Городской электрический транспорт. Курсовое и дипломное проектирование

МКИ В 62 D 55/04, 49/06

ДИФФЕРЕНЦИАЛ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве блокируемого дифференциала городского электрического транспорта.

Известен дифференциал повышенного трения [1], содержащий корпус, крестовину с коническими сателлитами, выходные полуосевые валы, установленные на них с возможностью осевых перемещений, связанные с ними торцевыми кулачками полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, и фрикционные дисковые муфты, расположенные между корпусом и полуосевыми шестернями, ведущие диски которых связаны с корпусом, а ведомые – с полуосевыми шестернями. В корпусе дифференциала выполнены расточки, в которых размещены стаканы с продольными пазами в стенках с предварительно сжатыми упругими элементами. Упругие элементы опираются на дно стаканов и подвижные диски, снабженные выступами, посредством которых они установлены на дно стаканов, и зафиксированные в стаканах стопорными кольцами. При этом подвижные диски опираются на полуосевые шестерни, а в каждой из фрикционных муфт диски расположены с зазором относительно друг друга.

Данный дифференциал позволяет реализовать нулевой момент трения фрикционных дисковых муфт на начальном участке характеристики блокирующих свойств и обеспечивает возрастающий момент внутреннего трения с последующим увеличением крутящего момента на корпусе дифференциала.

Недостатком конструкции этого дифференциала является отсутствие возможности реализации значительных блокирующих моментов в свободном состоянии и в области малых крутящих моментов на корпусе.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является дифференциал повышенного трения [2], содержащий корпус, крестовину с коническими сателлитами, выходные полуосевые валы, установленные на них с возможностью осевых

362

перемещений и кинематически связанные с ними полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, фрикционные дисковые муфты, расположенные между корпусом и полуосевыми шестернями, ведущие диски которых связаны с корпусом, а ведомые – с полуосевыми шестернями, и комплект предварительно сжатых упругих элементов, помещенных в стаканы, установленные в расточках корпуса с возможностью осевого перемещения и опирающиеся на полуосевые шестерни. В корпусе дифференциала выполнены канавки с установленными в них упорными кольцами, с которыми взаимодействуют нажимные диски фрикционных муфт, а опорные диски последних взаимодействуют с упомянутыми стаканами, причем на-жимные и опорные диски фрикционных муфт расположены с зазором относительно торцев полуосевых шестерен и корпуса.

Недостатком прототипа является то, что он ориентирован на внедорожные полноприводные транспортные средства. Момент трения дисков убывает в области малых крутящих моментов на корпусе, но не исчезает полностью. Движение городского транспорта происходит по асфальтобетонному покрытию, и постоянное блокирование дифференциала приводит к ухудшению управляемости и повышенному износу шин. Блокирование дифференциала требуется только на труднопроходимых участках дороги.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи по созданию конструкции блокируемого дифференциала для колесного транспорта, эксплуатация которого происходит на асфальтобетонном покрытии, сохранить управляемость и понизить износ шин.

Решение поставленной задачи достигается тем, что дифференциал с электромеханической блокировкой, содержащий корпус, крестовину с коническими сателлитами, выходные полуосевые валы, установленные на них с возможностью осевых перемещений и кинематически связанные с ними полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, дополнительно содержит шлицевый вал, прохо-дящий через отверстие, выполненное в крестовине, установленный на полуосевых шестернях и кинематически связанный с ними, соленоид, расположенный в полуосевой шестерне и связанный с токосъемными роликами, жестко

363

закрепленными на полуосевой шестерне, пружину, расположенную между шлицевым валом и соленоидом.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где показан продольный разрез дифференциала.

