Повышение проходимости грузового автомобиля блокировкой дифференциала. Зил дифференциал


Карданная и главная передачи, дифференциал, полуоси

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   1Отечественные автомобили

Карданная и главная передачи, дифференциал, полуоси

Карданная передана изучаемых автомобилей имеет карданных вала: промежуточный и основной. Промежуточный вал автомобилей ГАЗ-53:12 и ЗИЛ-431410 передним концом соединен с ведомым валом коробки передач карданным шарниром, а задним подвешен на опоре. Основной карданный вал — двухшарнирный: передним шарниром с шлицевым соединением он соединен с промежуточным валом, а задним — с валом ведущей шестерни главной передачи.

На автомобиле ЗИЛ-4331 к заднему концу промежуточного вала гайкой прикреплен фланец, к которому на болтах привернут карданный шарнир со скользящей вилкой, соединенный с передним шлицевым концом основного карданного вала.

В вилках карданного шарнира установлены стальные стаканы с игольчатыми подшипниками, закрепленные стопорными кольцами. Вилки соединены между собой крестовиной, шипы которой входят в стаканы с игольчатыми подшипниками. Внутри крестовины просверлены каналы, по которым масло проходит к подшипникам. Вытеканию масла из подшипников препятствуют сальники.

Главная передача автомобилей ГАЭ-53-12 и ЗИЛ-4331 — одинарная, гипоидная, состоит из размещенных в картере пары конических шестерен со спиральными зубьями. Ось ведущей шестерни смещена вниз относительно оси ведомой шестерни, что обеспечивает бесшумность работы передачи и позволяет понизить центр тяжести автомобиля.

Рис. 1. Карданная передача

Рис. 2. Главные передачи:

На автомобиле ЗИЛ-433 ведущая шестерня установлена на трех подшипниках: двух конических, установленных на стакане, и одном цилиндрическом, установленном в перегородке картера. Между внутренними кольцами подшипников имеются две регулировочные шайбы для обеспечения при сборке необходимого предварительного натяга подшипников. Ведомая шестерня приклепана к левой чашке дифференциала.

На автомобиле ЗИЛ-431410 главная передача — двойная, состоящая из пары конических и пары цилиндрических шестерен, что позволяет получить большое передаточное число при сравнительно небольших размерах передачи. Регулировка конических подшипников ведущей шестерни осуществляется шайбами.

Дифференциал размещается в картере ведущего моста и состоит из крестовины, на которой установлены сателлиты (конические шестерни), входящие в зацепление с коническими шестернями полуосей. При движении автомобиля усилие от главной передачи передается на дифференциал, затем через крестовину — на сателлиты, а от них через полуосевые шестерни и полуоси — к ступицам ведущих колес.

При движении автомобиля по прямой и ровной дороге сателлиты не вращаются вокруг своих осей, так как встречают со стороны шестерен полуосей одинаковое сопротивление. В этом случае колеса вращаются с одинаковой частотой. При повороте автомобиля шестерни полуоси внутреннего колеса испытывают большее сопротивление, чем наружного, поэтому сателлиты начинают перекатываться по полуосевой шестерне внутреннего колеса, тем самым заставляя полуосевую шестерню наружного колеса вращаться с большой частотой.

Рис. 3. Схема работы дифференциала: а — автомобиль движется по прямой (сателлиты не вращаются, полуоси вращаются с одинаковой частотой); б — автомобиль движется с поворотом налево (частота вращения полуосей разная, сателлиты вращаются вокруг своих осей); 1 — ведомая шестерня главной передачи; 2 — ведущая шестерик главной передачи; 3 — сателлит; 4 — полуосевые шестерни; 5 — полуоси

Чтобы повысить проходимость и тяговые качества, на автомобиле ЗИЛ-4331 имеется механизм блокировки межколесного дифференциала, состоящий из муфты и корпуса муфты, размещенных на правой чашке дифференциала и скрепленных болтами с левой чашкой и камеры механизма блокировки. В корпусе муфты размещается муфта включения блокировки с торцовыми зубьями, а на шейке корпуса установлен подшипник. При включении механизма блокировки клавишей на панели приборов электропневматический клапан подает сжатый воздух из пневмосистемы в камеру механизма блокировки, и мембрана перемещает шток с вилкой и муфтой. При этом муфта включения торцовыми зубьями соединяется с муфтой блокировки, и правая полуось с чашкой дифференциала блокируется.

Полуоси изучаемых автомобилей – стальные, разгруженного типа. На внутренних концах полуосей имеются шлицы, на которых устанавливаются полуосевые шестерни дифференциала. На наружных концах полуосей имеются фланцы, к которым на шпильках крепятся ступицы колес. На фланцах полуосей имеются по два резьбовых отверстия для болтов — съемников, которые служат для снятия полуосей с автомобиля.

Читать далее: Техническое обслуживание и устранение простейших неисправностей трансмиссии

Категория: - 1Отечественные автомобили

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Главная передача, дифференциал, полуоси (приводные валы) и ступицы ведущих колес

Главная передача автомобиля представляет собой редуктор, уменьшающий частоту вращения ведущих колес по сравнению с карданным валом. Главная передача, состоящая из одной пары конических шестерен, называется одинарной, а из двух пар шестерен — конической и цилиндрической — двойной.

Одинарная главная передача и дифференциал автомобиля ГАЗ-5ЗА

Одинарная главная передача и дифференциал автомобиля ГАЗ-5ЗА:

1 — фланец вала ведущей шестерни; 2 — вал ведущей шестерни; 3 и 9 — конические роликовые подшипники; 4 — ведущая шестерня; 5 — ведомая шестерня; 6 — сателлит; 7 — шестерня полуоси; 8 и 14 — полуоси; 10 и 11 — чашки коробки дифференциала; 12 — крышка подшипника коробки дифференциала; 13 — картер заднего моста; 15 — картер редуктора; 16 — цилиндрический роликовый подшипник; 17 — стакан подшипников вала ведущей шестерни.

На автомобиле ГАЗ-53А используют одинарную главную передачу. Вал 2 ведущей шестерни 4 установлен на двух конических 3 и одном цилиндрическом 16 роликовых подшипниках. Ведомая шестерня 5 прикреплена к коробке дифференциала, состоящей из двух частей («чашек») 10 и 11, и вместе с ней вращается на конических роликовых подшипниках 9, закрепленных в гнездах картера 15 редуктора крышками 12.

В главной передаче применено гипоидное зацепление шестерен.

Его особенность — оси ведущей и ведомой шестерен не пересекаются, так как ось ведущей шестерни опущена относительно оси ведомой. Преимущество гипоидной передачи в сравнении с обычной конической — большая плавность зацепления и бесшумность работы шестерен. Вместе с тем такое зацепление повышает относительную скорость скольжения зубьев шестерен друг по другу, а поэтому требует специальную «гипоидную» смазку. При использовании обычных автомобильных трансмиссионных масел шестерни быстро приходят в негодность.

Двойная гласная передача автомобиля ЗИЛ-130

Двойная гласная передача автомобиля ЗИЛ-130:

1 и 4 — ведущая и ведомая конические шестерни; 2 и 3 — ведущая и ведомая цилиндрические шестерни; 5 — сапун.

Двойная главная передача автомобиля ЗИЛ-130 показана на рисунке.

Ее основные части: ведущая 1 и ведомая 4 конические, ведущая 2 и ведомая 3 цилиндрические шестерни. Вал ведущей конической шестерни установлен в стакане картера редуктора на двух конических роликовых подшипниках, вал ведомой конической и ведущей цилиндрической шестерен также вращается на двух конических роликовых подшипниках.

Ведомая цилиндрическая шестерня прикреплена к коробке дифференциала и вместе с ней установлена на двух роликовых конических подшипниках. Преимущества двойной главной передачи, применяемой на некоторых грузовых автомобилях, по сравнению с одинарной — она позволяет при больших передаточных числах несколько уменьшить наружные размеры средней части картера заднего моста и этим повысить дорожный просвет автомобиля (расстояние от его низшей точки до дороги).

Дифференциал дает возможность ведущим колесам вращаться с разной частотой, когда они проводят пути неодинаковой длины, например на поворотах. Дифференциал состоит из коробки 4, в которой установлена крестовина 3. На нее надеты четыре шестерни 1, называемые сателлитами.

Они входят в зацепление с двумя шестернями 2 полуосей 7. Пока оба колеса проходят одинаковые пути, сателлиты, вращаясь вместе с коробкой дифференциала, сообщают обеим шестерням 2 одинаковую частоту вращения, сами же вокруг своих осей не повертываются. Когда же одна из шестерен 2 замедлит движение, сателлиты начинают повертываться вокруг осей крестовины и заставляют другую шестерню 2, соединенную с полуосью 7, вращаться быстрее.

Полуоси связывают дифференциал с ведущими колесами и приводят их в движение. Каждая полуось 7 соединена одним концом с шестерней 2, а другим — со ступицей колеса.

Дифференциал

Дифференциал:

а — детали; б — схема действия;

1 — сателлиты; 2 — шестерни полуосей (приводных валов); 3 — крестовина; 4 — коробка дифференциала; 5 и 6 — ведомая и ведущая шестерни главной передачи; 7 — полуоси.

Главная передача, дифференциал и полуоси находятся в разъемном картере, вентиляция которого осуществляется через сапун.

Картер представляет собой полую балку, выполняющую функции задней оси автомобиля. Вместе с главной передачей, дифференциалом и полуосями, а также установленными на концах его балки ступицами, колесами и колесными тормозными механизмами картер образует задний мост.

Ступицы колес установлены на балке заднего моста на двух подшипниках каждая. При такой установке полуоси называются полностью разгруженными.

Ступица заднего колеса автомобиля ГАЗ-53А

Ступица заднего колеса автомобиля ГАЗ-53А:

1 — винт крепления тормозного барабана; 2 и 16 — наружный и внутренний подшипники ступицы; 3 — болт-съемник полуоси; 4 — установочный палец; 5 и 6 — гайка и контргайка крепления подшипников; 7 — стопорная шайба; 8 — шпилька крепления полуоси; 9 — колпачковая гайка крепления внутреннего диска колеса; 10 — гайка крепления наружного диска колеса; 11 — ступица колеса; 12 — цилиндр тормоза колеса; 13 — балка заднего моста; 14 — полуось; 15 — сальник.

Главная передача, дифференциал и полуоси автомобиля ГАЗ-51А устроены так же, как и у автомобиля ГАЗ-53А, но зацепление шестерен главной передачи у ГАЗ-51А не гипоидное, а обычное.

Разрез ведущего моста

Разрез ведущего моста автомобилей «Москвич-408» и «Москвич-412»:

1 — фланец; 2 — гайка; 3 и 6 — подшипники ведущего вала; 4 — регулировочные прокладки; 5 — распорная втулка; 7 — ведущая шестерня; 8 — штифт оси сателлитов; 9 — сателлит; 10 — крышка подшипника дифференциала; 11 — коробка дифференциала; 12 — пробка маслоналивного отверстия; 13 — ось сателлитов; 14 — ведомая шестерня; 15 — болт крепления шестерни; 16 — болт стопора; 17 — стопор регулировочной гайки; 18 — картер заднего моста; 19 — кронштейн трубопроводов гидравлического привода тормозов; 20 — трубопровод гидравлического привода тормозов; 21 — подушка (площадка) рессоры; 22 — стопорная втулка подшипника полуоси; 23 — резиновый сальник; 24 — колпачковая масленка; 25 — пластина кропления подшипника; 26 — тормозной диск; 27 — войлочный сальник; 28 — упорная втулка; 29 — тормозной барабан; 30 — цилиндр тормоза колеса; 31 — клапан выпуска воздуха; 32 — болт крепления тормозного механизма и подшипника полуоси; 33 — подшипник полуоси; 34 — упорная шайба; 35 — наконечник картера с гнездом для подшипника полуоси; 36 — полуось; 37 — болт картера редуктора; 38 — регулировочная гайка; 39 — подшипник коробки дифференциала; 40 — шестерня полуоси.

Устройство главной передачи, дифференциала и полуосей автомобиля «Москвич-412» показано на рисунке. Главная передача одинарная, с гипоидным зацеплением шестерен 7 и 14. Дифференциал имеет только два сателлита 9, установленных на оси 13, закрепленной в неразборной коробке 11 дифференциала.

Полуоси 36 фланцевые, полуразгруженные. Наружный конец каждой полуоси установлен на шариковом подшипнике 33 в гнезде стального наконечника 35, приваренного к картеру заднего моста. Шлицами внутренний конец полуоси соединен с шестерней 40, установленной в коробке дифференциала.

Полуось удерживается в гнезде картера стальной пластиной 25, прижимающей наружное кольцо подшипника 33. Пластину вместе с тормозным диском 26 крепят к торцу фланца наконечника картера моста четырьмя болтами 32.

