ШЕСТЕРЕНЧАТІ ДИФЕРЕНЦІАЛИ
Найбільше розповсюдження на автомобілях загального призначення отримали диференціали з конічними зубчатими колесами і малим внутрішнім тертям (рис. 1). Диференціал з конічними шестернями виготовляється з нероз'ємним або роз'ємним корпусом. Площина роз'єму корпусу проходить через осі сателітів, і дві його частини центруються за допомогою буртика, а при збірці стягуються болтами.
Нероз'ємні корпуси застосовуються при двох сателітах, і для можливості збірки диференціала вони мають вікна. Осі сателітів повинні бути закріплені для запобігання мимовільного зсуву. Конструкція нероз'ємного корпусу диференціала володіє великою жорсткістю. Для того щоб сателіт міг самовстановлюватися, його торець часто виконують сферичним. Корпус повинен мати відповідну сферичну опорну поверхню, центр якої співпадає з вершиною конусів зубчатих коліс диференціала.
Рис. 1. Шестерні диференціали:
а - циліндричний; б - конічний; 1 і 3 - колеса вихідних валів; 2 –сателіт, 4 і 5-- корпус диференціала; 6-вубчатое колесо; 7 і 8 -- вихідні вали! 9 і 10 -шестерні півосей.
Для підвищення терміну служби диференціала між опорними поверхнями сателітів і піввісьних шестерень встановлюють бронзові або сталеві шайби, що зменшують тертя. Своєчасна заміна зношених шайб забезпечує відновлення доброго зачеплення сателітів з піввісьними шестернями.
При проектуванні диференціалів в передачах з рознесеними редукторами, потрібно враховувати підвищені відносні швидкості між піввісними зубчастими колесами і чашею диференціала і забезпечити достатнє змазування для запобігання задирів поверхонь. Диференціали з циліндричними колесами зазвичай застосовуються як межосьові, в яких передбачений несиметричний розподіл крутного моменту (рис. 1, а). Зусилля від зубчатого колеса 6 передається через коробки 4 і 5 до осей сателітів 2, а потім через сателіти до зубчатих коліс 1 і 3 вихідних валів 7 і 8.
Таким чином, крутний момент розподіляється пропорціонально радіусам кочення
передніх і задніх ведучих коліс 
і 
. Підвищити внутрішнє тертя в диференціалі з конічними
зубчатими колесами можна при введенні фрикційних елементів (рис. 2). В цих
конструкціях хрестовина замінена двома окремими осями сателітів, які мають
незалежні осьові переміщення. Кінцеві цапфи осей сателітів виконуються у вигляді
кулачків з поверхнями 5 
-подібної форми. Фрикційними елементами для диференціала (рис.
2, а) служать конічні поверхні проміжних чашок 2, а для диференціала (рис. 2, б)
- дискові шайби тертя 7 і 8. При прямолінійному русі автомобіля крутний момент,
передається від корпусу диференціала до осей сателітів.
При передачі крутного моменту, кінцеві цапфи осей сателітів переміщаються по похилій поверхні 5, створюючи тиск на чашку 2.
Рис. 2. Диференціали підвищеного тертя:
а - з фрикційними конусами; б - з фрикційними шайбами
Звичайно величина цих переміщень складає десяті частки міліметра. Виникаючі сили
тертя на поверхнях радіуса 
і радіусом 
перешкоджають відносному поверненню півосьових шестерень 3,
забезпечуючи блокуючі дії диференціала. Момент тертя Т'г на поверхнях торців
проміжних чаш
де - середній радіус поверхні тертя конусних чаш; 
- кут скосу на осях сателіта.
Проміжні чашки, встановлені на півосях, притискаються до корпусу диференціала не
тільки зусиллям 
, що передається від буртика сателіта, але також осьовими
зусиллями 
, що виникають на зубах півосьових шестерень при передачі
моменту.
Момент тертя на конічних поверхнях проміжних чаш півосей і сумарний момент тертя визначаються з наступних рівнянь:
Коефіціент блокування такого дифференціала
де г -середній радіус піввісьної шестерні по ділильному колу; 
- кут зачеплення конічних зубчатих коліс; 
- половина кута початкового конуса піввісних шестерень; 
- кут конічної поверхні проміжних чаш.
|
Рис. 3. Центральний редуктор головної передачі з блокуванням диференціала: 1 - зубчата муфта; 2 - зубчаті вінці; 3 – механізм включення; 4 - корпус диференціала |
Варіюючи кутами Найбільш простим способом повного блокування є блокування за допомогою зубчатої муфти (рис. 3). При цьому здійснюється пряме з'єднання піввісі з корпусом диференціала. Блокування зубчатою муфтою можливе або при зупинці, або при прямолінійному русі автомобіля, коли немає відносного руху полуоси і корпусу диференціала. Розрахунок зубчатих коліс диференціалів має деякі особливості. Велику частину пробігу автомобіля зубчаті колеса диференціала знаходяться в нерухомому щодо корпусу стані або мають лише малі переміщення, викликані різними значеннями радіусів коліс. Оскільки відсутній явно виражений циклічний характер зміни напруг в зубчатих колесах диференціала при дії тривалих робочих навантажень, то розрахунок їх проводиться тільки на статичну міцність. |
Середній модуль зубчатих коліс диференціала визначається по формулі (105).
Вважаємо, що для прямозубих коліс 
і 
. Оскільки кожний сателіт передає навантаження через два зуби,
то модуль в середньому перетині
(110)
де 
- число сателітів; 
- число зубів сателіта; 
- динамічний коефіцієнт.
Допустиме навантаження 
визначається відповідно до ГОСТ-21354-75*. Для виготовлення
зубчатих коліс диференціала використовуються зазвичай такі ж матеріали, що і для
головної передачі (цементогвані сталі марок 18ХГТ, 25ХГТ). Число зубів сателітів
рівне 10-14, а півосьових шестерень 14-22 з передавальним числом 1,4-2,0.
Рис. 4. Розрахункова схема диференціала з конічними сателітами
В диференціалах визначають 
- тиск на осі сателітів, 
і 
- тиск відповідно на опорних поверхнях сателіта і піввісної
шестерні (рис. 4).
Тиск на поверхні
де 
- діаметр осі сателіта; 
, 
, 
- діаметри відповідно контактних поверхонь сателіта і
піввісної шестерні з корпусом диференціала; і - радіуси дії тангенціальних сил на вісь і зуб сателіта.
Тиск , , при включеній першій передачі в коробці передач при
максимальному моменті двигуна 
і =1 не повинно перевищувати 70 МПа. Напруга згину в зубах
сателітів складає 
= 700-900 МПа.
|
На початок сторінки |