Дифференциал (рис. 8.16) содержит корпус 1, крестовину 2 с коническими сателлитами 3, выходные полуосевые валы 4, установленные на них с возможностью осевых перемещений и кинематически связанные с ними полуосевые шестерни 5 и 6, находящиеся в зацеплении с сателлитами 3, шлицевый вал 7, проходящий через отверстие, выполненное в крестовине 2, установленный на полуосевой шестерне 5 и кинематически связанный с ней, соленоид 8, расположенный в полу осевой шестерне 6 и связанный с токосъемными роликами 9, закрепленными на полуосевой шестерне 6, пружи-ну 10, расположенную между шлицевым валом 7 и соленоидом 8.

ДИФФЕРЕНЦИАЛ

Рис. 8.16

364

Момент на дифференциал подается через ведомую шестерню 11, а ток на ролики 9 – через графитовые щетки 12. Токосъемные ролики 9 соединены с соленоидом 8 проводами, проходящими через отверстие 13. Дифференциал работает следующим образом. Водитель устройством управления опускает графитовые щетки 12 на токосъемные ролики 9 с медным покрытием. Соленоид 8 соединен с роликами проводами, проходящими через отверстие 13. Ток поступает на обмотку соленоида и создает магнитное поле. Под действием си-лы притяжения соленоида 8 шлицевый вал 7 сжимает пружину 10 и упирается в корпус соленоида 8, при этом входя в шлицевое зацепления с обеими полуосевыми шестернями 5 и 6. Полуосевые шестерни 5 и 6 соединены шлицевым зацеплением с полуосями 4. Несовпадение шлицев вала 7 и полуосевой шестерни 6 на момент включения блокировки компенсируется вращением полуосевой шес-терни 6, то есть при включении блокировки дифференциала необходимо также нажать педаль хода троллейбуса. При отводе графитовых щеток 12 от роликов 9 ток в цепи прерывается. Обесточенная обмотка соленоида 8 обладает лишь остаточным намагничиванием. Остаточная сила притяжения соленоида 8 компенсируется противодействием пружины 10. Пружина 10 разжимается и выталкивает шлицевый вал 7. Таким образом, связь полуосевых шестерен 5 и 6 нарушается и происходит разблокирование дифференциала.

Литература.

1.Патент РФ 2076965 (вариант 1), МПК F 16H 48/20, опубл. 1997.

2.Патент № 1149 ВУ, МПК F16H 48/20, опубл. 30.12.2003.

ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Дифференциал с электромеханической блокировкой, содержащий корпус, крестовину с коническими сателлитами, выходные полуосевые валы, установленные на них с возможностью

365

осевых перемещений и кинематически связанные с ними полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, отличающийся тем, что дополнительно содержит шлицевый вал, проходящий через отверстие, выполненное в крестовине, установленный на полуосевых шес-тернях и кинематически связанный с ними, соленоид, расположенный в одной из полуосевых шестерен и связанный с токосъемными роликами, закрепленными на полуосевой шестерне, кроме того, меж-ду шлицевым валом и соленоидом расположена пружина.

Литература

1.Автоматизация расчетов тягово-динамических характеристик промышленных тракторов / П.П. Исаков [и др.]. – Л.: Машинострое-

ние, 1988. – 278 с.

2.Автомобили: конструкция, конструирование и расчет трансмиссий / А.И. Гришкевич [и др.]. – Минск: Вышэйшая школа, 1985

–240 с.

3.Анилович, В.Я. Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов: справочное пособие / В.Я. Анилович, Ю.Г. Водолажченко. – М.: Машиностроение, 1976. – 456 с.

4.Атаманов, Ю.Е. Методическое пособие по курсу «Математические модели узлов и агрегатов трактора» для студентов специальности 15.02 «Автомобиле- и тракторостроение»: в 3 ч. / Ю.Е. Атама-нов, Н.В. Богдан. – Минск: БГПА, 1992. – Ч. 1. – 68 с.

5.Атаманов, Ю.Е. Методическое пособие по курсу «Математические модели узлов и агрегатов трактора» для студентов специальности 15.02 «Автомобиле- и тракторостроение»: в 3 ч. / Ю.Е. Атаманов, Н.В. Богдан. – Минск: БГПА, 1992. – Ч. 2. – 88 с.

