книги из ГПНТБ / Теория и конструкция боевых колесных машин

Таким образом, у кинематически симметричных дифференциа­ лов с повышенным внутренним трением коэффициент блокировки обратно пропорционален к. п. д. дифференциала при неподвижной коробке. У червячного дифференциала

Соответствующим подбором угла наклона зубьев червяка мож­ но получать дифференциалы с различным коэффициентом блоки­ ровки. У выполненных конструкций червячных дифференциалов коэффициент блокировки получается равным )v = 6 - r 12.

Основным недостатком червячных дифференциалов рассматри­ ваемого типа является сложность конструкции.

Принципиальная схема сухарного (кулачкового) дифферен­ циала' приведена на рис. 126, а.

240

В ведущем элементе 3, связанном с коробкой дифференциала, могут перемещаться сухари 2. Своими рабочими поверхностями су­ хари опираются на профилированные поверхности кулачков, выпол­ ненных на ведомых элементах 1 и 4, связанных с полуосями.

Если угловые скорости обеих полуосей одинаковы, то сухари неподвижны относительно поверхностей кулачков ведомых элемен­ тов обеих полуосей.

Если угловые скорости полуосей неодинаковы, то сухари, вра­ щаясь вместе с ведущим элементом 3, одновременно перемещаются в осевом направлении. При этом происходит скольжение рабочих поверхностей сухарей относительно поверхностей кулачков.

Рис. 126. Принципиальная схема сухарного дифференциала

На кулачках отстающей полуоси скорость скольжения сухаря направлена в сторону вращения ведущего элемента, а на кулачках забегающей полуоси — в противоположную сторону. Вследствие этого силы трения между сухарями и поверхностями кулачков уве­ личивают момент, передаваемый на отстающую полуось, и умень­ шают момент, передаваемый на забегающую полуось.

Передача усилия от сухаря к ведомым элементам возможна лишь в том случае, когда общие нормали к рабочим поверхностям сухарей и кулачков в месте их контакта образуют с направлением вращения ведущего элемента острый угол. В таком положении на­ ходятся, например, сухари I (рис. 126, в). Сухари II размещены в положении, при котором передача усилий от сухарей к ведомым элементам при вращении ведущего элемента в направлении, ука­ занном стрелкой, невозможна.

Поскольку при неодинаковых угловых скоростях ведомых эле­ ментов взаимное положение сухарей и кулачков непрерывно изме­ няется, то возможно такое относительное положение кулачков пра­

вой и левой полуосей, при котором все сухари будут занимать нера­ бочее положение.

Указанное положение может быть предотвращено одним из двух конструктивных приемов:

а) Установкой сухарей в два ряда со сдвигом сухарей второг ряда относительно первого на величину, равную расстоянию от вер-

шины до впадины кулачка. При этом на одном из ведомых элемен­ тов кулачки также располагаются в два ряда и с таким же сдви­ гом (рис. 126, б).

с сухарями, находящимися в нерабочем положении, один или не­ сколько сухарей находятся в положении, при котором возможна передача усилий.

Сухари располагаются так, чтобы была возможна передача как при движении вперед, так и при движении задним ходом.

На рис. 127 показана конструкция сухарного дифференциала с двумя рядами радиально расположенных сухарей. Дифференциалы такого типа устанавливаются на БТР-60П и ГАЗ-66.

Здесь с одной из полуосей связана звездочка 1, имеющая на наружной поверхности два ряда кулачков, сдвинутых друг относи­ тельно друга на половину шага, а с другой — звездочка 3, имеющая на внутренней поверхности один ряд кулачков. Ширина кулачков звездочки 3 равна ширине обоих рядов кулачков звездочки 1. С ко­ робкой 2 дифференциала связана обойма 4, в отверстиях которой могут перемещаться сухари 5. Сухари расположены в два ряда, причем, один ряд сдвинут относительно другого на половину шага.

Схема сил, действующих на сухарь, показана на рис. 128. Силы Qi и Q2 проведены под углом р трения к общей нормали рабочих поверхностей сухаря и профиля кулачка. При этом принято, что с отстающим колесом связана внутренняя, а с забегающим — наруж­ ная звездочки.

Силы, действующие на сухарь со стороны ведущей обоймы, заме­ нены равнодействующей. Положение равнодействующей R опреде­ ляется из условия, что она должна проходить через точку пересече­ ния сил Q1 и Qi под углом относительно перпендикуляра к оси су­ харя, равным углу трения.

Из треугольника сил находим

242

2 U Г 3

Рис. 127. Сухарный дифференциал

Таким же образом можно найти коэффициент блокировки в слу­ чае, когда с отстающим колесом связана наружная звездочка,

Однако при правильном выборе размеров дифференциалов указан ная разница может быть небольшой.

Рис. 128. Схема сил, действующих в сухарном дифференциале

При двухрядном расположении сухарей их число в каждом ряду обычно равно удвоенному числу кулачков наружной звездоч­ ки. Одновременно работает половина сухарей одного ряда. Сухари второго ряда и половина сухарей первого ряда в этом случае на­ ходятся в нерабочем положении.

Выполненные конструкции сухарных дифференциалов имеют коэффициенты блокировки, равные: для дифференциалов с ра­

Такие коэффициенты блокировки обеспечивают движение без пробуксовки одного из колес практически во всех случаях, когда оба колеса опираются на дорогу. В случае, когда одно из колес по­ теряло соприкосновение с дорогой, движение возможно только при применении дифференциалов с муфтами свободного хода или при принудительной блокировке.