«Автомобиль», под. ред. И.П.Плеханова

Основные неисправности — это шум в главной передаче, дифференциале и ступицах при движении автомобиля и утечка масла из картера заднего моста. Шум возникает из-за нарушения регулировки зацепления шестерен или затяжки подшипников, ослабления крепления и износа деталей и шестерен. Изношенные детали и шестерни заменяют новыми. Нарушенные зацепление шестерен и затяжку подшипников устраняют регулировкой. Утечка масла чаще…

www.carshistory.ru

Средний мост, картер, главная передача, межосевой и межколесный дифференциалы и полуоси ЗИЛ 133ГЯ

  № Номер детали Наименование детали  

www.konsulavto.ru

130-2402077 Пластина стопорная болта крышки подшипника дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Модель 130
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 077
130Г-2402048 Стакан подшипников ведущей конической шестерни с кольцами подшипников в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 048
130Г-2402078 Стакан подшипников с внутренними кольцами в сборе (комплект) Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 078
130Г-2402097 Прокладка регулировочная 0,50 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 097
130Г-2402098 Прокладка регулировочная 0,20 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 098
130Г-2402099 Прокладка регулировочная 0,10 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 099
130Г-2402100 Прокладка регулировочная 0,05 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 100
130Г-2403020 Чашка дифференциала левая в сборе (комплект) Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 020
130Г-2403063 Втулка сателлита дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 063
133-2403010 Дифференциал заднего моста в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Примечание 1
Модель 133
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 010
133-2502010 Передача главная среднего моста Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 010
133-2502012 Шестерня ведущая коническая главной передачи в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 012
133-2502015 Картер главной передачи среднего моста в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 015
133-2502020 Шестерни ведущая и ведомая конические главной передачи среднего моста (комплект) Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 020
133-2502022 Вал ведущий среднего моста с дифференциалом и подшипниками в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 022
133-2502054 Крышка подшипника ведущего вала в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 054
133-2502202 Вал среднего моста задний с подшипником в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 202
133-2503010 Дифференциал среднего моста в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Примечание 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал и полуоси среднего моста
Порядковый номер детали 010
133-2506016 Чашки межосевого дифференциала в сборе (комплект) Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал межосевой
Порядковый номер детали 016
133-2509010 Механизм блокировки дифференциала среднего моста в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 010
  Код Название Артикул Цена  
006901 Механизм ЗИЛ-133 блокировки полуоси средн. моста 133-2509010 700.00
133Г1-2501006 Картер среднего моста с гайками в сборе (комплект) Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133Р“1
Группа Мост средний
Подгруппа Картер среднего моста и кожух полуосевой
Порядковый номер детали 006
201497-П8 Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Покрытие цинкование
258041-П Шплинт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 12
Примечание 1
Покрытие без покрытия
258251-П2 Шплинт-проволока Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие фосфатирование и промасливание
258254-П Шплинт-проволока Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
301201-П8 Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Покрытие цинкование
301563-П Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Примечание 1
Покрытие без покрытия
305417-П Штифт установочный Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Покрытие без покрытия
308650-П8 Шпилька крепления главной передачи длинная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Покрытие цинкование
1 133П-2501010 Картер среднего моста в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133Рџ
Группа Мост средний
Подгруппа Картер среднего моста и кожух полуосевой
Порядковый номер детали 010
2 262542-П Пробка КГ 1/4" Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
3 133-2502200 Вал среднего моста задний с отражателем в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 200
4 309782-П Сальник в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
5 200322-П8 Болт Подробнее Дополнительная информация:
Покрытие цинкование
6 252136-П2 Шайба пружинная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Покрытие фосфатирование и промасливание
7 133-2502208 Крышка подшипника вала привода заднего моста с сальником в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 208
8 133-2502225 Прокладка крышки подшипника Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 225
9 306429-П Шарикоподшипник вала привода заднего моста Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
10 133-2502229 Шайба подшипника упорная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 229
11 307772-П Кольцо стопорное Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
12 307913-П Сапун в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
13 130-2401054 Гайка подшипника ступицы колеса внутренняя со штифтом Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Модель 130
Группа Мост задний
Подгруппа Картер заднего моста
Порядковый номер детали 054
14 120-2401043 Корпус манжеты полуоси Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Модель 120
Группа Мост задний
Подгруппа Картер заднего моста
Порядковый номер детали 043
15 120-2401044 Набивка сальника 173х117х8 Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Модель 120
Группа Мост задний
Подгруппа Картер заднего моста
Порядковый номер детали 044
16 120-2401050 Шайба замочная гайки подшипника ступицы заднего колеса Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Модель 120
Группа Мост задний
Подгруппа Картер заднего моста
Порядковый номер детали 050
17 130-2401052 Гайка подшипника ступицы колеса внешняя в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Модель 130
Группа Мост задний
Подгруппа Картер заднего моста
Порядковый номер детали 052
18 133-2403070 Полуось моста правая Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Примечание 1
Модель 133
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 070
19 201452-П Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Примечание 1
Покрытие без покрытия
20 130Г-2403044 Пластина замочная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 044
21 130Г-2403043 Стопор гайки подшипника дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 043
22 130-2403048 Прокладка фланца полуоси Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Примечание 1
Модель 130
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 048
23 130Г-2403040 Гайка подшипника дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 040
24 306440-П Подшипник дифференциала конический в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Примечание 1
Покрытие без покрытия
25 301564-П Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 8
Примечание 1
Покрытие без покрытия
26 130Г-2403018 Чашка дифференциала правая Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 018
27 130Г-2403051 Шайба опорная шестерни полуоси Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 051
28 130Г-2403058 Шайба сателлита дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 058
29 130Г-2403054 Сателлит дифференциала с втулкой в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 054
30 130Г-2403050 Колесо зубчатое полуоси Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 050
31 130Г-2403060 Крестовина дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 060
32 130Г-2402167 Накладка ведомой шестерни опорная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 167
33 133-2402060 Шестерня ведомая главной передачи Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 060
34 483015-П Пробка КГ 1/2" Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
35 308651-П8 Шпилька Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 12
Покрытие цинкование
36 130Г-2403019 Чашка дифференциала левая Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 019
37 250870-П Гайка прорезная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 12
Примечание 1
Покрытие без покрытия
38 304164-П Заклепка Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 12
Примечание 1
Покрытие без покрытия
39 304083-П8 Шпилька Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 24
Примечание 1
Покрытие цинкование
40 133-2403071 Полуось моста левая Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Примечание 1
Модель 133
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 071
41 127-2403072 Втулка разжимная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 12
Примечание 1
Модель 127
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 072
42 252139-П2 Шайба пружинная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 24
Примечание 1
Покрытие фосфатирование и промасливание
43 250561-П8 Гайка Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 24
Примечание 1
Покрытие цинкование
44 133-2506023 Болт крепления чашек дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 8
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал межосевой
Порядковый номер детали 023
45 133-2506019 Чашка межосевого дифференциала задняя Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал межосевой
Порядковый номер детали 019
46 133-2506050 Шестерня коническая межосевого дифференциала среднего моста задняя в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал межосевой
Порядковый номер детали 050
47 157-2403058 Шайба опорная сателлита Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Модель 157
Группа Мост задний
Подгруппа Дифференциал и полуоси заднего моста
Порядковый номер детали 058
48 133-2506054 Сателлит межосевого дифференциала среднего моста с втулкой в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал межосевой
Порядковый номер детали 054
49 133-2506060-А Крестовина межосевого дифференциала заднего моста Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал межосевой
Порядковый номер детали 060
Дополнительно Взаимозаменяема с деталью, выпущенной ранее под этим же номером
50 133-2506018 Чашка межосевого дифференциала передняя Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал межосевой
Порядковый номер детали 018
51 258040-П Шплинт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 8
Покрытие без покрытия
52 250868-П8 Гайка Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 8
Покрытие цинкование
53 133-2502109 Шестерня ведущая цилиндрическая с втулкой в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 109
54 131-1803181 Каретка включения привода переднего моста Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 131
Группа Коробка раздаточная
Подгруппа Механизм переключения передач
Порядковый номер детали 181
55 133-2502024 Вал ведущий среднего моста Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 024
56 306673-П Подшипник шариковый ведущего вала передний Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
57 307799-П Кольцо подшипника стопорное Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
58 133-2502047 Прокладка крышки подшипника ведущего вала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 047
59 133-2502055 Крышка подшипника ведущего вала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 055
  Код Название Артикул Цена  
067600 Крышка ЗИЛ-133 подшипника ведущ.вала сред.моста 133-2502055 320.00
60 309730-П Манжета в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
61 133-2502036 Фланец ведущего вала в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 036
62 258071-П Шплинт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
63 303270-П Гайка вала ведущей конической шестерни Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
64 305854-П Шайба Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
65 201542-П8 Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 6
Покрытие цинкование
66 252137-П2 Шайба пружинная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 6
Покрытие фосфатирование и промасливание
67 201416-П8 Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 8
Покрытие цинкование
68 133-2509024 Крышка корпуса с бобышкой в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 024
69 131-1803225 Диафрагма механизма блокировки Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 131
Группа Коробка раздаточная
Подгруппа Механизм переключения передач
Порядковый номер детали 225
70 307970-П Кольцо стопорное Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
71 133-2509025 Крышка стакана Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 025
72 131-1803253 Пружина камеры нажимная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 131
Группа Коробка раздаточная
Подгруппа Механизм переключения передач
Порядковый номер детали 253
73 133-2509020 Стержень механизма блокировки Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 020
74 133-2509019 Стакан стержня механизма блокировки Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 019
75 133-2509023 Пружина возвратная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 023
76 133-2509015 Корпус механизма блокировки дифференцила Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 015
77 133-2509157 Прокладка уплотнительная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 157
78 133-2509049 Вилка муфты межосевого дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Механизм блокировки межосевого дифференциала
Порядковый номер детали 049
79 120-1702040 Болт стопорный вилок и головок коробки передач Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 120
Группа Коробка передач
Подгруппа Механизм переключения передач
Порядковый номер детали 040
80 133-2502123 Втулка ведущего вала распорная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 123
81 303250-П Гайка ведущего вала задняя Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
82 133-2506065 Шайба опорная конической шестерни межосевого дифференциала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Дифференциал межосевой
Порядковый номер детали 065
83 306415-П Подшипник шариковый ведущего вала Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
84 304917-П Шпонка ведомой цилиндрической шестерни Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
85 258086-П Шплинт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
86 252137-П2 Шайба пружинная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 8
Покрытие фосфатирование и промасливание
87 200369-П8 Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 8
Покрытие цинкование
88 133-2502051 Крышка стаканов подшипников ведущей шестерни Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 051
89 130Г-2402047 Прокладка крышки стакана уплотнительная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 047
90 303121-П Гайка ведущей конической шестерни Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
91 305854-П Шайба Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
92 306500-П Подшипник Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Покрытие без покрытия
93 130Г-2402049 Стакан подшипников ведущей шестерни Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 049
94 130Б-2402088 Шайба регулировочная 2,60...2,62 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 088
94 130Б-2402089 Шайба регулировочная 2,65...2,67 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 089
94 130Б-2402090 Шайба регулировочная 2,75...2,77 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 090
94 130Б-2402091 Шайба регулировочная 2,85...2,87 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 091
94 130Б-2402092 Шайба регулировочная 2,95...2,97 мм Подробнее Дополнительная информация:
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 092
94 130Б-2402093 Шайба регулировочная 3,05...3,07 мм Подробнее Дополнительная информация:
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 093
94 130Б-2402094 Шайба регулировочная 3,15...3,17 мм Подробнее Дополнительная информация:
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 094
94 130Б-2402095 Шайба регулировочная 3,20...3,22 мм Подробнее Дополнительная информация:
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 095
95 130Б-2402029 Втулка распорная подшипников ведущей шестерни главной передачи Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 130Р‘
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 029
96 130Г-2402096 Прокладка стакана регулировочная толщиной 1,0 мм Подробнее Дополнительная информация:
Примечание 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 096
97 133-2502120 Шестерня ведомая цилиндрическая Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 120
98 306859-П Подшипник роликовый цилиндрический ведущей шестерни Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
99 133-2502017 Шестерня ведущая коническая главной передачи Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 017
100 130Г-2402034 Прокладка картера редуктора Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 034
101 133-2502018 Картер главной передачи среднего моста Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 018
102 133-2502101 Прокладка крышки картера Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 101
103 133-2502025 Крышка картера главной передачи среднего моста Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 133
Группа Мост средний
Подгруппа Редуктор среднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 025
104 252137-П2 Шайба пружинная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 13
Покрытие фосфатирование и промасливание
105 201542-П8 Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 13
Покрытие цинкование
106 262514-П Пробка КГ 1" главной передачи заливная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие без покрытия
107 250559-П8 Гайка Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 16
Покрытие цинкование
108 252138-П2 Шайба пружинная Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 16
Покрытие фосфатирование и промасливание
109 303129-П8 Гайка Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Покрытие цинкование
110 130Г-2402166 Болт ведомой шестерни опорный Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 1
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 166
111 130Г-2402076 Крышка подшипника дифференциала со штифтом в сборе Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 2
Модель 130Р“
Группа Мост задний
Подгруппа Редуктор заднего моста (главная передача)
Порядковый номер детали 076
112 301538-П8 Болт Подробнее Дополнительная информация:
Кол-во на "133ГЯ" 4
Покрытие цинкование

Повышение проходимости грузового автомобиля блокировкой дифференциала

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Костанайский социально технический университет

имени академика З. Алдамжар

«Допущена к защите» _____________

Заведующий кафедрой ___________

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему: «Повышение проходимости грузового автомобиля блокировкой дифференциала»

Специальность 050713 «Транспорт, транспортная техника и технологии»

Выполнил Красильников Н. И.

Научный руководитель

Преподаватель Сатыбалдин Т. Т.

Дипломную работу защитил с оценкой ________________

«___» ______________ 2010 год.

Костанай 2010

Факультет Технический

Кафедра «Техники и технологии»

Специальность 050713 «Транспорт, транспортная техника и технологии»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ___________

“ ___ ” __________ 20__г.

Задание

по дипломной работе студента

Красильникова Николая Владимировича

(фамилия, имя, отчество)

1. Тема работы: «Повышение проходимости грузового автомобиля блокировкой дифференциала»

2. Срок сдачи студентом законченной работы “ __ ”__________200_ г

3. Исходные данные к работе: автомобиль ЗИЛ-4331

4. Перечень вопросов, разрабатываемых студентом:

  •  Технологическая часть
  •  Конструктивная часть
  •  Охрана труда
  •  Охрана окружающей среды
  •  Экономическая эффективность проекта

5. Перечень графического материала:

  •  Сравнение конструкций дифференциалов (1 листа формата А1)
  •  Основные технико-экономические показатели (1 лист формата А1)

6.Список рекомендованной литературы:

  •  Шульгин Л.М. Исследование автоматической блокировки дифференциала как средства повышения проходимости колесных машин. Дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1965.
  •  Горшков Ю. Г. Повышение эффективности функционирования системы «дифференциал - пневматический колесный движитель - несущая поверхность» мобильных машин сельскохозяйственного назначения. Дисс. докт. техн. наук. - Челябинск. 1999.
  •  Афанасьев Л. Л. и др. Конструктивная безопасность автомобиля: Учеб. пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности «Организация дорожного движения».- М.: Машиностроение, 1983.
  •  Гришкевич А. И. Автомобили. Теория: Учебник для вузов.- Минск: Высшая школа, 1986.
  •  Шкрабак В.С., Казлаускас Т.К. Охрана труда./ Под ред. Н.Д. Нагайцева.-М.:Агропромиздат, 1989.-480с.
  •  Когай Э.И., Хамкин В.А. Охрана труда на предприятиях автомобильного транспорта./ Под ред. Н.В. Пинчук.-М.:Транспорт, 1984.-253с.
  •  Банников А.Г. и другие. Охрана природы. М. Агропромиздат. 1985.

7. Дата выдачи задания «_____» _____________2009г.