6.Атаманов, Ю.Е. Методическое пособие по курсу «Математические модели узлов и агрегатов трактора» для студентов специальности 15.02 «Автомобиле- и тракторостроение»: в 3 ч. / Ю.Е. Атаманов, Н.В. Богдан. – Минск: БГПА, 1994. – Ч. 3. – 84 с.

366

7.Атаманов, Ю.Е. Персональные ЭВМ. Пакет Graрher: методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Вычислительная техника и программирование» для студентов специальности 15.02 «Автомобиле- и тракторостроение» и 15.06 «Колесные и гусеничные машины» / Ю.Е. Атаманов, А.С. Поварехо, В.В. Трико-зенко. – Минск: БГПА, 1995. – 28 с.

8.Бандин, Б. Методы оптимизации. Вводный курс / Б. Бандин. – М.: Радио и связь, 1988. – 128 с.

9.Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидропневмомашины и передачи: учебное пособие для вузов / А.Ф. Андреев [и др.]. – Минск: Вышэйшая школа, 1987. – 310 с.

10.Отчет о научно-исследовательской работе. Общие требования

иправила оформления: ГОСТ 7.32–81. – М.: Изд-во стандартов, 1981. – 41 с.

11.Дифференциалы колесных машин / А.Ф. Андреев [и др.]. – М.: Машиностроение, 1987. – 176 с.

12.Инструкция по подготовке, оформлению и представлению к защите дипломных работ в высших учебных заведениях: утв. приказом министра образования Республики Беларусь от 21.06.1997 № 365.

13.Когаев, В.П. Прочность и износостойкость деталей машин / В.П. Когаев, Ю.Н. Дроздов. – М.: Высшая школа, 1991. – 319 с.

14.Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости / Н.Ф. Бочаров [и др.]. – М.: Машиностроение, 1983. – 299 с.

15.Лукинский, В.С. Долговечность деталей шасси автомобиля / В.С. Лукинский, Ю.Г. Котиков, Е.И. Зайцев. – Л.: Машиностроение, 1984. – 231 с.

16.Маслов, Г.С. Расчеты колебания валов: справочное пособие / Г.С. Маслов. – М.: Машиностроение, 1968. – 272 с.

17.Методическая инструкция Белорусского национального технического университета. Единая система стандартизации БНТУ. Дипломное проектирование: БНТУ 3.001–2003.

18.Методические указания по выполнению дипломного проекта. – Минск: БНТУ, 2001.

19.Объемные гидромеханические передачи: расчет и конструирование / О.М. Бабаев [и др.]. – Л.: Машиностроение, 1987.

– 256 с.

367

20.Положение о государственных экзаменационных комиссиях в высших учебных заведениях Республики Беларусь: утв. приказом Министерства образования Республики Беларусь от 27.06.1997 г. № 365.

21.Применение ЭВМ при конструировании и расчете автомобиля / А.И. Гришкевич [и др.]; под общ. ред. А.И. Гришкевича. – Минск: Вышэйшая школа, 1978. – 264 с.

22.Проектирование полноприводных колесных машин: учебник для вузов: в 2 т. / Б.А. Афанасьев [и др.]. – М.: Издательство МГТУ, 1999. – Т. 1. – 488 с.

23.Проектирование трансмиссии автомобиля: справочник / А.И. Гришкевич [и др.]. – М.: Машиностроение, 1984. – 272 с.

24.Промышленные тракторы / Ю.В. Гинзбург [и др.]. – М.: Машиностроение, 1986. – 296 с.

25.Расчет деталей машин на ЭВМ: учебное пособие / Д.Н. Решетов [и др.]. – М.: Высшая школа, 1985.

26.Справочник по геометрическому расчету эвольвентных зубчатых и червячных передач / под ред. И.А. Болотовского. – М.: Машиностроение, 1986. – 448 с.

