

Привід до ведучих коліс не повинен мати пульсацій кутових швидкостей при передачі моменту як некерованим так і керуючим колесам. Класифікація приводів коліс представлена в таблиці 3.3.

Таблиця 3.3 - Класифікація приводів коліс

Класифікація	Характеристика приводу
Конструкція	1. При нерозрізному мості момент передається піввісями. 2. При розрізному мості - валами з карданними шарнірами.
Міра напруженості радіальними і осьовими силами	1. Напіврозвантажена піввісь. 2. Повністю розвантажена піввісь.

Конструкції піввісей

Напіврозвантажена піввісь використовується, як правило, на легкових АТЗ і легких вантажівках. Згинний момент досягає максимального значення під підшипником, тому момент опору піввісі в даному перерізі має максимальне значення.

В піввісях розвантажених на ³/₄ сили і моменти, які діють на зовнішній кінець піввісі, сприймають роликові підшипники, змонтовані на балці моста. Осьові сили повністю передаються на піввісь і сприймаються радіально-опорними роликовими підшипниками корпуса диференціала.

При повністю розвантаженій, піввісі, теоретично піввісь сприймає тільки крутний момент. Але в дійсності внаслідок пружної деформації балки моста, технологічних неточностей при закручуванні гайок на станках виникають деформації згину піввісі.

Привод до ведучих керуючих коліс АТЗ з незалежною підвіскою включає в себе карданний вал з двома подвійними шарнірами, які передають тільки крутний момент. Зв'язок колеса з рамою (кузовом) відбувається за допомогою важелів, які сприймають всі сили і моменти.

Матеріали деталей приводу коліс

Піввісі виготовляються з нікелевих і безнікелевих сталей доброго прогартування з високими механічними якостями.

Хромонікелеві сталі: 20ХНМ, 12Х2Н4А, 15ХНТА,. 20ХГНТА, 12ХНЗА, 20ХГНТР 20Х2Н4А цементуються на глибину (0,7…1,6) мм НRСэ (56…65) одиниць.

Безнікелеві сталі: 20ХГРА, 18ХГТА цементування на глибину (0,9…1,6) мм.