Расчет главной передачи

Главные передачи разделяют (рисунок 6.8) на одинарные, двойные разнесенные, двухступенчатые и проходные.

Рисунок 6.8 Кинематическая схема главной передачи:

а – одинарной; б – двойной; в – двойной разнесенной;

г – двухступенчатой; 1 – зубчатая муфта.

Расчет зубчатых колес главной передачи и дифференциала рассмотрен в курсе теории механизмов и машин.

Привод к задним ведущим колесам осуществляют обычно с помощью цельных валов — полуосей. Характер нагружения полуоси зависит от конструкции подшипникового узла ведущего колеса. На рисунке 6.9, а изображена схема типичного подшипникового узла ведущего колеса грузового автомобиля. Ступица 1 колеса автомобиля при помощи двух радиально-упорных роликоподшипников 2 установлена непосредственно на цапфе балки 3 моста. Вследствие этого силы, воздействующие на колеса (вертикальная Z, продольная Р и боковая Y реакции дороги), воспринимаются непосредственно балкой, а полуось 4 нагружена только крутящим моментом. Такую полуось называют разгруженной.

На рисунке 6.9, б приведена схема типичной конструкции подшипникового узла ведущего колеса легкового автомобиля. Колесо прикреплено непосредственно к фланцу 6полуоси, наружный конец которой посредством подшипника 5 опирается на полуосевой рукав. В этом случае полуось нагружена не только крутящим моментом, но и изгибающими моментами: Za – от нормальной реакции дороги и Yr – от боковой реакции, действующими в плоскости чертежа, и Рr – от продольной реакции (силы тяги Р _т или тормозной Р_τ сил), действующей в горизонтальной плоскости. Такую полуось называют полуразгруженной.

Полуось состоит из стержня, фланца для соединения с колесом и утолщенного конца для шлицевого соединения с полуосевой шестерней.

1

Рисунок 6.9 Полуоси: а – разгруженная; б – полуразгруженная

Ее изготовляют из сталей 30ХГСА, 35ХГСА, 40X, 10XHMA. Концевые участки формируют горячей высадкой на горизонтально-ковочной машине. Для повышения предела выносливости готовую полуось подвергают поверхностному упрочнению – накаткой роликами или дробеструйной обработкой.

Разгруженную полуось рассчитывают только на кручение. Ее минимальный диаметр d _пoопределяют из условия прочности

МПа.

При расчете полуразгруженной полуоси, опасным сечением которой является сечение под подшипником, рассматривают три расчетных случая нагружения: 1) при движении автомобиля с максимальной силой тяги Р_mах на ведущем колесе; 2) при заносе (движении с боковым скольжением); 3) при переезде колеса через препятствие (динамическое нагружение).

В первом случае на колесо действуют крутящий момент М_р и результирующая сила , лежащая в плоскости, перпендикулярной полуоси и отстоящей от опасного сечения на расстоянии а. Напряженному состоянию полуоси соответствует условие прочности

МПа. (6.35)

В случае заноса боковая сила достигает максимального значения Z∙φ_mах при Р _т= 0, вследствие чего второму расчетному случаю соответствует условие прочности

МПа. (6.36)

При предварительных расчетах можно принимать φ_mах = 1, а значение силы Z в соответствии со статическим распределением веса автомобиля.

В третьем расчетном случае рассматривают изгиб полуоси под воздействием только динамической вертикальной реакции Z_д, что соответствует условию прочности

МПа, (6.37)

где G – вертикальная нагрузка на одно колесо, кН;

К_д – коэффициент динамичности (для легковых автомобилей

К_д= 1,5÷1,75; для грузовых К_д= 1,8÷2,0