27.Сцепления транспортных и тяговых машин / И.Б. Барский [и др.]. – М.: Машиностроение, 1989. – 344 с.

28.Тракторы. Дипломное проектирование / А.Ф. Андреев [и др.]; под ред. В.В. Будько. – Минск: Вышэйшая школа, 1995. – 158 с.

29.Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет: учебник для машиностроительных специальностей вузов / И.П. Ксеневич [и др.]; под общ. ред. И.П. Ксеневича. – М.: Машиностроение, 1991. – 543 с.

30.Тракторы. Теория: учебник для студентов вузов по специальности «Автомобили и тракторы» / В.В. Гуськов [и др.]; под общ. ред. В.В. Гуськова. – М.: Машиностроение, 1988. – 376 с.

31.Унификация и агрегатирование тракторов в проектировании тракторов и технологических комплексов: учебное пособие / В.П. Бойков [и др.]. – Минск: Адукацыя i выхаванне, 2003. – 400 с.

32.Хог, Э. Прикладное оптимальное проектирование. Механические системы и конструкции / Э. Хог, Я. Арора. – М.: Мир, 1983. – 478 с.

368

33. Цитович, И.С. Анализ и синтез планетарных коробок передач автомобилей и тракторов / И.С. Цитович, В.Б. Альгин, В.В. Грицкевич. – Минск: Наука и техника, 1987. – 224 с.

34.Цитович, И.С. Трансмиссия автомобилей / И.С. Цитович, И.В. Каноник, В.А. Вавуло. – Минск: Наука и техника, 1979. – 256 с.

35.Электромеханические трансмиссии гусеничных тракторов: теория и расчет / П.П. Исаков [и др.]. – Л.: Машиностроение, 1981.

–302 с.

36.Электрическое и электронное оборудование автомобилей / С.В. Акимов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1988.

37.Ксеневич, И.П. Наземные тягово-транспортные системы: в 3 т. / И.П. Ксеневич, В.А. Гоберман, Л.А. Гоберман. – М.: Машиностроение, 2003. – Т. 3. – 787 с.

38.Математическое моделирование: методические указания по выполнению практических и курсовых работ для студентов специальностей 1-37 01 04 «Многоцелевые гусеничные и колесные машины», 1-37 01 03 «Тракторостроение», 1-37 01 05 «Городской электрический транспорт» / В.П. Бойков [и др.]. – Минск, 2008. – 66 с.

39.Бондаревский, Д. И. Эксплуатация и ремонт подвижного состава городского электрического транспорта / Д.И. Бондаревский, В.М. Кобозев. – М.: Высшая школа, 1973. – 392 с.

40.Черток, М. С. Эксплуатация и ремонт подвижного состава трамвая / М.С. Черток. – М.: Стройиздат, 1966.– 388 с.

41.Богдан, Н. В. Троллейбус. Устройство и техническое обслуживание / Н.В. Богдан, Ю.Е. Атаманов, А.И. Сафонов. – Минск: Ураджай, 1999. – 256 с.

42.Коган, Л. Я. Эксплуатация и ремонт троллейбусов / Л.Я. Коган, Е.Е. Корягина, И.А. Белостоцкий. – М.: Транспорт, 1978. – 248 с.

43.Коган, Л. Я. Устройство и эксплуатация троллейбуса / Л.Я. Коган, Е.Е. Корягина, И.А. Белостоцкий. – М.: Высшая школа, 1978. – 336 с.

44.Овечников, Е. В. Городской транспорт / Е.В. Овечников, М.С. Фишельсон. – М.: Высшая школа, 1976. – 352 с.

45.Теория, конструирование и расчет подвижного состава. Трамвай / Н.В. Богдан [и др.]. – Минск: БНТУ, 2008. – 473 с.

369

46. Атаманов, Ю.Е. Теория подвижного состава. Трамвай / Ю.Е. Атаманов, К.И. Мазаник. – Минск: БНТУ, 2008. – 388 с.

370