Руководитель ______________________________________________________

(подпись)

Задание принял к исполнению ________________________________________

(подпись)

Календарный план

№ п/п

Наименование этапов дипломной работы

Срок выполнения этапов работы

Примечание

1

Анализ конструкций

2

Конструкторская часть

3

Охрана окружающей среды

4

Охрана труда

5

Экономическая эффективность

Студент-дипломник __________________________

Руководитель работы _________________________

СОДЕРЖАНИЕ

стр

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..6

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА……………………………………..8

  1.1 Требования к конструкции дифференциала…………………………………8

  1.2 Анализ и оценка конструкций дифференциалов…………………………...10

2. КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ………………………………………………......31

  2.1 Обоснование принципа автоматической блокировки простого шестеренчатого дифференциала………………………………………………31

  2.2 К расчету дифференциала……………………………………………………34

  2.3 Расчет вала на прочность…………………………………………………….38

  2.4 Расчет подшипника…………………………………………………………..45

3. ОХРАНА ТРУДА………………………………………………………………..47

  3.1 Конструктивная безопасность транспортных средств……………………..47

     3.1.1 Общие сведения…………………………………………………………..47

  3.2 Требования пожарной безопасности………………………………………..50

  3.3 Техника безопасности при обслуживании дифференциала…………….....51

  3.4 Основные работы по техническому обслуживанию

  коробки передач и раздаточной коробки…………………………………….....51

4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ…………………………………………..53

  4.1 Экологическая безопасность транспортных средств………………………53

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЕКТА……………………….55

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..59

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………….….....60

ПРИЛОЖЕНИЕ А………………………………………………………………….61

ВВЕДЕНИЕ

Конструкция современные автомобилей - это результат работы нескольких поколений талантливых изобретателей, инженеров, ученых. Производство этих автомобилей в развитых странах характеризуется на высочайшем уровне. Такие мировые компании, как Дженерал Моторс Корпорейшн, Форд Мотор Компани, Тойота, Ниссан, Опель, Фольксваген, Фиат и многие другие сумели потеснить на рынке продаж основную массу производимой техники в республиках СНГ.

Кроме того, они сумели создать многочисленные подразделения в этих республиках, которые производят в основном легковые автомобили дочерних компаний. Но, несмотря на успешное развитие так называемого «импортного» производства автомобилей, автомобили СНГ имеют большую популярность у водителей со средним достатком. Это автомобили ГАЗ, ВАЗ, ЗИЛ, УАЗ и другие. Конечно, конструкции этих автомобилей более просты, менее долговечны, но и средняя стоимость одного автомобиля и запасных частей к нему гораздо ниже, чем импортного.

Конструкции автомобилей непрерывно совершенствуются, тенденции развития конструкций обусловлены как экономически, так и социальными причинами.

Экономические причины определяют тенденцию повышения топливной экономичности как легковых, так и грузовых автомобилей, что в настоящее время стало одним из ведущих направлений современного автостроения. Социальными причинами обусловлена тенденция повышения безопасности автомобилей.

Автомобиль – объект повышенной опасности, ко всему являющийся источником загрязнения окружающей среды. Это определяет непрерывное повышение требований экологической безопасности, совершенствование активной и пассивной безопасности автомобиля.

Следует отметить тенденцию автоматизации управления автомобилем, которая обеспечивается современными средствами электронной, микропроцессорной техники и направлена на повышение топливной экономичности и динамики автомобиля (управление двигателем и трансмиссией), активной безопасности (управление тормозной системой), комфортабельности (управление подвеской и другое). Кроме всего пути совершенствования конструкций не лежат только в области усложнения, но необходимы и более удобные, надежные, недорогие элементы конструкций, в свою очередь позволяющий более автоматизировать процесс управления транспортным средством. Этой теме посвящен дипломный проект – разработке конструкции устройства блокировки простого шестеренчатого дифференциала.

У обычного дифференциала, если одно из колёс находится на льду или в воздухе, крутиться будет именно это колесо (при этом второе колесо, стоящее на твёрдой земле, неподвижно). Это наталкивает многих людей к выводу о том, что обычный (его ещё называют "свободным") дифференциал очень глупая штука, которая направляет весь крутящий момент именно на то колесо, у которого наихудшие условия для передачи усилия от мотора к дороге. Это не так - дифференциал делит усилие (крутящий момент от двигателя) поровну между колёсами, а величина этого усилия зависит от сцепления колёс с дорогой. Если одно из колёс находится на льду (а ещё лучше в воздухе, для наглядности примера), то оно не может передать ничего, т.к. не имеет точки опоры. Следовательно, и на противоположном колесе тяговое усилие будет равно нулю - машина никуда ехать не будет.

Для этого нужен дифференциал. В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу. В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо. Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой). При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте.

Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте [1].

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой. Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста.

Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода.

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Требования к конструкции дифференциала

Дифференциал - механизм трансмиссии, выполняющий функции распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или мостами (в некоторых автомобилях между бортами) и позволяющий ведомым валам вращаться с неодинаковыми угловыми скоростями. К нему предъявляют следующие требования:

-распределение крутящих моментов между колесами и мостами в пропорции, обеспечивающей наилучшие эксплуатационные свойства (максимальную тяговую силу, хорошие устойчивость и управляемость);

-общие требования.

Идея дифференциала стара. Хотя его изобретение обычно приписывают де Диону (конец ХIХ века), фактически разработка механизма дифференциала, соответствующая современному его устройству, была предложена Леонардо да Винчи за четыре столетия до создания средств передвижения, которым необходим дифференциал.

Механизм дифференциала впервые был применен в 1897 г. на паровом автомобиле. Вскоре после появления автомобилей с двигателем внутреннего сгорания на них стали применять дифференциалы, однако даже в 20-х годах некоторые автомобили выпускались без дифференциала. В частности, без дифференциала выпускался автомобиль НАМИ-1.

Но, как это часто бывает в случае внедрения новых технологий, решая одни проблемы, дифференциал создает другие. Его основной недостаток состоит в следующем: дифференциал передает большую часть крутящего момента на то колесо, у которого в данный момент хуже сцепление с дорогой; если колесо полностью теряет сцепление, на него передается весь крутящий момент. Это не имеет смысла. Если одно из колес пробуксовывает в грязи или находится в подвешенном состоянии, другое колесо не вращается вовсе, даже, несмотря на то, что его сцепление с дорогой увеличено за счет перенесения на него массы всей машины.

В настоящее время все автомобили имеют межколесные дифференциалы. Межосевые дифференциалы применяются в многоприводных автомобилях для предотвращения циркуляции мощности, дополнительно нагружающей трансмиссию, вызывающую ускоренное изнашивание шин.

В качестве межколесных дифференциалов на большинстве автомобилей устанавливаются конические дифференциалы, реже - цилиндрические.

Межосевой дифференциал может устанавливаться в раздаточной коробке («Урал-375», КрАЗ-260, КАЗ-4540) или в приводе главных передач (КамАЗ-5320, ЗИЛ-133ГЯ). Симметричный межосевой дифференциал устанавливается в том случае, если момент между главными передачами распределяется поровну, как это имеет место у полноприводного двухосного автомобиля (ВАЗ-21213) или равнонагруженных мостов тележки трехосного автомобиля.

Несимметричный дифференциал устанавливается в том случае, когда моменты между мостами распределяются не поровну, как, например, в автомобилях «Урал-4320», где нагрузка на передний мост составляет примерно 40% нагрузки на заднюю тележку.

В качестве межосевых применяются дифференциалы как конические, так и цилиндрические планетарного типа. Межбортовые дифференциалы используются в специальных многоприводных автомобилях. Такие дифференциалы применяются при трансмиссиях, размещенных по бортам автомобиля; они распределяют моменты поровну между бортами. В таких трансмиссиях, кроме того, иногда устанавливаются по бортам межосевые дифференциалы.

Принудительную блокировку дифференциалов используют для повышения проходимости автомобиля.

При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. Такая блокировка, как правило, реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов.

Включать подобного рода блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле. Пользоваться ими надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось.

Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости.

В некоторых конструкциях принудительно блокируется только межосевой дифференциал (КамАЗ-5320), а иногда принудительно блокируется как колесный, так и межосевой дифференциалы. Например, в автомобиле КАЗ-4540 наряду с межосевым принудительно блокируется и дифференциал заднего моста. В автомобиле «Магирус-290» с колесной формулой 6×4 принудительно блокируются межосевой дифференциал и оба дифференциала задней тележки. Принудительная блокировка обычно осуществляется с места водителя электропневматическим приводом.

Самоблокирующиеся межколесные или межосевые дифференциалы устанавливают также для повышения проходимости как легковых, так и грузовых и специальных автомобилей.

Наименьшее распространение получили самоблокирующиеся пульсирующие дифференциалы из-за их малой эффективности.

Несколько большее распространение получили самоблокирующие дифференциалы свободного хода. В частности, наряду с другими типами дифференциалов они применяются на автомобиле МАЗ-7310 и других восьмиколесных автомобилях [2].

Наибольшее распространение получили дифференциалы повышенного трения различных конструкций. Они установлены на автомобилях ГАЗ-66 и на всех модификациях четырехосных автомобилей МАЗ. Некоторые конструкции дифференциалов повышенного трения используют для легковых автомобилей высокого класса.

1.2 Анализ и оценка конструкций дифференциалов

Симметричный конический дифференциал. Симметричные конические дифференциалы наиболее распространенные (их часто называют простыми). Применяются они как на легковых, так и грузовых автомобилях, в качестве межколесных, а иногда и межосевых дифференциалов.

Механизм дифференциала включает корпус, сателлиты и ось сателлитов или крестовину, полуосевые шестерни. Число сателлитов в дифференциалах легковых автомобилей два, грузовых - четыре. В редких конструкциях встречаются три сателлита. Дифференциалы с двумя сателлитами 2 (рисунок 1.1 а) имеют неразъемный корпус 1, что придает ему большую жесткость. Для сборки дифферента корпус имеет окна. Дифференциалы с четырьмя сателлитами (рисунок 1.1 б), имеют разъемный корпус, с разъемом по оси сателлитов.

 

Рисунок 1.1 - Симметричные конические дифференциалы

Обе части корпуса скрепляются болтами. Для уменьшения трения трущиеся поверхности обычно разъединяются антифрикционными шайбами 4. Поэтому с достаточным приближением можно считать, что для такого дифференциала Кб=1. Торцовые поверхности сателлитов, так же как внутренняя поверхность корпуса, в большинстве дифференциалов выполняются сферическими, что способствует центрированию сателлитов на осях и более точному зацеплению с полуосевыми шестернями 3. Регламентированные значения посадочных зазоров допускают возможность такого центрирования. Для обеспечения смазки сателлитов оси в месте посадки сателлитов должны иметь лыски или спиральные канавки, удерживающие масло. Сателлиты и полуосевые шестерни выполняются прямозубыми. Число зубьев сателлитов и полуосевых шестерен может быть четным и нечетным, но для обеспечения сборки должно подчиняться условию:

2zш/n=k;     (1.1)

где zш - число зубьев полуосевой шестерни;

n - число сателлитов;

k - целое число.

К преимуществам простого конического дифференциала следует отнести: обеспечение устойчивости при движении по скользкой дороге; торможение двигателем благодаря равенству тангенциальных реакций на ведущих колесах; простоту устройства; малые размеры и массу; надежность; высокий КПД.

Отрицательным качеством является ограничение проходимости.

Симметричный цилиндрический дифференциал. В качестве примера на рисунке 1.2 показан межколесный симметричный цилиндрический дифференциал, установленный в главной передаче многоприводного автомобиля «Татра».

Рисунок 1.2 - Главная передача автомобилей «Татра» с цилиндрическим дифференциалом.

Крутящий момент от ведущего вала передается на корпус 1 дифференциала (водило), оттуда - через попарно связанные между собой сателлиты 2 - на две цилиндрические шестерни 6 и 7. Шестерни выполнены полыми и связаны с двумя коническими шестернями главных передач 3 и 4. Внутри них проходит вал 5 привода следующего ведущего моста. Конструкция достаточно сложная, включает в себя две главные передачи, имеющие неодинаковые размеры, но одинаковые передаточные числа. Полуоси расположены со смещением одна относительно другой. Цилиндрический дифференциал имеет небольшие размеры, так как он размещается перед главной передачей. При обычном размещении дифференциала, после главной передачи, его размеры должны быть больше, чем у конического дифференциала, рассчитанного на передачу такого же момента. Цилиндрический дифференциал имеет большее число зубчатых колес, чем конический, более сложен в изготовлении, чем объясняется его сравнительно редкое применение в качестве межколесного дифференциала.

Межосевые дифференциалы. Симметричные межосевые дифференциалы, устанавливаемые между равнонагруженными мостами автомобилей повышенной и высокой проходимости, выполняют обычно коническими с возможностью блокировки с места водителя. Как было отмечено выше, их устанавливают или в раздаточной коробке (ВАЗ-21213), или на промежуточном мосту трехосного автомобиля (КамАЗ-5320) в приводе главной передачи. Применение межосевого дифференциала исключает циркуляцию мощности, которая особенно сильно нагружает трансмиссию при движении по дорогам с гладкой поверхностью и тем больше, чем больше разница радиусов качения колес. Так, при разнице радиусов качения 7...8 мм нагружение трансмиссии крутящим моментом увеличивается в 2 раза.

Несимметричные межосевые дифференциалы, устанавливаемые в раздаточных коробках и распределяющие крутящие моменты соответственно массам, приходящимся на ведущие мосты, выполняют главным образом цилиндрическими планетарными.

Во всех конструкциях межосевых дифференциалов предусматривается принудительная блокировка. При принудительной блокировке дифференциала все его элементы вращаются как одно целое и коэффициент блокировки Кб=∞. Момент включения блокирующего устройства определяется водителем, что не всегда оптимально: если не выключена блокировка при движении по хорошей дороге, наблюдается ускоренное изнашивание шин; на дороге с неоднородным коэффициентом сцепления возможна потеря устойчивости.

Блокирующее устройство водитель включает непосредственно или дистанционно (пневматический или электропневматический привод). При принудительной блокировке межколесного дифференциала в неблагоприятных условиях (одно колесо вывешено) весь момент передается на одну полуось, которая должна быть на это рассчитана.

Различные конструкции блокирующих устройств показаны на рисунке 1.3. В автомобилях старых выпусков применялась блокировка при помощи зубчатой муфты, установленной на удлиненных шлицах одной полуоси (рисунок 1.3 а). Для блокирования дифференциала зубчатая муфта 1 должна быть в зацеплении с зубчатым венцом 2, нарезанным на удлиненном конце корпуса дифференциала. При такой конструкции полуоси невзаимозаменяемые.

 

Рисунок 1.3- Конструкции принудительно блокирующихся дифференциалов.

Взаимозаменяемость полуосей сохраняется в конструкции, показанной на рисунке 1.3 б. Здесь свободно сидящая на рукаве корпуса дифференциала муфта 1, в которой закреплены пальцы 3, входящие в его отверстия, вращается вместе с корпусом дифференциала. При перемещении муфты пальцы входят в отверстия 4, выполненные в одной из полуосевых шестерен, вследствие чего дифференциал блокируется. Для совмещения пальцев с отверстиями в полуосевой шестерне включать блокировку следует при движении на повороте, когда полуосевые шестерни поворачиваются относительно корпуса дифференциала [3].

Более сложное устройство блокировки межколесного дифференциала заднего моста у автомобиля КАЗ-4540 (рисунок 1.4). В этой конструкции на полуоси свободно сидит втулка 5 с закрепленными в ее торце пальцами 6. Пальцы свободно проходят в отверстия полуосевой шестерни. На удлиненном шлифованном конце полуоси сидит шлицевая муфта 7, с нарезанными на торце зубьями. Такие же зубья нарезаны на торце полуосевой шестерни. При перемещении пневмоприводом втулки с пальцами последние включают шлицевую муфту и дифференциал блокируется.

