Конический дифференциал

Для конического дифференциала (рис. 2.8.) внутреннее передаточное число, т.е. кинематический параметр

, (4.1)

где z₁и z₂– число зубьев полуосевых шестерен; знак «-» указывает на вращение выходящих валов в разные стороны при остановленном водиле (в корпусе дифференциала).

Кинематические соотношения в дифференциале:

для симметричного (4.2)

для несимметричного (4.3)

Здесь - кинематический параметр.

Число зубьев сателлитов и полуосевых шестерен может быть четным и нечетным, но для обеспечения сборки должно выполняться условие , (4.4)

где z_ш – число зубьев полуосевой шестерни; n – число сателлитов;

k – целое число.

Рисунок 2.8. - Схемы конических дифференциалов: а – симметричного, б - несимметричного

Силовые соотношения в дифференциале без учета потерь

М ₁ = М ₂ = 0,5 М _д (для симметричных дифференциалов).

Моменты на полуосях: . (4.5)

Моменты на забегающей полуоси: . (4.6)

Моменты на отстающей полуоси: М _от.= 0,5(М _д + М _тр). (4.7)

Здесь М _тр – момент трения в зацеплениях дифференциала.

С достаточным приближением можно считать, что коэффициент блокировки для конического симметричного дифференциала равен единице:

, (4.8)

к = 1 при прямолинейном движении; к = , если М _заб = 0.

Недостаток симметрического дифференциала – снижение проходимости автомобиля, если одно колесо находится в условиях малого сцепления.

Необходимый коэффициент блокировки для заданных условий:

. (4.9)

где , - коэффициенты сцепления колес автомобиля, находящихся в худших и в лучших условиях сцепления с дорогой соответственно;

f – коэффициент сопротивления качению, если f = 0, то к _блок = 4…5.

В коническом дифференциале определяют нагрузки на зубья сателлитов, полуосевых шестерен, крестовину и нагрузки со стороны сателлитов на корпус дифференциала.

Окружная сила, действующая на один сателлит (рис. 2.9.):

, (4.10)

где r ₁ – радиус приложения; n _c – число сателлитов.

Напряжения изгиба зубьев могут быть определены по ГОСТ 21354-87. Для сателлита и полуосевых шестерен = (500…800) МПа. Для изготовления зубчатых колес дифференциала используются обычно такие же материалы, что и для главной передачи (цементирование стали марок 18ХГТ, 25ХГТ). Число зубьев сателлитов равно 10…14, а полуосевых шестерен 14…22 с передаточным числом 1,4…2,0.