§22 Полуоси

Полуоси предназначены для передачи потока мощности от дифференциала на ведущие колеса. Полуоси могут частично или полностью воспринимать силы и моменты, действующие на колеса.

22.1. Классификация полуосей

1. По условиям нагружения.

1) Полностью нагруженная:

Сейчас такая конструкция не применяется, поскольку поломка полуоси между подшипником и корпусом дифференциала приводит к разрушению балки моста и главной передачи.

2) Полуразгруженная:

Такая конструкция применяется в легковых автомобилях классической компоновки.

3) На 3/4 разгруженная полуось:

Конструкция применялась раньше на грузовых автомобилях. Теперь не применяется.

4) Полностью разгруженная полуось:

Применяется на современных грузовых автомобилях.

2. По конструктивным особенностям (по назначению).

1) Безшарнирные.

2) Шарнирные (у переднеприводных).

3. По способу связи с ведущими колесами.

1) Фланцевые.

2) Безфланцевые.

22.2. Основы расчета полуосей

Разгруженные полуоси рассчитываются по напряжению кручения:

, (22.1)

где: .

Коэффициент 0,7 перед моментом двигателя говорит о том, что из-за трения в дифференциале на отстающее колесо может передаваться больше половины момента (70% в данном случае).

Для расчета других полуосей нужно кроме крутящего момента учитывать все силовые факторы, действующие на колесо.

Рис. 22.1. Силовые факторы, действующие на колесо

– величина статической нагрузки на колесо, m - коэффициент перераспределения нагрузки по осям при разгоне и торможении (1,1…1,4 – большие значения у легковых автомобилей).

G_КД = G_К∙К_Д – динамическая нагрузка на колесо при движении по неровной дороге. К_Д = 2 для дорожных автомобилей, для автомобилей повышенной проходимости – 3…4.

- момент на колесе, он же момент на полуоси - повторение формулы из начала раздела,

F_К, F_Т – тяговая и тормозная силы на колесе, r_к – радиус качения колеса принимается равным радиусу качения в ведомом режиме, φ_max – коэффициент сцепления колеса с дорогой.

R_Y – боковая сила:

,

здесь h_g – высота центра тяжести автомобиля, В – колея автомобиля.

Поскольку эти силовые факторы действуют не одновременно, а в определенном сочетании, расчет полуосей, а также балок мостов производится по четырем расчетным режимам поочередно. В результате выбирается наиболее напряженный режим из возможных:

1. Движение с максимальной тяговой силой.

Учитываются силовые факторы: G_K, М_К, F_К.

2. Движение с предельным торможением:

G_K, F_Т, М_Т – если тормозной момент через полуось не передается (с колеса через тормозной механизм воспринимается балкой), то он и не учитывается в этом режиме.

3. Движение с боковым заносом:

G_K, R_Y.

4. Движение по неровной дороге с высокой скоростью:

G_КД.

Пример расчета полуоси (полуразгруженной)

1. По первому расчетному режиму:

2. По второму расчетному режиму:

3. По третьему расчетному режиму:

4. По четвертому расчетному режиму:

Материал полуосей – сталь 40ХН, закалка с нормализацией.