Рисунок 1.4 - Конструкция блокирующегося дифференциала КАЗ-4540

Самоблокирующиеся дифференциалы. Из многочисленных конструкций пульсирующих дифференциалов, имеющихся в патентной литературе, применение получил лишь шестеренный конический дифференциал.

Шестеренный конический пульсирующий дифференциал включает те же детали, что и простой конический дифференциал. Отличие - в профиле зубьев. В обычном эвольвентном зацеплении зубчатых колес окружное усилие всегда постоянно по величине независимо от относительного положения зубьев зацепляющихся зубчатых колес, так как линия зацепления имеет постоянный наклон и положение полюса зацепления также постоянно. Поэтому в простом коническом дифференциале число зубьев сателлита может быть четным или нечетным, а сателлит как равноплечая балка всегда делит поровну подводимое к нему усилие, передаваемое на полуосевые шестерни.

В пульсирующем коническом дифференциале профиль зуба сателлитов и полуосевых шестерен специальный: линия зацепления в процессе зацепления меняет наклон, полюс зацепления не остается на месте, а окружное усилие Р распределяется (силы Р1 и Р2) в зависимости от относительного положения зубьев. При этом меняется передаточное число пары сателлит - полуосевая шестерня.

Передаточное число имеет максимальное значение при контакте ножки зуба с головкой зуба полуосевой шестерни (рисунок 1.5), минимальное значение - при контакте головки зуба сателлита с ножкой зуба полуосевой шестерни. Число зубьев сателлита обязательно должно быть нечетным. Этим обеспечивается различие в условиях зацепления сателлита с правой и левой полуосями, а, следовательно, возможность передачи на полуоси неравных моментов при неподвижном сателлите и пульсирующих при вращающемся.

Рисунок 1.5 - Схема пульсирующего дифференциала.

При буксовании одного из колес пульсирующий момент на небуксующем колесе может в некоторых условиях обеспечить движение автомобиля.

Коэффициент блокировки пульсирующего дифференциала переменный (Кб≤2...2,5). За поворот сателлита на один зуб отношение моментов на полуосях меняется от Кб=Мmах/Мmin до 1/Кб=Мmin/Мmaх. Недостаточная величина коэффициента блокировки, не обеспечивающая значительного повышения проходимости, является одной из причин, ограничивающих его применение, несмотря на то, что из всех конструкций самоблокирующихся дифференциалов он самый простой и обладает высоким КПД. Следует также учитывать, что при вращении сателлита создается пульсация момента в трансмиссии, что также ограничивает допустимую величину коэффициента блокировки дифференциала. Условия сборки пульсирующего дифференциала такие же, как у простого конического.

Дифференциалы свободного хода (обгонные). Эти механизмы не всегда относят к дифференциалам, так как они не подчиняются закономерностям, устанавливаемым кинематическим уравнением дифференциала. В этом случае жесткая кинематическая связь между полуосями отсутствует.

Роликовый дифференциал свободного хода (рисунок 1.6) состоит из корпуса 1 дифференциала, имеющего на внутренней поверхности, профилированные продольные канавки для рядов роликов 2, помещенных в сепараторах 4 и 5, двух цилиндрических кулаков 3 и 6, имеющих на внутренней поверхности шлицы для связи с полуосями. Таким образом, корпус дифференциала связан с полуосями двумя муфтами свободного хода. При прямолинейном движении автомобиля по гладкой поверхности и одинаковых радиусах качения колес оба ряда роликов заклиниваются и оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Если одно колесо забегает, то ролики муфты свободного хода, связанные с полуосью этого колеса, выкатываются в свободное пространство профильных канавок, и колесо свободно катится, не передавая крутящего момента. Для того чтобы ролики при выкатывании не заклинивались в противоположной стороне канавок, сепараторы 4 и 5 имеют связь, ограничивающую их взаимное угловое перемещение.

Дифференциал одинаково работает при движении передним и задним ходом. Буксование одного колеса при таком дифференциале невозможно - буксовать могут только оба колеса [4].

Рисунок 1.6 - Роликовый дифференциал свободного хода

Дифференциал работает практически постоянно, что обусловлено наличием неровностей дороги, неравномерным износом шин, неодинаковой нагрузкой на колеса и другими факторами, поэтому крутящий момент передается в большинстве случаев через одно колесо. Это может стать причиной ускоренного изнашивания шин - интенсивность изнашивания зависит от передаваемого момента.

Коэффициент блокировки дифференциала свободного хода Кб=∞, что позволяет передавать тяговое усилие на одно колесо, когда второе вывешено или когда одна полуось сломана.

Однако передача момента одним колесом может отрицательно сказаться на управляемости автомобиля, что ограничивает возможности применения дифференциалов свободного хода для легковых автомобилей.

Недостатком роликового дифференциала свободного хода являются большие давления в контакте роликов 2 с корпусом 1, что не обеспечивает достаточной долговечности.

Дальнейшим развитием конструкций этого типа явились кулачковые дифференциалы свободного хода. Кулачковые дифференциалы свободного хода применяются более широко, в том числе и на некоторых автомобилях высокой проходимости (МАЗ-537). Одна из конструкций дифференциалов этого типа показана на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 - Кулачковый дифференциал свободного хода:

а - конструкция; б - схемы

Между двумя половинами корпуса дифференциала 4 и 5 зажато ведущее кольцо 6 с кулачками прямоугольного сечения с обеих сторон. Один из кулачков на каждом из торцов ведущего кольца выполнен удлиненным к центру (иногда вместо удлиненного кулачка используется шпонка). Впадины между кулачками по ширине больше ширины кулачков. В зацепление с этими кулачками входят кулачки 3 двух полумуфт 2 и 7, установленных на шлицах ступиц, связанных с полуосями. Кулачки полумуфт выполнены такими же, как у ведущего кольца. Полумуфты прижимаются пружинами 1 и 8 к ведущему кольцу.

При движении, когда обе полуоси имеют одинаковую угловую скорость, кулачки ведущего кольца упираются в кулачки полумуфт и дифференциал вращается как одно целое. Если одна из полуосей имеет большую угловую скорость (например, полуось, связанная с внешним колесом на повороте), то полумуфта этой полуоси, перемещаясь в осевом направлении, выходит из зацепления с ведущим кольцом и полуось с колесом вращаются свободно. Для этого имеется специальное устройство.

Внутри ведущего кольца 6 помещено центральное кольцо 9, на обоих торцах которого нарезаны трапециевидные зубья. Центральное кольцо может поворачиваться относительно ведущего кольца на небольшой угол, но зафиксировано от осевых перемещений разрезным пружинным замком 10, размещенным в кольцевых проточках ведущего и центрального колец. На внутренних торцах полумуфт 2 и 7, концентрично кулачкам прямоугольного сечения, нарезаны также зубья трапециевидного профиля, которые входят в зацепление с трапециевидными зубьями центрального кольца, когда угловые скорости полуосей одинаковы. Если одна из полуосей станет забегающей, то кулачки её полумуфты начнут обгонять кулачки ведущего кольца, что возможно благодаря широким впадинам между кулачками. Одновременно с этим наклонные плоскости трапециевидных зубьев забегающей полумуфты скользят по поверхностям трапециевидных зубьев центрального кольца, вследствие чего полумуфта получает перемещение в осевом направлении. Это выводит из зацепления как кулачки забегающей полумуфты с кулачками ведущего кольца, так и трапециевидные зубья полумуфты и ведущего кольца. Забегающая полумуфта освобождается и вращается с угловой скоростью, большей угловой скорости ведущего кольца.

Для того чтобы забегающая полумуфта не включалась периодически (через один зуб), на цилиндрический выступ каждой полумуфты надето с некоторым натягом блокирующее кольцо. На торцах блокирующих колец нарезаны трапециевидные зубья такого же профиля, как трапециевидные зубья полумуфт.

При сборке блокирующие кольца устанавливают так, чтобы удлиненные кулачки ведущего кольца входили в разрезы, а зубья совпадали с зубьями внутреннего ряда полумуфт. Ширина разрезов блокирующих колец обеспечивает возможность их поворота на половину шага зубьев. При выключении обгоняющей полумуфты вместе с ней поворачивается также блокирующее кольцо. Кольцо поворачивается до тех пор, пока торец его разреза не упрется в удлиненный выступ кулачка центрального кольца. В таком положении зубья блокирующего кольца располагаются против зубьев центрального кольца, что предотвращает периодическое включение забегающей полумуфты. После выравнивания угловых скоростей соответствующая пружина (1 или 8) перемещает полумуфту, и кулачки ее снова входят в зацепление с кулачками центрального кольца.

В эксплуатации наблюдаются случаи, когда зимой, при застывшем в корпусе дифференциала масле, включение и выключение полумуфт до прогрева масла несколько замедлено.

Кулачковый дифференциал свободного хода технологически сложен, что отражается на его стоимости [5].

Дифференциалы повышенного трения. Конструктивно могут выполняться различными: шестеренными с фрикционными элементами, червячными, кулачковыми (сухарными), гидравлическими. По рабочему процессу их можно разбить на три группы: с постоянным моментом трения; с моментом трения, пропорциональным передаваемому моменту; с моментом трения, пропорциональным квадрату разности угловых скоростей выходных валов.

Коэффициент блокировки дифференциала повышенного трения зависит от потерь на трение и, следовательно, связан с его КПД.

КПД симметричного дифференциала при остановленном корпусе:

ηд=Мзаб/Мот=(Мд-Мr)/(Мд+Мr);  (1.2)

Коэффициент блокировки этого дифференциала:

Кб=Мот/Мзаб=(Мд+Мr)/(Мд-Мr); (1.3)

Следовательно,

Кб=1/ηд.

Шестеренный дифференциал с постоянным моментом трения. Схема дифференциала показана на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 - Схема конического дифференциала с постоянным моментом трения

Постоянный момент трения создается фрикционной муфтой 2, диски которой прижимаются один к другому пружиной 1. Коэффициент блокировки зависит от момента трения фрикционной муфты и от передаваемого корпусом 3 дифференциала момента. С увеличением передаваемого момента коэффициент блокировки уменьшается. При малом значении передаваемого момента дифференциал практически заблокирован. График зависимости коэффициента блокировки от передаваемого момента представлен на рисунке 1.9. Здесь же показаны зависимости коэффициента блокировки для дифференциала, в котором трение отсутствует (кривая 3), и для дифференциала, в котором трение пропорционально передаваемому моменту (кривая 1).

Рисунок 1.9 - Зависимость коэффициента блокировки дифференциалов различных типов от передаваемого момента:

1-Мr=k(МД);

2-Мr=соnst;

3-Мr=0.

Дифференциалы с постоянным моментом трения (Мд=сonst), создаваемым фрикционной муфтой, не имеют сколько-нибудь широкого применения, так как при небольшом моменте трения муфты они и малоэффективны, а при большом - блокируются в широком диапазоне нагрузок, что может вызвать ускоренное изнашивание шин.

Шестеренный дифференциал с моментом трения, пропорциональным передаваемому моменту. На рисунке 1.10 представлена одна из многочисленных конструкций дифференциалов этого типа.

Рисунок 1.10 - Конический дифференциал с дисками трения.

Трение в дифференциале создается двумя дисковыми фрикционными муфтами 1 и 4. Крестовина дифференциала составлена из двух половин 2 и 3, которые могут раздвигаться при передаче момента, скользя концами шипов по наклонным поверхностям вырезов 5 в корпусе дифференциала. Чем больше передаваемый момент, тем больше раздвигаются обе части крестовины и тем большее сжимающее усилие действует на фрикционные диски. Сила, сжимающая фрикционные диски (без учета осевой силы от конического сателлита):

Рх=Р/tg β=Мд/(2R tg β);   (1.4)

где β - половина угла, образуемого наклонными поверхностями шипа;

Р - окружная сила, приложенная к концам шипов крестовины на радиусе R.

Момент трения:

Мr=Рхμrсрi;     (1.5)

где rср - средний радиус фрикционных дисков;

μ - коэффициент трения;

i - число пар трения.

Момент Мr пропорционален передаваемому моменту Мr=kМд (k - коэффициент пропорциональности). Найдем коэффициент блокировки:

Кб=(Мд+kМд)/(Мд-kМд);   (1.6)

Коэффициент блокировки постоянный (см. рисунок 1.9), обычно Кб≤4. При передаче небольшого по величине момента (например, при движении, на повороте) трение невелико.

Конструкции дифференциалов этого типа часто применяются на автомобилях высокого класса.

Червячный дифференциал. Одна из конструкций червячных дифференциалов показана на рисунке 1.11.

Рисунок 1.11 - Червячный дифференциал

Здесь усилие от червячных сателлитов 3 передается к полуосевым шестерням 1 и 5 через червяки 2 и 4. Коэффициент блокировки этого дифференциала, у которого момент трения пропорционален передаваемому через дифференциал моменту, постоянный и определяется выражением: Кб=1/ηд. Где ηд=η1 η2 η3 η4 - произведение КПД четырех червячных пар, находящихся в зацеплении при передаче крутящего момента от одной полуоси к другой, когда водило (корпус дифференциала) остановлено.

В выполненных конструкциях коэффициент блокировки часто был неоправданно высоким и доходил до Кб=20.

Червячный дифференциал наиболее сложный и дорогостоящий из всех типов дифференциалов. Он требует применения дефицитных материалов (сателлиты и червячные шестерни из оловянистой бронзы). В настоящее время применяется крайне редко.

Кулачковые дифференциалы (сухарные). Кулачковые дифференциалы конструктивно могут выполняться с горизонтально (рисунок 1.12 а) и радиально (рисунок 1.12 б) расположенными сухарями.

Рисунок 1.12 - Схема кулачкового дифференциала (сухарного)

Сухари могут размещаться в один или два ряда. При однорядном размещении число кулачков на полуосевых элементах (звездочках) должно быть разным, при этом хотя бы один сухарь будет передавать усилие. При двухрядном размещении число кулачков (рисунок 1.13) одинаково, но один ряд сухарей относительно другого смещают на половину шага кулачков.

Рисунок 1.13 - Двухрядный кулачковый дифференциал

Кулачки внутренней звездочки 2, связанной с одной из полуосей, также расположены в два ряда, со смещением на половину шага. С другой полуосью связана наружная звездочка 3, кулачки которой выполнены по всей ширине звездочки. Ведущим элементом является корпус дифференциала 1 с обоймой 4, в отверстиях которой могут перемещаться в радиальном направлении сухари 5.

Такая конструкция позволяет всегда иметь в зацеплении один ряд сухарей, т. е. передавать усилие одновременно всеми сухарями одного из рядов.