Дифференциалы с фрикционными муфтами представляют собой обычные конические дифференциалы, у которых для повышения внутреннего трения между полуосевыми шестернями и коробкой дифференциала, либо между сателлитами и коробкой дифферен­ циала размещены конусные или дисковые фрикционные муфты.

Конструкция дифференциала с конусными фрикционными муф­ тами показана на рис. 129, а.

244

А—А

245

Вместо обычной крестовины этот дифференциал имеет две взаимно-перпендикулярные оси 1 и 6, имеющие возможность пере мещаться друг относительно друга в осевом направлении. На на­ ружных концах каждой оси сняты две лыски, образующие тупой угол. Концы осей входят в гнезда коробки 5 дифференциала, имею­ щие форму пятиугольника, две стороны которого образуют такой же угол, как и лыски концов осей.

Размеры гнезд таковы, что оси могут перемещаться относи­ тельно коробки дифференциала как в плоскости ее вращения, так и

внаправлении, перпендикулярном к плоскости вращения. Оси со­ бираются так, что лыски на наружных концах одной оси обращены

всторону, противоположную лыскам другой оси.

Укаждой из полуосевых шестерен 3 расположены конусные муфты 2. Внутренние торцовые поверхности муфт упираются в ци­ линдрические поверхности сателлитов 4, а наружные конические поверхности — в конические поверхности коробки дифференциала. Конические муфты, как и полуосевые шестерни, надеты на шлицы полуосей.

При передаче крутящего момента конусные муфты прижимают­ ся к коробке дифференциала, во-первых, осевыми усилиями, дей­ ствующими в конических передачах полуосевая шестерня —- сател­ лит, и, во-вторых, осевыми усилиями, создаваемыми за счет взаи­ модействия между наклонными плоскостями лысок осей и гнезд коробки дифференциала. Усилия от осей 1 (или 6) передаются че­

рез цилиндрический буртик сателлита.

Конструкция дифференциала с дисковыми фрикционными муф­ тами показана на рис. 129, б.

Здесь вместо конусных муфт между полуосевыми шестернями и коробкой дифференциала установлены многодисковые фрикцион­ ные муфты. Диски 8 этих муфт соединены своими шлицевыми вы­ ступами с коробкой дифференциала, а диски 7 — со ступицами на­ жимных дисков, надетых на шлицы полуосей. Осевое усилие, необ­ ходимое для обеспечения трения между дисками, создается таким же образом, как и в дифференциалах с конусными муфтами.

Из сравнения различных типов дифференциалов с повышенным внутренним трением можно сделать следующие выводы.

Червячные дифференциалы имеют большие коэффициенты бло­ кировки ()v > 8 ) . В большинстве случаев движения такой большой коэффициент блокировки для обеспечения проходимости не нужен. В то же время высокий коэффициент блокировки ухудшает ряд эксплуатационных качеств автомобиля. Несмотря на большое зна­ чение момента трения, червячные дифференциалы могут работать без чрезмерных износов, поскольку внутреннее трение распреде­ ляется по большому количеству поверхностей и удельные давления на этих поверхностях получаются сравнительно небольшими.

Основным недостатком червячных дифференциалов является сложность их конструкции.

246

Вположении, показанном на рис. 131, б, момент, подведенный

ккоробке дифференциала, распределяется поровну между полу­

осями.

Если условия движения таковы, что угловые скорости колес неодинаковы (например, поворот автомобиля), то за период, соот­ ветствующий повороту сателлита на один зуб, соотношение между моментами на отстающей и забегающей полуосях будет изменяться

шах

Тот же процесс происходит в случае попадания одного из колес на участок дороги с малым коэффициентом сцепления. Если при этом взаимное положение деталей дифференциала таково, что мо­ мент, передаваемый на указанное колесо, превышает величину, максимально возможную по сцеплению, то колесо будет пробуксо­ вывать и сателлит проворачиваться. В результате изменения взаим­ ного положения деталей будет изменяться и величина момента, передаваемого на буксующее колесо. В некоторых случаях этот момент может уменьшиться настолько, что буксование колеса пре­ кратится, а следовательно, прекратится и проворачивание сател­ лита. Дифференциал окажется заблокированным.

Коэффициент блокировки дифференциалов такого типа обычно невелик. Так, например, по данным фирмы «Тимкен», дифферен­ циалы, устанавливаемые на автомобилях «Шевроле», имеют коэф­ фициент блокировки ~ 2.

При такой величине коэффициента блокировки обычно не удает­ ся получить заметное улучшение проходимости автомобилей.

Конструкция межосевых дифференциалов

Устранение вредного влияния циркуляции мощности у много­ приводных автомобилей может быть осуществлено двумя способа­ ми: установкой межосевых дифференциалов либо обеспечением воз­ можности выключения на дорогах с малым сопротивлением движе­ нию колеса управляемых осей.

Конструктивно более простым является второй способ. Поэтому многие многоприводные автомобили не имеют межосевых диффе­ ренциалов. Однако имеется значительное количество конструкций автомобилей, снабженных межосевыми дифференциалами.

При этом возможны следующие основные варианты:

а) Межосевой дифференциал устанавливается между передней

изадней осями двухосного автомобиля или между передней осью

итележкой трехосного автомобиля. В этом случае межосевой дифференциал устанавливается в раздаточной коробке.

Применение симметричного межосевого дифференциала ухуд­ шает проходимость автомобиля. Для повышения проходимости обычно предусматривается блокировка дифференциала.

В тех случаях, когда вес, приходящийся на переднюю и заднюю оси, неодинаков, применяются несимметричные дифференциалы.

249