3.6.Главная передача

В данной теме рассматриваются классификация и схемы главных передач, требования к ним и расчет их деталей.

Для изучения темы необходимо воспользоваться учебной литературой

[1], c. 289...307; [2], c. 99...108; [3], с. 81...88.

Главная передача - это механизм, повышающий передаточное число

трансмиссии. Служит для увеличения крутящего момента двигателя и обеспечивает максимальную скорость движения, а также оптимальный расход топлива.

Классификация главных передач

Классификация главных передач представлена на рис. 18.

Рис. 18. Классификация главных передач

Требования к главной передаче

Кглавным передачам предъявляются специальные требования:

1.Минимальные габаритные размеры.

2.Минимальный уровень шума.

Расчет главной передачи

Передаточное число для червячной главной передачи

где z1 – число заходов червяка; z2 – число зубьев червячной шестерни; Dо, dо – начальный диаметр шестерни и червяка соответственно; βч – угол подъема винтовой линии червяка.

Для конической главной передачи

где z1 – число зубьев ведущей шестерни; z2 – число зубьев ведомой шестерни.

49

Для гипоидной главной передачи

. (91)

Углы наклона зубьев β1=40...50º, β2=20...30º, а отношение не должно

превышать 1,2 – 1,5.

Окружные силы (рис. 19) определяются следующими выражениями

; . (92)

Скорость продольного скольжения зубьев

, (93)

где vо – окружная скорость ведущей шестерни.

Наличие скольжения обеспечивает высокое сопротивление усталости шестерням гипоидной главной передачи.

Рис. 19. Схема сил действующих на зубья гипоидной передачи

Шестерни

Ведущая шестерня конической и гипоидной главной передачи

Окружная сила

где- средний радиус начального конуса шестерни; r – радиус

основания начального конуса; l – длина зуба по образующей конуса шестерни; δ – половина угла начального конуса.

Осевая сила

, (95)

где α – угол зацепления зубьев; β – угол наклона зубьев; «-» - выбирается при одинаковых направлениях вращения и спирали; «+» – при разных направлениях.

Радиальная сила

, (96)

где «+» соответствует направлению осевой силы к основанию конуса шестерни, а «-» - радиальной силы к оси вала шестерни.

50

Ведомая шестерня главной передачи

Окружная сила

. (97)

Осевая и радиальная силы рассчитываются по формулам (95) и (96).

Расчет шестерен на прочность

Напряжения в зубьях от изгиба

где Р – окружная сила; у – коэффициент, учитывающий форму и число зубьев; b – ширина шестерни; tн – нормальный шаг в среднем сечении начального конуса.

Расчет шестерен на износ

Контактные напряжения в зубьях

где Е – модуль упругости; - где rср1, rср2 –

средние радиусы начального конуса соответственно ведущей и ведомой шестерен.

Вал

Прогиб вала при консольной установке (рис. 20):

Рис. 20. Силы, действующие на ведущую шестерню главной передачи при консольной установке

В горизонтальной плоскости

. (100)

В вертикальной плоскости

. (101)

Прогиб вала при установке с дополнительной опорой (рис. 21): В горизонтальной плоскости

. (102)

51

В вертикальной плоскости

где J – момент инерции сечения вала.

Рис. 21. Силы, действующие на ведущую шестерню главной передачи при установке с дополнительной опорой

Подшипники

Для определения нагрузок на подшипники необходимо найти реакции опор вала ведущей шестерни главной передачи

Далее расчет подшипников ГП выполняется аналогично расчету подшипников коробки передач.

3.7.Дифференциал

В данной теме рассматриваются классификация и схемы дифференциалов, требования к ним и расчет их деталей.

Для изучения темы необходимо воспользоваться учебной литературой

[1], c. 308...320; [2], c. 109...122; [3], с. 88...93.

Дифференциал - механизм трансмиссии, распределяющий крутящий

момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля, обеспечивает разную скорость вращения ведущих колес при движении.

Классификация дифференциала

Классификация дифференциала представлена на рис. 22.

Требования к дифференциалу

К дифференциалу предъявляются следующие требования, согласно которым он должен обеспечивать:

1. Распределение моментов.

52

2. Наименьшие габаритные размеры.

где ω – угловая скорость соответственно забегающей, отстающей полуосевых шестерен дифференциала и корпуса дифференциала.

Шестерни и сателлиты

Окружная сила, действующая на один сателлит

где r1 – радиус приложения окружной силы; nс – число сателлитов. Напряжения изгиба в зубьях полуосевых шестерен и сателлитов

где b – ширина шестерни; mн – нормальный модуль; у – коэффициент формы зуба (рис. 23).

53

Рис. 23. Схема для расчета сателлита

Крестовина

Шип крестовины под сателлит

Напряжения смятия

где d – диаметр шипа; l1 – длина шипа под сателлитом. Напряжения среза

. (109)

Шип крестовины в месте крепления в корпусе дифференциала

Напряжения смятия

где - окружная сила, действующая на шип; r2 – радиус

приложения окружной силы к шипу; l2 – длина заделки шипа в корпусе дифференциала.

При расчете дифференциала по давлению торца сателлита на корпус дифференциала в месте контакта

Напряжения смятия

где - осевая сила, действующая на сателлит; α – угол зацепления; δ – половина угла начального конуса сателлита;

- торцевая площадь сателлита; d1 – диаметр поверхности контакта сателлита с корпусом дифференциала; d – диаметр шипа.

54