При износе кулачков угол их наклона уменьшается, что приводит к увеличению коэффициента блокировки. При сильном износе кулачков возможно заклинивание сухарей. В выполненных конструкциях кулачкового дифференциала Кб=4...5 [6].

Гидравлические дифференциалы. В гидравлических дифференциалах момент трения, как правило, зависит от квадрата разности угловых скоростей ведомых валов. Они могут применяться как межколесные, так и межосевые. Из большого числа конструкций рассмотрим одну, представленную на рисунке 1.14.

Рисунок 1.14 - Гидравлический дифференциал

В нем установлен лопастной масляный насос, ротор 3 которого жестко связан с левой полуосевой шестерней, а статор 1 закреплен на корпусе дифференциала. В том случае, когда полуосевые шестерни вращаются с разными угловыми скоростями, масляный насос перекачивает масло через узкий канал 4, получая питание через канал 2, чем создается сопротивление поворачиванию полуосевой шестерни. Поступление масла в полость корпуса дифференциала обеспечивается черпаками 5. Блокировка осуществляется как при движении вперед, так и назад.

Гидравлическим дифференциалам этого типа присущи некоторые недостатки, ограничивающие их применение:

-давление, создаваемое насосом, должно быть высоким, что трудно осуществимо;

-гидравлическое сопротивление зависит от температуры масла.

В последнее время некоторое распространение получили простые дифференциалы с автоматической блокировкой при помощи гидромуфты с вязкой жидкостью (рисунок 1.15).

Рисунок 1.15 - Межосевой дифференциал с гидравлической блокирующей муфтой (схема и конструкция)

Этот дифференциал межосевой, размещен в раздаточной коробке. Гидромуфта включена между валами 2 и 3 приводов переднего заднего мостов. Привод от двигателя осуществляется через коробку передач и вал 1 раздаточной коробки. С увеличением разницы угловых скоростей валов, а также времени буксования момент трения гидромуфты увеличивается. Иногда дифференциалы этого типа называют «силиконовыми» по названию применяемой в них жидкости.

Опыт эксплуатации этих дифференциалов пока отсутствует. Можно предполагать, что в условиях низких температур применение «силиконовых» дифференциалов несколько снизит КПД трансмиссии.

2. КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Обоснование принципа автоматической блокировки простого шестеренчатого дифференциала

В трансмиссию большинства колесных машин введены простые шестеренчатые дифференциалы, которые в условиях плохих, дорог и бездорожья служат причиной снижения их производительности, ухудшения проходимости и приводят к технологическим отказам из-за буксования ведущих колес.

В настоящее время преимущественное распространение получили конические шестеренчатые дифференциалы как более надежные, простые и компактные, а с цилиндрическими шестернями менее распространены. Но все они работают нормально только до тех пор, пока сцепление колес с дорогой превышает силы сопротивления движению. Если же ведущие колеса работают на покрытиях с различным коэффициентом сцепления (или одно из колес ведущего моста вывешено), то при наличии дифференциала машина останавливается или движется медленнее, с пробуксовкой, так как ее тяговые свойства определяются условиями сцепления того колеса, которое контактирует е худшим дорожным покрытием.

Если в такой ситуации заблокировать полуоси (чтобы ведущие колеса работали как соединенные жесткой связью), то тяговое усилие будет увеличено за счет силы сцепления колеса, находящегося в более благоприятных условиях.

Все существующие механизмы блокирования дифференциала можно разделить на две группы, различающиеся способом и эффективностью - с полной и частичной блокировкой.

Автоматический самоблокирующийся дифференциал создан на базе простого шестеренчатого. Он имеет дополнительный механизм, который блокирует колеса в начале их пробуксовывания, используя касательные силы инерции. Этот механизм автоматически и выключается, обладает малым внутренним трением, надежен в работе, не ухудшает работу обычного шестеренчатого дифференциала при различных режимах движения колесной машины.

Блокирующий механизм (рисунок 2.1) расположен в корпусе дифференциала на шлицах полуосей ведущих колес 6.

Рисунок 2.1 Принципиальная схема механизма блокировки дифференциала:

1 - полуоси; 2 - упорные конические шарикоподшипники; 3 - корпус дифференциала; 4 - нажимные диски; 5 - блокирующие диски; 6 - шлицы полуосей; 7 - винтовая силовая пружина; 8 - ролики; 9 - сепаратор; 10 - сателлиты; 11 - шестерни полуосей; 12 - пружина консольного типа

Он представляет собой двухстороннюю муфту, вращающуюся вместе с полуосевыми шестернями дифференциала 11, состоит из нажимного диска 4 и блокирующего 5 с пазами, витой силовой пружины 7. Пружина одним концом закреплена на ступице нажимного диска, другим - на блокирующем. Между дисками 4 и 5 расположен сепаратор 9 с роликами 8, размещающимися в их пазах. Сепаратор состоит из внешнего 13 и внутреннего 14 колец, соединенных между собой шпильками 15 (рисунок 2.2). В его кольцах имеются отверстия для установки осей роликов. Механизм также имеет пружины консольного типа 12, выполненные из многожильного стального тросика и удерживающие сепаратор с роликами в среднем положении по отношению к местам заклинивания.

Рисунок 2. 2 - Схема сепаратора с роликами:

1 - внешнее кольцо; 2 - ролик; 3 - шпилька; 4 - внутреннее кольцо.

Блокирующий диск посажен на ступицу нажимного и находится с последним в постоянном зацеплении, которое обеспечивается витой силовой пружиной, роликами и пазами. Силовая витая пружина постоянно удерживает диски в сомкнутом состоянии.

Все детали блокирующего механизма (если последний выключен из работы) вращаются с одинаковой угловой скоростью, выполняя функцию простого шестеренчатого дифференциала. При движении машины прямо, на поворотах, при переезде колесом каких-либо препятствий он не работает.

При попадании одного из ведущих колес на скользкий участок пути оно пробуксовывает. Нажимной диск (буксующего колеса), получив угловое ускорение (ε-10...25 с-2), вместе с шестерней полуоси поворачиваются на определенный угол.

За счет силы инерции блокирующий диск остается неподвижным, а нажимной стремится выйти из зацепления, консольные пружины деформируются, и ролики оказываются заклиненными между пазами дисков. Блокирующий, преодолевая сопротивление силовой пружины, перемещается вдоль ступицы нажимного до стенок корпуса дифференциала. За счет сил трения осуществляется блокировка дифференциала.

При дальнейшем движении машины происходит «игра» полуосей. Вследствие этого давление в блокирующей муфте (нажимной диск - блокирующий диск - стенка корпуса дифференциала) ослабевает, и блокирующий диск возвращается в исходное положение под действием упругих сил витой пружины. Расклинивание роликов механизма происходит при перемещении консольных пружин в исходное положение.

Силы инерции в дифференциале имеют наибольшее значение в начале относительного поворота полуосей и когда колесо, имеющее худшее сцепление с грунтом, еще не успело раскрутиться. По этой причине механизм включается, используя касательные силы инерции.

Сравнение конструкций дифференциалов приведено в Приложении А.

2.2 К расчету дифференциала

Принципиально возможность такого способа блокировки обусловлена разницей величин углового ускорения ведущего колеса при работе дифференциала в обычных условиях и пробуксовке одного из ведущих.

Угловое ускорение ведущих колес при разгоне максимальной интенсивности на пределе сцепления колес с дорогой [7]:

εφ=,    (2.1)

где g - ускорение свободного падения;

γ - коэффициент загрузки ведущих колес массой автомобиля;

φ - коэффициент сцепления;

δ- коэффициент учета вращающихся масс автомобиля;

rk - радиус качения колеса.

Максимальное угловое ускорение ведущего колеса, вызываемое поворотом автомобиля, при постоянной скорости его движения:

εφ=,    (2.2)

где v - линейная скорость центра задней оси автомобиля;

R - минимальный радиус поворота центра задней оси;

В - средняя ширина колеи ведущих колес;

t - время поворота рулевого колеса и крайнее положение

При буксовании максимальная величина углового ускорения, как и при отрыве ведущего колеса от дороги, ограниченная подведенным крутящим моментом двигателя:

εб=(1-ξ)-,  (2.3)

εо=,    (2.4)

где Jпр - приведенный к ведущему колесу суммарный момент инерции вращающихся частей двигателя, трансмиссии ведущего колеса.

Jпр=(Jд+λ)ηmim+Jk,    (2.5)

где iм - общее передаточное число трансмиссии от двигателя до раздельно раскручивающегося, колеса;

М - крутящий момент двигателя;

λ - коэффициент неустановившегося режима работы;

ξ - коэффициент внутреннего трения в дифференциале;

φmin - коэффициент сцепления буксирующего колеса;

ηm - КПД трансмиссии;

Jk - момент инерция ведущего колеса,

Jд - момент инерции двигателя.

Значения углового ускорения для ведущего колес автомобиля ЗИЛ-4331 при отрыве от дороги ε0 и буксовании на льду при λ=0,25; М=206 Н·м; ξ=0,04; ηм=0,85+0,98 приведены, в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Значения угловых ускорений

ε, рад/с2

С грузом

Без груза

Передачи

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

Отрыв от дороги

129

85

545

37,6

28,6

129

85

54,5

37,6

31,2

Буксование на льду

100,5

46,4

29,2

-

-

117,3

70,5

37,5

28,9

25,6

Необходимо отметить, что на величину угловых ускорений большое влияние оказывает разность коэффициентов сцепления между ведущими колесами:

Δφ=,   (2.6)

где Gа - полный вес автомобиля.

Кроме того, угловое ускорение зависит от передачи, на которой работает колесная машина (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Зависимость углового ускорения колеса от разницы коэффициентов сцепления

Зона рекомендуемых значений чувствительности блокирующего механизма к заклиниванию по угловому ускорению ведущего колеса должна определяться условием εзак≥ε+φп, для автомобиля ЗИЛ-4331 оно составляет 10...25 с-2 [8].

Предельное значение коэффициента сцепления буксующего колеса с дорогой, при котором обеспечивается срабатывание блокирующего механизма на различных передачах:

φпред=,    (2.7)

где εр - соответствующее расчетное значение углового ускорения буксующего колеса.

С другой стороны, на угловое ускорение раскручивающегося колеса при буксовании или отрыве от дороги оказывает влияние действие ведущих колес, связанных с дорогой через дифференциал.

В данном случае дифференциал, являясь механизмом с двумя степенями свободы, получает управление от двигателя, так и от дороги через ведущие колеса и полуоси.

Независимо от того, как движется автомобиль при раздельном буксовании ведущих колес (с ускорением или с замедлением), буксующее получает дополнительное положительное приращение углового ускорения. Причем, если при ускоренном движении оно непосредственно связанно с разгоном, то есть действует на оба ведущих колеса, то при замедлении связано с передачей отрицательного ускорения небуксующего колеса. Замедление поступательного движения машины при буксовании ведущего колеса может быть вызвано уменьшением реализуемого тягового усилия или возросшим сопротивлением передвижению, либо тем и другим вместе.

Приращение углового ускорения буксующего колеса возрастает при отрицательном ускорении автомобиля. Если допустить, что масса маховика двигателя бесконечно велика по отношению к массе ведущих колес, то отрицательное ускорение машины при уменьшении коэффициента сцепления одного из колес на величину ∆φ:

ΔφGсц=;

εj=;

откуда;   (2.8)

Дополнительное приращение углового ускорения буксующего колеса соответственно составляет:

εj=,     (2.9)

Это ускорение буксующего колеса при уменьшении реализуемого тягового усилия колес, соответствующем ∆φ=0,6 для груженого автомобиля ЗИЛ-4331 на прямой передаче, составляет εj=9,06 с-2 [9].

Если уменьшение реализуемого тягового усилия совпадает с возрастанием сопротивления передвижению автомобиля, то приращение углового ускорения буксующего колеса дополнительно увеличивается на величину:

εш=;     (2.10)

где ∆ψ - увеличение коэффициента сопротивления движению автомобиля.

В случае движения по переменной местности буксующее колесо получает увеличение углового ускорения еще на одну дополнительную составляющую, обусловленную изменением угловой скорости небуксующего колеса при преодолении препятствия. Ориентировочно о ней можно судить, исходя из значения вертикального ускорения ведущих колес при переезде препятствия:

εпб=;     (2.11)

где z - коэффициент, характеризующий отрицательное вертикальное ускорение небуксующего колеса при переезде препятствия.

В общем случае суммарное угловое ускорение буксующего колеса для прямолинейного движения машины составит:

ε=εд+εj+εш+εпб;    (2.12)

При этом возможность одновременного воздействия на буксующее колесо угловых ускорений εj и εш исключена.

Тот факт, что угловое ускорение буксующего колеса значительно превышает максимальное ведущего, движущегося без пробуксовки, свидетельствует о принципиальной возможности осуществления блокировки дифференциалов ограничением его углового ускорения. При этом дополнительное воздействие на него возможных угловых ускорений (εj, εш и εпб) увеличивает разность между величинами углового ускорения при буксовании, повороте, разгоне и. т.д.

Разработанный роликовый механизм способен блокироваться только при заданном угловом ускорении ведущего колеса, определяющем его чувствительность и продолжительность действия. При этом значительно снижаются ударные нагрузки, возникающие при блокировании дифференциала [10].

Такой механизм можно использовать непосредственно в условиях сельхозпредприятий для машин, имеющих в трансмиссии простые шестеренчатые дифференциалы, без значительных материальных затрат и труда.

2.3 Расчет вала на прочность

Определим опорные реакции в горизонтальной плоскости:

ΣМД=0; R0,99-Рsin15º·0,92=0R=

R==15,9 Н

ΣМВ=0; Рsin15º·0,07-R0,99=0R=

R==1,2 Н

Проверка

ΣRx=0

R-P sin 15º+R=0

15,9-17,1+1,2=0

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y.

Сечение 2-2

0≤х2≤0,92;

М=R·х1, Н·м

при х1=0; М=0; х1=0,92; М=1,2·0,92=1,1 Н·м

Сечение 1-1

0≤х2≤0,07; М=+R·х1, Н·м

при х1=0; М=0; х1=0,07; М=15,9·0,07=1,1 Н·м

Определим опорные реакции в вертикальной плоскости

ΣМД=0; R0,99-Рcos15º·0,92=0R=

R==59,24 Н

ΣМВ=0; Рcos15º·0,07-R 0,99=0R=

R==45 Н

Проверка

ΣRу=0; RВ-Рcos15º+RД=0

59,24-63,75+4,51=0

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси х:

Сечение 1-1;

0≤х2≤0,07; М=RД·х1, Н·м

при х1=0; М=0; х1=0,92; М=4,51·0,07=4,15 Н·м

Сечение 2-2;

0≤х2≤0,92;

М=RД·х2, Н·м

при х2=0; М=0; х2=0,92; М=4,51·0,92=4,15 Н·м

Определим суммарные радиальные реакции

RB===22 Н

RД===4,7 Н  (2.13)

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженном сечении.

МС===4,33 Н·м (2.14)

Строим эпюру крутящих моментов

ТК=40 Н·м

Определим напряжения в опасных сечениях вала:

а) нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу:

σа=σл=;    (2.15)

где WНЕТТО - осевой момент сопротивления сечения вала, мм3

WНЕТТО=0,1d3-;  (2.16)

Тогда

WHETTO=0,1·503-=11285 мм

Тогда σа=σи==0,38 Н/мм2

б) касательные напряжения изменяются по нулевому циклу, при котором амплитуда цикла a равна половине расчетных напряжений кручения к:

τа==,    (2.17)

где МК - крутящий момент, Н м

WРНЕТТО - полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм3

WРНЕТТО=0,2d3-;  (2.18)

WPHETTO=0,2·503-=23785 мм

τа==1,26 Н/мм2

Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

(Кσ)D=

(Кτ)D=;   (2.19)

где К и К - эффективные коэффициенты концентрации напряжений, принимаем К=1,4; и К=1,4

Кd - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, принимаем Kd=0,77.

KF - коэффициент влияния шероховатости, принимаем KF=1,05

КУ- коэффициент влияния поверхностного упрочнения, принимаем КУ=1,6.

Тогда:

(Кσ)D=(Кτ)D==1,17

Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала

(σ-1)D=;

(τ-1)D=;    (2.20)

где -1 и -1 - пределы выносливости образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, принимаем -1=380 Н/мм2, -1=0,58, -1=0,58380=220,4 Н/мм2

Следовательно:

(σ-1)D==324,8 Н/мм2

(τ-1)D==188,4 Н/мм2

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Sδ=, Sτ=   (2.21)

Подставляя значения, получим

Sδ==852,6;

Sτ==149,5;

Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении

S=≥[S]=2,2   (2.22)

S==147≥[S]

Следовательно, вал в опасном сечении удовлетворяет условиям прочности.

Рисунок 2.4 Эпюры изгибающих моментов

2.4 Расчет на прочность подшипника

В дифференциале установлены однорядные радиальные шарикоподшипники при чисто радиальной нагрузке.

F1=280 Н,

Fa=0,

с=3,90 Н,

Со=2270 Н,

n=620 об/мин

По условию прочности работы подшипников

V=Кб=Кт=1, X=1

Эквивалентную прочностную нагрузку определяем по формуле:

P=X·Fг·V·Kб·Кт,    (2.23)

где Р - эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

Fг - радиальная нагрузка, Н;

V - коэффициент вращения;

Кб - коэффициент безопасности;

Кт - температурный коэффициент.

Р=1·280·1·1·1=280 Н

Номинальную долговечность определяем по формуле:

L=, об/мин.    (2.24)

где Р - динамическая грузоподъемность, Н.

L==1480 об/мин

Долговечность подшипника в часах определяют по формуле:

Ln=,ч.     (2.25)

где Ln - долговечность подшипника, ч;

n - наибольшая частота вращения, об/мин

Ln==30810 ч.

3. ОХРАНА ТРУДА

3.1 Конструктивная безопасность транспортных средств

3.1.1. Общие сведения

Наряду с бесспорными достоинствами автомобилизации появляется тенденция к увеличению человеческих и материальных потерь вследствие аварий, связанных с транспортными средствами.

Автомобиль представляет собой потенциальный источник повышенной опасности для людей, которая резко возросла в последние годы в результате роста мощностей двигателей и скорости движения. В связи с этим возрастают требования к конструктивной безопасности транспортных средств.

Безопасность транспортного средства подразумевает такие эксплуатационные и динамические качества, которые уменьшают вероятность ДТП, а в случае его возникновения - исключение травм водителя, пассажиров и снижение их последствий.

Конструктивная безопасность транспортного средства включает в себя активную, пассивную, послеаварийную и экологическую безопасность транспортного средства (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1-Классификация конструктивной безопасности транспортных средств

Рабочее место водителя. Рациональная организация рабочего места водителя имеет большое значение для БДД, повышения производительности труда, сохранения здоровья водителя.

Обитаемость - характеристики среды, определяющие уровень комфорта (микроклимат, загазованность, эргономические свойства, шум и вибрации, плавность хода) и эстетические качества рабочего места водителя.

Микроклимат определяется температурой, влажностью и скоростью воздуха. Приемлемыми значениями температуры являются 17...24 °С, а оптимальными - 20...22 °С. Температурное воздействие на организм (прежде всего интенсивность теплообмена) существенно зависит от влажности и скорости воздуха. Допустимая относительная влажность воздуха составляет 30...70 %. Должно соответствовать ГОСТ 12.1.005-85.

Влияние микроклимата на состояние водителя представлено в таблице 3.1

Таблица 3.1

Влияние микроклимата на состояние водителя

Показатель микроклимата

Состояние водителя

Повышение температуры воздуха до 25°С

Снижается скорость реакции, ускоряется физическое утомление

Температура воздуха выше 30оС

Ухудшается умственная деятельность, замедляется реакция

Температура воздуха ниже 17°С

Начинается охлаждение тела, наблюдается снижение работоспособности мышц и их быстрая усталость, неточность и скованность движений. Минимальная допустимая температура в кабине 11оС

Повышение влажности при низкой температуре

Увеличивается теплоотдача и интенсивность охлаждения организма

Повышение влажности при высокой температуре

Перегрев организма

Рекомендуемая скорость воздуха в салоне автомобиля примерно 1 м/с. Считается, что вентиляция кабины грузового автомобиля должна обеспечивать при закрытых окнах не менее чем двадцатикратный воздухообмен. При этом подача свежего воздуха в кабину или салон в зимний период должна составлять 0,5...0,8 м3/мин, а летом 1...2,4 м3/мин [11].

Важным фактором, влияющим на БДД, является чистота воздуха в кабине (салоне) автомобиля (таблица 3.2).

Таблица 3.2

Влияние изменения состава воздуха на состояние водителя

Изменение состава воздуха

Состояние водителя

Повышение концентрации оксида углерода

Снижается внимание, увеличивается сонливость, снижается острота зрения, особенно ночью

Концентрация оксида углерода свыше 0,02 %

Легкое отравление

Концентрация диоксида углерода более 1...2 %

Снижается эффективность работы

Повышение концентрации диоксида углерода до 3 %

Затрудняется дыхание

Концентрация оксидов азота (NO, NО2) более 0,01 %

Вдыхание в течение 0,5...1 ч может вызвать заболевание

Повышение концентрации акролеина - газа, содержащегося в отработавших газах дизелей

Раздражение слизистой оболочки горла, носа, глаз

Количество пылеватых частиц более 150 млн на 1 м3 воздуха

Раздражение дыхательных путей

Шум оказывает вредное воздействие на органы слуха, кору головного мозга. Снижается внимание, увеличивается время реакции, затрудняется восприятие сигналов других транспортных средств, слуховой контроль работы агрегатов своего автомобиля. Уровень шума до 75 дБ считается нормальными условиями, уровень 80...85 дБ является уже вредным. Болевые ощущения возникают при уровне шума 130 дБ и выше. Действие шума определяется не только его интенсивностью, но и частотой. Среднечастотные шумы (350...800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц) более вредны, чем низкочастотные (200...300 Гц). Длительное воздействие громких высокочастотных шумов вызывает головные боли. Нормы предельного уровня шума в кабине составляют от 75 до 85 дБ в зависимости от типа транспортного средства. Должно быть соответствие ГОСТ 12.1.005-85.

Источниками вибраций и колебаний являются работающие двигатель и агрегаты транспортного средства, неровности дороги. Вибрации и колебания характеризуются частотой и амплитудой, скоростью и ускорением колебательного движения. Чем больше частота вибраций, тем меньше может быть допустимая амплитуда колебаний. Собственные частоты колебаний частей человеческого тела составляют 4...5 Гц для области таза, 4...8 Гц для области брюшной полости, до 30 Гц для области головы. Собственная частота колебаний всего тела составляет примерно 5 Гц. Если при движении автомобиль испытывает колебания, кратные частоте колебаний тела человека или его частей, возможны резонансные колебания, что резко повышает утомляемость водителя, так как вызывает общее напряжение тела и увеличивает расход энергии.

Эргономические свойства - показатели, характеризующие соответствие размера, формы сидений и органов управления транспортным средством антропометрическим параметрам. Соответствие ГОСТ 12.1.005-85.

Управление автомобилем требует высококоординированных действий и движений, быстроты и точности двигательных реакций. Длительное пребывание в условиях ограниченной подвижности, однообразие рабочей позы и движений вызывают нарушение координации. Требуется обеспечение условий, соответствующих физиологическим возможностям человека [12].

Компоновка кресла водителя должна способствовать удобной посадке водителя (прежде всего правильное положение позвоночника), обеспечивающей наименьшие физические затраты и состояние постоянной готовности в течение длительного времени. Это достигается определенным соотношением размеров элементов сиденья, возможностью регулировки в вертикальной и горизонтальной плоскостях, изменением наклона спинки сиденья, амортизирующими устройствами и материалами сиденья.

При разработке конструктивных решений органов управления автомобилем (расположение, форма, размеры и т.д.) учитывают их функциональное назначение, значимость, частоту пользования, очередность пользования. Кроме того, конструкции органов управления должны обеспечивать:

-экономию движений (число движений и траектории должны быть минимальны);

-простоту и законченность движений (последнее предполагает, что окончание предыдущего движения должно быть удобным для начала следующего);

-размещение в оптимальной зоне досягаемости рук и ног водителя;

-равномерное распределение нагрузки на руки и ноги.

3.2 Требования пожарной безопасности

Все автомобили должны быть оборудованы огнетушителями и искрогасителями; в соответствии с ГОСТ 12.1.004.-96.

Заправлять технику ТСМ следует только механизированным способом при неработающем двигателе с соблюдением правил пожарной безопасности;

Нужно постоянно следить за исправностью огнетушителя после использования сразу заменить новым. Необходимо постоянно контролировать и защищать от повреждений все аппараты и провода электрооборудования, не допускать загрязнения их маслом и пылью. Поврежденные места следует незамедлительно заменить на новые и т.д.

Все операции по техническому обслуживанию и ремонту должны выполняться с соблюдением настоящих Правил. При появлении посторонних шумов, запахов гари, дыма, искрений электрооборудования, повышений нагрева узлов немедленно остановить работу. При загорании автомобиля по возможности отбуксировать его в безопасное место и приступить к тушению.

3.3 Техника безопасности при обслуживании дифференциалов

Соблюдение всех норм и правил техники безопасности сводится к определенным требованиям техобслуживания трансмиссий транспортных средств, регламентируемым общими правилами ГОСТ 12.0.001-89.

К самостоятельной работе по ремонту и техническому обслуживанию дифференциалов допускаются лица, имеющие соответствующую квалификацию, получившие вводный инструктаж и первичный инструктаж на рабочем месте. Обслуживающий персонал, не прошедший своевременно повторный инструктаж по охране труда (не реже одного раза в 3 месяца), не должен приступать к работе. Оператор обязан соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, утвержденные на предприятии.

Оператор должен знать, что наиболее опасными и вредными производственными факторами, действующими на него при проведении технического обслуживания и ремонта дифференциала, являются: нагретые в процессе работы детали трансмиссии, острые, выступающие части агрегатов, оборудование, инструмент и приспособления; освещенность рабочего места.

Оператор должен работать в специальной одежде и в случае необходимости использовать другие средства индивидуальной защиты по ГОСТ 12.1.007-85. В соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи рабочим и служащим специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты слесарю выдаются: костюм вискозно-лавсановый; перчатки.

Замену масла, смазку узлов и сочленений необходимо выполнять при неработающем двигателе. Если водитель или слесарь находится под автомобилем, то в кабине (на рулевом колесе) должна быть вывешена табличка «Двигатель не пускать!» Автомобиль должен быть надежно заторможен, чтобы он не мог самопроизвольно сдвинуться с места.

О замеченных нарушениях требований безопасности на своем рабочем месте, а также о неисправностях приспособлений, инструмента и средств индивидуальной защиты оператор должен сообщить своему непосредственному руководителю и не приступать к работе до устранения замеченных нарушений и неисправностей.

3.4 Основные работы по техническому обслуживанию коробки передач и раздаточной коробки.

ЕО. Проверить работу коробки передач при движении.

ТО-1. Проверить и при необходимости подтянуть крепление коробки передач, при необходимости долить масло до уровня. Проверить работу коробки передач после обслуживания.

ТО-2. Провести углубленный осмотр коробки передач. Проверять и при необходимости подтянуть крепление коробки передач к картеру сцепления и крышки картера коробки передач. Проверить и при необходимости подтянуть крепление крышки подшипников ведомого и промежуточного валов.

Долить или заменить масло в картере коробки передач (по графику смазки).

Неисправности карданной и главной передач, дифференциала и полуосей. В результате эксплуатации автомобиля в карданной Передаче возможны износ подшипников, крестовин кардана и скользящей шлицевой муфты, изгиб или скручивание карданного вала. Разъединение карданного вала может привести к аварии.

В главной передаче и дифференциале возможны: износ или поломка зубьев шестерен; износ крестовины дифференциала и подшипников; износ или повреждение сальников; подтекание масла в соединениях картера заднего моста. В полуосях, возможно, их скручивание, износ шлицев, ослабление крепления гаек фланца полуоси к ступице или обрыв шпилек. Признаком неисправности карданной передачи являются рывки и удары при трогании автомобиля с места или переключении передач на ходу. Биение вала при вращении свидетельствует о том, что вал погнут.

Неисправности главной передачи внешне проявляются значительным шумом в картере заднего моста при движении автомобиля.

Неисправности карданной передачи устраняют восстановлением или заменой изношенных деталей. Погнутый вал необходимо править. Небольшие зазоры в подшипниках и между зубьями главной передачи устраняют регулировкой, которую должны выполнять опытные механики. При больших износах деталей главной передачи и дифференциала их необходимо заменить.

Износ сальников полуосей может привести к попаданию смазки в тормозные барабаны и отказу работы тормозов, поэтому изношенные сальники нужно заменить. В случае поломки зубьев шестерен главной передачи и дифференциала самостоятельное движение автомобиля невозможно.

4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4.1 Экологическая безопасность транспортных средств

Экологическая безопасность - это свойство транспортного средства снижать степень отрицательного влияния на окружающую среду в процессе всего срока эксплуатации.

Основные негативные последствия, связанные с эксплуатацией автомобиля, - это потери полезной площади земли, загрязнение атмосферного воздуха, истощение природных ресурсов, уничтожение флоры и фауны, шум, вибрации, электромагнитные излучения.

В настоящее время особую актуальность имеет загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, содержащимися в отработавших газах, к которым относятся прежде всего оксид углерода (СО), углеводороды (СхНу), оксиды азота (NOх), твердые частицы (сажа).

Вступая в реакцию с окружающим воздухом, загрязняющие вещества образуют фотохимический смог, вызывающий резь в глазах, аллергические, сердечно-сосудистые, нервные заболевания людей.

Отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду заключается не только в выделении токсичных веществ, но и в сжигании кислорода (примерно 3,3 т кислорода на 1 т нефтепродуктов).

Методы, применяемые для снижения токсичности отработавших газов, можно разделить на четыре группы:

группа I - изменение конструкции, рабочего процесса, специального регулирования двигателей внутреннего сгорания и их систем;

группа II - применение другого вида топлива или изменение физико-химических свойств топлива;

группа III - очистка выбросов от токсичных компонентов с помощью дополнительных устройств;

группа IV - замена традиционных двигателей новыми малотоксичными силовыми установками.

Группа I включает в себя мероприятия по улучшению смесеобразования и обеднения смеси, дозирования и распределения ее по цилиндрам (электронные и электромеханические системы впрыска топлива, модифицированные быстро прогреваемые впускные клапаны).

Токсичность отработавших газов значительно уменьшается при применении бесконтактных транзисторных систем зажигания, карбюраторов новых типов (с быстродействующими заслонками, электронным управлением), при установке устройств для рециркуляции отработавших газов.

С помощью специальных регулировок (состава смеси, частоты вращения холостого хода, угла опережения зажигания и времени перекрытия клапанов) можно уменьшить содержание токсичных компонентов в отработавших газах.

Группа II имеет два основных направления - применение присадок к топливам, снижающих выброс свинца, серы, сажи и т.д.; перевод двигателей на другие виды топлива (природный газ, пропан-бутан, водород).

Группа III включает в себя очистку выбросов от токсичных компонентов с помощью нейтрализаторов разных типов и очистителей, устанавливаемых на автомобилях.

Для снижения токсичности отработавших газов применяют неэтилированный бензин.

Основными источниками шума на автомобиле являются двигатель, шасси автомобиля (трансмиссия, кузов), шины, поток воздуха за автомобилем.

Мероприятия по снижению шума автомобиля включают в себя совершенствование конструкций воздухоочистителей, впускных и выпускных трубопроводов, глушителей, синхронизаторов, применение косозубых шестерен постоянного зацепления и менее шумных подшипников, применение других шумопоглощающих и шумоизолирующих устройств [13].

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЕКТА

Для осуществления технико-экономической оценки необходимо определить затраты на изготовление конструкции.

Затраты на изготовление определили по формуле [14]:

Смод.=Сизг. д.+Спок. д.+Ссб. р.+Со. п., (5.1)

где Сизг. д - стоимость изготовления деталей, тенге;

Спок. д - стоимость покупных деталей и запасных частей, тенге;

Ссб. р. - полная заработная плата производственных рабочих, занятых на сборочных операциях, тенге;

Со. п.- общепроизводственные и накладные расходы на изготовление, тенге.

Затраты на изготовление деталей определяют по формуле:

Сизг. д=Спрн.+См,    (5.2)

где Спрн. - заработная плата рабочих, тенге;

См - стоимость материалов заготовок, тенге.

Заработная плата рабочих определяется по формуле:

Спрн=Спр.+Сдоп.+Ссоц.,   (5.3)

где Спр. - основная заработная плата производственного рабочего, тенге;

Сдоп. - дополнительная заработная плата производственного рабочего, тенге;

Ссоц - социальный налог, тенге.

Основная заработная плата производственного рабочего определяется по формуле:

Спр.=tср.·Сч·Кg,    (5.4)

где tср - средняя трудоемкость изготовления деталей, чел.-ч.,

tср=7,6 чел.-ч;

Сч - часовая тарифная ставка, тенге/ч, Сч=350 тенге/ч;

Кg - коэффициент, Кg=1,025;

Спр.=7,6·350·1,025=2726,5 тенге

Дополнительная заработная плата определяется по формуле:

Сдоп.=25·Спр/100,    (5.5)

Сдоп.=25·2726,5/100=681,6 тенге

Социальный налог определяется по формуле:

Ссоц.=26·(Спр.+Сдоп.)/100,   (5.6)

Ссоц.=26·(2726,5+681,6)/100=886,1 тенге

Спрн.=2726,5+681,6+889,1=4294,2 тенге

Стоимость заготовок на изготовление деталей определяется по формуле:

См.=Сз.·Qз,     (5.7)

где Сз. - стоимость 1 кг материала заготовки, тенге, Сз=270 тенге; [15]

Qз - масса заготовки, кг, ∑Qз=13,5 кг.

См=13,5·270=3645,0 тенге

Сизг.д.=4294,2+3645,0=7939,2 тенге.

Полная заработная плата производственных рабочих, занятых на сборке конструкции:

Ссбн.=Ссб.+Сдоп.сб.+Ссоц.н.сб.,  (5.8)

Основная заработная плата определяется по формуле:

Ссб.=Тсб.·Сч.·Кg,    (5.9)

где Тсб. - нормативная трудоемкость сборки, чел.-ч.

Нормативная трудоемкость сборки определяется по формуле:

Тсб.=Кс. ∑tсб.,    (5.10)

где Кс. - коэффициент, учитывающий соотношение между полным оперативным временем сборки, Кс.=1,08;

∑tсб. - суммарная трудоемкость сборки конструкции, чел.-ч.,

∑tсб.=22,4 чел.-ч.

Ссб.=1,08·22,4·270·1,025=6695,1 тенге

Дополнительная заработная плата на сборку равна:

Сдоп.сб.=25·6695,1/100=1673,8 тенге

Социальный налог равен:

Ссоц.н.сб.=26·(6695,1+1673,8)/100=2175,9 тенге

Ссбн.=6695,1+1673,8+2175,9=10544,8 тенге

Общие производственные расходы определяют по формуле:

Соп=С'пр·Rоп/100,    (5.11)

где С'пр=Спрн.+Спрн.сб. - основная заработная плата рабочих, тенге;

Rоп - процент общепроизводственных расходов.

С'пр=4294,2+7939,2=12233,4 тенге

Соп=12233,4·40/100=4893,4 тенге

Таким образом, можно вычислить затраты на модернизацию:

Смод.=7939,2+38900+6695,1+4893,4=63321,0 тенге

Капитальные вложения на модернизацию конструкции одного автомобиля составляют:

К=Смод.=63321,0 тенге,

для 10 автомобилей ЗИЛ-4331=633210,0 тенге

Для того чтобы определить ожидаемую экономическую эффективность капитальных вложений и срок окупаемости, необходимо определить ожидаемую годовую экономию от использования модернизированной конструкции.

Таким образом, годовая экономия от использования модернизированной системы будет зависеть от экономии топлива при использовании автомобилей в сельской местности, а следовательно, от экономии топлива до 8 процентов в год. Среднегодовой пробег автомобиля принимаем до 50000 км. Годовые расходы на топливо по базовому варианту рассчитываются по формуле:

Зг1=G1·Т·Ц1,     (5.12)

где G1- средний суточный расход топлива, л; G1=30 л

Т - среднее число машино-дней в работе, Т=154 машино-дня;

Ц1 - рыночная цена топлива, тенге/л, Ц1=56 тенге/л.

Зг1=G1·Т·Ц1=30·154·56=258720,0 тенге

Для 10 единиц автомобилей на 2009 год эти затраты составят 2587200,0 тенге

Годовые расходы на топливо при модернизированном варианте:

Зг2=G2·Т·Ц2,     (5.13)

где G2 - средний суточный расход топлива, л; G2=27,6 л

Ц2 - рыночная цена топлива, тенге/л, Ц2=56 тенге/л.

Зг2=27,6·154·56=238022,4 тенге

Для 10 автомобилей соответственно:

2380224,0 тенге

Годовую экономию затрат на топливо можно посчитать по формуле:

Эз=Зг1-Зг2,     (5.14)

Эз=2587200,0-2380224,0=206976,0 тенге

Таким образом, общая ожидаемая годовая экономия при использовании модернизированной системы составляет:

Эг=06976,0 тенге

Срок окупаемости капитальных вложений определяется по формуле:

Ог=К/Эг,     (5.15)

Ог=633210,0/206976,0=3,0 года

Основные технико-экономические показатели занесены в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Основные технико-экономические показатели.

Показатели

Базовый вариант

Модернизированный вариант

Затраты на 10 автомобилей, тенге

2587200,0

2380224,0

Капитальные вложения, тенге

---

633210,0

Экономический эффект, тенге

---

206976,0

Срок окупаемости капитальных вложений, лет

---

3,0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведя анализ, конструкций трансмиссий, конструкций дифференциалов транспортных средств, выявлено конструктивное решение по установке простого шестеренчатого дифференциала в трансмиссию автомобиля ЗИЛ-4331.

2. Обзор существующих исследований и разработок, варианты применения автоматических блокировок шестеренчатых дифференциалов позволил принять правильное решение при разработке новой конструкции для автомобилей ЗИЛ-4331, позволяющее применять автомобиль в условиях сельской местности, так как повышается его проходимость, что соответственно обеспечивает экономию топлива для таких транспортных средств.

3 Затраты на изготовление и частичное приобретение комплектующих для разработанной конструкции окупятся за 3 года.

4 Экономическая эффективность проекта составит 206976,0 тенге при модернизации парка автомобилей ЗИЛ-4331 в количестве 10 единицы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Барский И. Б. и др. Динамика трактора. - М.: Машиностроение, 1973.
  2.  Гуревич A. M., Сорокин Б. М. Тракторы и автомобили, -М.: Колос, 1970.
  3.  Шульгин Л. М. Исследование автоматической блокировки дифференциала как средства повышения проходимости колесных машин. Дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1965.
  4.  Горшков Ю. Г. Повышение эффективности функционирования системы «дифференциал - пневматический колесный движитель - несущая поверхность» мобильных машин сельскохозяйственного назначения. Дисс. докт. техн. наук. - Челябинск. 1999.
  5.  Луканин В. Н. Снижение шума автомобиля. - М.: Машиностроение, 1981.
  6.  Юрков М. М. Улучшение условий и охраны труда операторов мобильных сельскохозяйственных агрегатов за счет совершенствования методов их оценки и инженерно-технических мероприятий // Автореф. дис. д-ра техн. наук. - СПб: СП6ГАУ, 1997
  7.  Афанасьев Л. Л. и др. Конструктивная безопасность автомобиля: Учеб. пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности «Организация дорожного движения».- М.: Машиностроение, 1983.
  8.  Гришкевич А. И. Автомобили. Теория: Учебник для вузов.- Минск: Высшая школа, 1986.
  9.  Масико М. А. и др. Автомобильные, материалы: Справочник инженера-механика.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1979.
  10.  Проценко В. Б. Организация рабочего места водителя. Технико-эстетические и эргономические принципы. / Под ред. В. А. Осепчугова.- М.: Изд-во ВНИИТЭ, 1973.
  11.  Сомов Ю. С. Композиция в технике.- 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1987.
  12.  Шкрабак В. С., Казлаускас Т. К. Охрана труда./ Под ред. Н.Д. Нагайцева.-М.:Агропромиздат, 1989.-480с.
  13.  Когай Э. И., Хамкин В. А. Охрана труда на предприятиях автомобильного транспорта./ Под ред. Н.В. Пинчук.-М.:Транспорт, 1984.-253с.
  14.  Петренко И. Я., Чужинов П. И. Экономика сельскохозяйственного производства. -Алма-Ата.: Кайнар, 1992.-560с.
  15.  Информация о ценах на материалы. Челябинск. 2002 -с.65

ПРИЛОЖЕНИЕ А

СРАВНЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ

Название конструкции

Преимущества

Недостатки

1

Симметричный конический дифференциал (простой)

Обеспечение устойчивости, простота устройства, малые размеры, масса, надежность, высокий КПД

Ограничение проходимости

2

Симметричный цилиндрический дифференциал

Обеспечение устойчивости, простота устройства, малые размеры, масса, надежность, высокий КПД

Большое число зубчатых элементов, сложность изготовления, ограничение проходимости

3

Межосевой дифференциал

Увеличивает крутящий момент, установка в КПП, или между мостами с блокировкой

Блокирующие устройства с принудительным включением, низкий КПД

4

Самоблокирующийся дифференциал

Высокий КПД

Малый коэффициент блокировки К=2-2,5

5

Дифференциал свободного хода

Хороший коэффициент блокировки К=5 и выше

Постоянно включен, износ шин, большое давление в контактных элементах, сложность изготовления

6

Дифференциал повышенного трения

Хороший коэффициент блокировки К=4

Конструкция влияет на износ шин

7

Червячный дифференциал

Высокий коэффициент блокировки К=20

Сложность изготовления, дорогие материалы

8

Кулачковый дифференциал

Хороший коэффициент блокировки К=4-5

Износ рабочих элементов (кулачков)

9

Гидравлический дифференциал

Возможность установки, как межколесного, так и межосевого

Высокое давление насоса, зависимость от температуры среды

refleader.ru

Дифференциалы автомобилей

Сто с лишним лет назад впервые нашел применение на транспорте механизм, называемый дифференциалом. Француз Л. Болле оснастил им в 1878 году свой паровой автомобиль «Манселль», а годом позже англичанин Д. Старлей применил дифференциал для трехколесного велосипеда. В дальнейшем этот механизм стал неотъемлемой принадлежностью автомобиля.

Рис 1. — Конический дифференциал автомобиля ГАЗ—51: 1 — ведомая шестерня; 2, 7 — коробка дифференциала; 3, 6 — полуосевые шестерни; 4 — сателлиты; 5 — крестовина (ось) сателлитов.

Ведущие колеса проходят при движении на повороте или по неровной дороге разные расстояния. Если оба колеса получают от двигателя вращение с одинаковой скоростью, то одно из них в таких условиях непременно будет проскальзывать. Установленный между колесами дифференциал позволяет им делать разное число оборотов. Он может иметь либо конические шестерни (рис. 1), как у большей части автомобилей, либо цилиндрические (рис. 2). Работают оба одинаково.

На повороте внутреннее колесо и связанная с ним через полуось дифференциальная шестерня 3 проходят меньший путь и вращаются медленнее. В свою очередь, сателлиты 4 перекатываются по замедлившей вращение шестерне 3 и вращаются вокруг своих осей. При этом они сообщают дополнительную скорость вращения другой дифференциальной шестерне 6 и внешнему колесу. Работа дифференциала характеризуется двумя свойствами, определяющими его достоинства и недостатки.

Рис 2. — Цилиндрический дифференциал (позиции те же, что и на рис. 1).

Первое свойство таково, что сумма оборотов дифференциальных шестерен (и связанных с ними полуосей) равна удвоенному числу оборотов дифференциальной коробки (или, иными словами, ведомой шестерни главной передачи). Это означает, что, когда одно колесо неподвижно, другое начинает вращаться вдвое быстрее. А если остановить машину трансмиссионным тормозом, то есть сообщить дифференциальной коробке нулевое число оборотов, полуоси (следовательно, и колеса) будут вращаться с одинаковой скоростью в разные стороны. Этим свойством пользуются опытные водители легковых автомобилей, чтобы развернуть машину на месте, не прибегая к помощи руля.

Второе свойство — распределение между дифференциальными шестернями (полуосями) поступающего к ним крутящего момента в заданном соотношении. В большей части конструкций он распределяется поровну, и подобные дифференциалы называют симметричными. Соотношение делают и иным — пропорциональным нагрузке на колеса. В этом случае дифференциал называют несимметричным. Такой механизм можно встретить на тяжелом мотоцикле «Днепр—12» с ведущим колесом коляски (соотношение 63 и 37%).

Вернемся к хорошо знакомому всем автомобилистам симметричному дифференциалу заднего ведущего моста. В силу второго свойства, когда одно из колес машины буксует и из-за отсутствия сцепления с грунтом не передает крутящего момента, механизм неумолимо сообщает другому колесу такой же, то есть нулевой момент. При этом свободное от нагрузки буксующее колесо быстро набирает обороты, а колесо, находящееся на твердом грунте, в соответствии с первым свойством механизма уменьшает свою скорость вращения и в конце концов останавливается.

Как видим, второе свойство дифференциала обусловливает большой недостаток, который ограничивает проходимость автомобиля. Для его устранения применяется блокировка действия дифференциала в момент начала буксования колеса.

Рис 3. — Механизм блокировки межосевого дифференциала автомобиля ВАЗ—2121: 1 — ведомый вал, связанный с ведомой шестерней дифференциала; 2 — подвижная зубчатая муфта; 3 — коробка дифференциала; 4 — зубчатый венец ведомого вала.

Ручная блокировка (рис. 3) осуществляется кулачковой или зубчатой муфтой 2, которая соединяет коробку 3 дифференциала и одну из дифференциальных шестерен и связанную с ней полуось 1. Однако, каким бы ни был привод блокирующего устройства (механический, пневматический, электрический), момент включения его определяется опытом и квалификацией водителя, который должен своевременно почувствовать начало буксования. Подчас после преодоления трудного участка он забывает или запаздывает выключить блокировку. Отсюда повышенные износ шин, расход топлива, дополнительные нагрузки на детали трансмиссии.

Сложнее и дороже автоматические блокирующие устройства, но за последнее время они получают все более широкое распространение. Среди десятков конструкций наиболее известны два типа самоблокирующихся механизмов — кулачковый и фрикционный.

Рис 4. — Самоблокирующийся кулачковый дифференциал автомобиля ГАЗ—66: 1 — ведомая шестерня; 2 — коробка дифференциала; 3 — шлицевая обойма правой полуоси; 4 — сухарик; 5 — шлицевая обойма левой полуоси; 6 — крышка коробки дифференциала.

В кулачковом самоблокирующемся дифференциале (рис. 4) два ряда сухариков 4 находятся в сепараторе, который связан с крышкой коробки дифференциала. Размещенные между обоймами 3 и 5, каждая из которых посредством шлицев соединена со своей полуосью ведущего моста, сухарики могут перемещаться в окнах сепаратора под действием кулачков на обоймах 3 и 5.

Во время прямолинейного движения машины крутящий момент передается через ведомую шестерню 1 на крышку 6 коробки дифференциала и связанный с ней сепаратор, далее — на сухарики 4. Сухарики заклиниваются (сечение А—А на рис. 4) между кулачками обойм 3 и 5 и передают на них и, следовательно, на полуоси крутящий момент.

Как только одно из колес (то есть одна из полуосей и обойм 3 и 5) начнет пробуксовывать или «забегать» на повороте, соответствующая обойма поворачивается относительно другой так (сечение Б—Б), что сухарики 4 свободно, без заклинивания располагаются между их кулачками. Крутящий момент не передается, и обе обоймы (значит и оба колеса) могут поворачиваться независимо одна от другой. В следующий момент взаимное расположение обойм изменяется, и сухарики заклиниваются между ними, вновь передавая крутящий момент. В этой конструкции на поворотах и при буксовании происходят попеременно пульсирующая передача крутящего момента и взаимное проворачивание колес. Такой механизм нередко можно встретить на автомобилях повышенной проходимости.

Рис 5. — Самоблокирующийся фрикционный дифференциал «Дана»: 1 — фланец на коробке дифференциала для крепления ведомой шестерни; 2, 7 — шкворни крестовины; 3 — фрикцион; 4 — коробка дифференциала; 5 — обойма фрикциона; 6 — полуосевая шестерня; 8 — ось пальцев крестовин.

Фрикционные самоблокирующиеся дифференциалы (рис. 5), большую часть которых выпускает фирма «Дана» (США), работают на другом принципе. При движении по прямой они функционируют как обычные дифференциалы с коническими шестернями. Как только на повороте или в начале пробуксовки одно из колес и связанная с ними полуосевая шестерня 6 начинают проворачиваться относительно другого колеса и шестерни, при вращении сателлитов дифференциала возникают направленные в противоположные стороны усилия. Поскольку крестовина дифференциала «Дана» состоит из двух независимых шкворней 2 и 7, то под действием этих усилий концы шкворней, перемещаясь в фигурных пазах коробки 1 дифференциала, отодвигаются один от другого. При этом через сателлиты и скользящие на шлицах полуосевые шестерни 5 они сжимают пакет фрикционных дисков 3. Каждый из двух пакетов выполняет роль блокировочной тормозной муфты, которая притормаживает полуосевую шестерню относительно коробки дифференциала тем больше, чем выше осевое усилие, создаваемое шкворнями. А оно, в свою очередь, пропорционально степени взаимного поворота полуосевых шестерен, то есть колес.

Такие самоблокирующиеся дифференциалы, относительно сложные и дорогостоящие, применяют на легковых машинах, а также на гоночных и раллийных автомобилях.

Рис 6. — Межколесный симметричный конический неблокируемый дифференциал автомобиля «Руссо-Балт-С24-30» 1911 года. Принципиально конструкция узла за 70 лет не претерпела изменений: 1 — ведомая коническая шестерня; 2 — сателлит; 3 — дифференциальная шестерня; 4 — крестовина; 5 — коробка дифференциала; 6 — полуось.

Все эти разнообразные дифференциалы, конические и цилиндрические, симметричные и несимметричные, блокируемые и неблокируемые, могут быть использованы на автомобилях в качестве и межколесных и межосевых. Пока речь у нас шла о межколесных, которые применяются очень давно, и их базовая конструкция (рис. 6) за последние 70 лет мало изменилась. Распространение внедорожных автомобилей со всеми ведущими колесами, трехосных грузовиков с колесной формулой 6X4 вызвало к жизни в 30-е годы так называемые межосевые дифференциалы, устанавливаемые в раздаточной коробке или в одном из ведущих мостов.

Для чего нужен межосевой дифференциал? На легковом автомобиле повышенной проходимости (ВАЗ—2121), трехосном грузовике с колесной формулой 6X4 (ЗИЛ—133Г1, КамАЗ—5320), трехосном внедорожном грузовике со всеми ведущими колесами (ЗИЛ-131, «Урал—375Д», «Урал—4320») ведущие мосты могут работать в разных по сцеплению колес с дорогой условиях, перекатываться через неровности, проходя в один и тот же момент разный по длине путь. Это означает, что возможны вращение колес одного ведущего моста относительно колес другого и их пробуксовка. Следовательно, в трансмиссию таких машин необходимо включать дифференциал между ведущими мостами так же, как и между ведущими колесами, и по тем же причинам предусмотреть устройство для их блокирования.

Рис 7. — Межосевой несимметричный цилиндрический блокируемый дифференциал лесовозного автомобиля МАЗ—501: 1 — вал привода переднего моста; 2 — шлицевая муфта блокировки; 3 — шлицевой хвостовик коробки дифференциала; 4 — дифференциальная шестерня привода переднего моста; 5 — ведомая шестерня, объединенная с коробкой дифференциала; 6 — дифференциальная шестерня привода заднего моста; 7 — вал привода заднего моста; 8 — сателлит.

Для четырехосного внедорожного автомобиля могут потребоваться семь дифференциалов (четыре межколесных, два между парами ведущих мостов и один центральный) с устройствами для их блокировки. Это усложняет конструкцию, и, естественно, нередко возникает компромиссное решение. На двух- и трехосных машинах в большинстве случаев применяется один межосевой дифференциал. У ВАЗ—2121 (см. рис. 3), ЗИЛ—133Г1, КамАЗ—5320 он симметричный. Что же касается таких машин, как двухосные лесовозы МАЗ—501 и МАЗ—509, то у них нагрузка на заднюю ведущую ось при буксировке стволов деревьев вдвое больше, чем на переднюю. Поэтому межосевой несимметричный дифференциал (рис. 7) делит между мостами крутящий момент в соотношении 2:1.

Обратимся к устройству межосевых дифференциалов ЗИЛ—133Г1 (рис. 8) и КамАЗ—5320 (рис. 9). Разные по конструктивному выполнению, они одинаковы по принципиальному решению. У обеих машин ведущими являются два задних моста, объединенных в тележку. От коробки передач крутящий момент поступает к среднему ведущему мосту, в который вмонтирован симметричный блокируемый конический межосевой дифференциал. В обоих случаях для блокировки служит зубчатая муфта 8.

У ЗИЛ—133Г1 (см. рис. 8) и ЗИЛ—133ГЯ крутящий момент поступает через ведущий вал 9 и сидящую на его шлицах крестовину на коробку 4 межосевого дифференциала. Сателлиты 2 распределяют крутящий момент поровну между дифференциальными шестернями 1 и 5. От первой вращение передается на цилиндрический редуктор среднего моста и затем к коническим шестерням главной передачи. От второй — через шлицевое сочленение на вал привода заднего моста, который имеет свой цилиндрический редуктор и главную передачу с коническими шестернями. При смещении муфты 8 вправо дифференциальная шестерня 1 зубчатым венцом жестко соединяется через ведущий вал 9 и крестовину 3 с дифференциальной коробкой 4.

Рис 8. — Межосевой симметричный блокируемый конический дифференциал автомобиля ЗИЛ—133ГЯ: 1 — дифференциальная шестерня привода среднего ведущего моста; 2 — сателлит; 3 — крестовина; 4 — коробка дифференциала; 5 — дифференциальная шестерня привода заднего ведущего моста; 6 — вал привода заднего ведущего моста; 7 — ведущая коническая шестерня главной передачи среднего моста; 8 — муфта блокировки; 9 — ведущий вал привода среднего и заднего мостов.

На КамАЗ—5320, КамАЗ—5410 и КамАЗ—5511 (см. рис. 9) от коробки передач крутящий момент поступает на ведущий вал 9 (составляющий одно целое с передней половиной коробки 4 межосевого дифференциала), далее через крестовину 3 и сателлиты 2 он распределяется между дифференциальными шестернями 1 и 5. Первая из них соединена шлицами с хвостовиком ведущей конической шестерни в главной передаче среднего ведущего моста. К межколесному дифференциалу и полуосям вращение передается от главной передачи через цилиндрический редуктор. На задний же ведущий мост вращение от шестерни 5 передается связанным с ней шлицами валом 6.

Блокируется межосевой дифференциал смещением влево зубчатой муфты 8. Надвигаясь на зубчатый венец коробки 4 дифференциала, муфта замыкает ее с дифференциальной шестерней 1 и передает крутящий момент на задний ведущий мост, минуя межосевой дифференциал.

Применение межосевого дифференциала позволяет улучшить условия работы ведущих мостов, уменьшить износ покрышек, обеспечить более высокие тяговые качества на скользких дорогах, повысить проходимость по грунту. Включать механизм его блокировки на грузовиках следует, только когда автомобиль остановлен или движется с малой скоростью. Выключать же можно на ходу. На легковых машинах блокировать дифференциал можно на любой скорости.

Рис 9. — Межосевой симметричный блокируемый конический дифференциал автомобиля КамАЗ—5320 (позиции те же, что и на рис. 8).

Дифференциальный механизм, как уже было сказано, давно известная конструкция. И тем не менее верно служит доныне, и из десятков тысяч запатентованных изобретений и авторских свидетельств на механизмы подобного назначения, появившихся с тех пор, лишь немногие выдерживают испытание на практике. Червячные самоблокирующиеся дифференциалы, обгонные роликовые муфты и другие устройства на некоторое время получали определенное распространение, но быстро становились достоянием истории. Совсем недавно увидела свет очередная новинка — «гидравлический дифференциал». Его устанавливают на американских легковых автомобилях «Игл» с обоими ведущими мостами в раздаточной коробке, где он играет роль самоблокирующегося межосевого дифференциала. Это — гидромуфта, соединяющая два ведомых элемента — карданные валы ведущих мостов. Муфта заполнена синтетической жидкостью, рецепт которой держится в секрете. Физические свойства жидкости таковы, что при относительном проскальзывании половин гидромуфты вязкость ее начинает пропорционально увеличиваться до тех пор, пока этот состав не загустеет настолько, что блокирует пробуксовку половин муфты. К сожалению, пока нет достоверных данных о поведении жидкости при значительных перепадах температур, ее способности просачиваться через сальники, стоимости. Поэтому при всей заманчивости применения «гидравлического дифференциала» преждевременно делать многообещающие выводы.

А. ЗУБАРЕВ, инженер («За Рулем» №10, 1981)

Литература

В. И. Анохин. Отечественные автомобили. 4-е издание. М., «Машиностроение», 1977, стр. 359-362, 381-383, 393-395, 403-415.Д. Б. Бутенко. Тяжелые мотоциклы. Устройство и эксплуатация. М., Воениздат, 1976, стр. 117-122, 252. И. В. Гринченко, Р. А. Розов и др. Колесные автомобили высокой проходимости. М., «Машиностроение», 1967, стр. 95-102.Н. Н. Коротоношко. Автомобили высокой проходимости. М., Машгиз, 1957, стр. 87-116.А. С. Литвинов, Р. В. Ротенберг, А. К. Фрумкин. Шасси автомобиля. М., Машгиз, 1963, стр. 170-178, 230-257.Ю. Мацкерле. Автомобиль сегодня и завтра (перевод с чешского). М.,  «Машиностроение», 1980, стр. 65-67, 333-337.И. И. Селиванов. Автомобили и транспортные гусеничные машины высокой проходимости. М., «Наука», 1967, стр. 33-40, 45-56.

own.in.ua


Смотрите также