Описание работы центрального узла двойной разнесенной

ОТЧЕТ

по конструкторско-технологической практике

на тему: «Центральный узел двойной разнесенной главной передачи.»

Исполнитель:

Руководитель: Н.Р. Михальцевич

Руководитель от предприятия: А.А.Калинин

Минск 2013

Содержание

1 Цель практики………………………………………………………………………….3

2 Структура УГК…………………………………………………………………………7

3 Описание работы проектируемого изделия……………….…………. …..…………9

4 Методика расчёта проектируемого узла…………………….……………………..27

5 Заключение……………………………………………………………………………31

Цель практики

1) Подготовить материал по теме курсового проекта по специальности;

2) Изучить конструкцию передней рессорной подвески;

3) Осуществить описание работы узла;

4) Изложить методику расчёта центрального узла двойной разнесенной

главной передачи.

Структура УГК

Конструкторская, научно-исследовательская, испытательская и техническая работа в отделе главного конструктора проводится в агрегатных и комплексных бюро, которые организуются по принципу агрегат (узел) или комплекс конструкторских вопросов-бюро. В зависимости от объёма работ и численности персонала в бюро организуются группы. Работа в конструкторских бюро выполняется в соответствии с ежемесячными планами работ, утверждёнными заместителем главного конструктора, протоколами совещаний по качеству, установленными сроками проведения работ по рационализаторским предложениям и изобретениям, а также разовыми указаниями главного конструктора или заместителя, которому подчинено бюро, полученными в рабочем по­рядке.

ПРИМЕЧАНИЕ: Изменения сроков производства, предусмотренных планом работ или исключение и замена пунктов плана производится заместителем главного конструктора, которому подчинено бюро. Изменения, затрагивающие основные направления ра­боты отдела, проводятся по решению главного конструктора или его первого заместителя. Основные задачи конструкторского бюро, конструкторско-иссле­довательских бюро и служб вытекают из задач, возложенных на отдел главного конструктора и закреплённой за ними сфере и изложены ни­же. Разработка конструкций и выпуск конструкторской документа­ции. Систематическая работа по совершенствованию конструкций ав­томобилей, прицепов, полуприцепов, узлов и деталей, находящихся на производстве для повышения их эксплуатационных качеств и экономи­ческой эффективности в народном хозяйстве. Изучение современного уровня техники, требований внешнего рынка, патентных материалов, предписаний международных организаций и организаций по стандартизации, использование этих материалов в работе.

Обеспечения соответствия разрабатываемой нормативно-техни­ческой и конструкторской документации требованиям стандартов, нор­малей и другой нормативно-технической документации. Изучение, разработка и внедрение современных методов испыта­ний и исследований, а также оценка качества изделий в целом, от­дельных узлов, деталей и систем. Активное участие во внедрении разработанных конструкций про­изводства посредством технических консультаций и инструктажа тех­нического персонала цехов. Оперативное участие в разрешении возни­кающих производственных вопросов, связанных с конструкцией узлов и деталей. Рассмотрение поступивших рационализаторских предложений, под­готовка заключений по ним. Подготовка собственных заявок на пред­полагаемые изобретения. Использование ценных предложений в конструкторской работе. Вся работа бюро должна обеспечивать современный, прогрессив­ный уровень конструкции агрегатов и изделия в целом, высокую их работоспособность и надёжность в эксплуатации, технологичность де­талей, экономически рациональные решения и рентабельность конструкции в производстве.

Описание работы центрального узла двойной разнесенной

Главной передачи

По способу пере­дачи мощности к ведущим колесам различают следующие типы главных передач грузовых автомобилей: с одно­ступенчатыми и двухступенчатыми центральными передачами и с двухсту­пенчатыми разнесенными передачами.

На грузовых автомобилях различной грузо­подъемности одноступенчатые главные передачи иногда имеют зубчатые ко­леса с гипоидным зацеплением.

Преимуществами гипоидных передач являются простота конструкции, высо­кий КПД, относительно малые масса и металлоемкость, бесшумность. К не­достаткам гипоидных передач относят большие габаритные размеры ведомого зубчатого колеса, что снижает дорож­ный просвет, повышенные осевые уси­лия, действующие на подшипники, трудность термической обработки зуб­чатых колес большого диаметра, необ­ходимость применения только гипоид­ной смазки, ограничение возможности увеличения передаточного числа до 6,5, необходимость применения пере­ходных редукторов при использовании на трехосных автомобилях.

Взаимное расположение осей у гипо­идных передач определяется компонов­кой автомобиля, углами наклона кар­данных валов, конструкцией проход­ных (тандемных) приводов ведущих мостов. Гипоидное зацепление допус­кает смещение ведущего зубчатого колеса вверх или вниз от центра ведо­мого колеса, а также вправо или влево от него в зависимости от особенностей конструкции и желательного направле­ния вращения. У грузовых автомоби­лей смещение принимают равным при­мерно 1/8 диаметра ведомого зубчато­го колеса, чтобы снизить скорость скольжения до минимума.

Особенность гипоидного зацепления состоит в различии углов наклона вин­товой линии зубьев ведущего и ведо­мого колес и, следовательно, торцовых модулей, причем у ведущего колеса они больше, чем у ведомого. Эта осо­бенность при одинаковых размерах зубчатых колес и передаточных числах конической и гипоидной передач по­зволяет получить больший диаметр начального конуса и размеры зубьев ведущего колеса в гипоидной передаче по сравнению с конической. Таким образом обеспечивается большая про­чность гипоидных колес по сравнению с коническими при равном передаточ­ном числе. Кроме того, при одинако­вых начальных диаметрах сопрягаемых зубчатых колес передаточное число гипоидной передачи будет больше, чем у конической.

Максимальное передаточное число одноступенчатой главной передачи с гипоидным зацеплением делают не более 6,5, чтобы чрезмерно не умень­шить площадь сечения зуба. Минимальное число зубьев гипоидных веду­щих колес 21 - 5. Модуль гипоидных зубчатых колес принимают в диапазо­не 7,5... 11,5, причем меньший модуль относится к колесам большего диа­метра.

Характерным для зацепления гипо­идных колес является наличие продо­льного скольжения наряду с относи­тельным скольжением в поперечном направлении. Это способствует лучшей приработке деталей передачи. Вслед­ствие отсутствия чистого качения по­вышается сопротивление рабочих по­верхностей зубьев усталостному разру­шению, которое у конических шесте­рен возникает вблизи полюса зацепле­ния, где имеется чистое качение. Однако в результате увеличения про­дольного скольжения при малом угле контакта не образуется масляного кли­на, повышаются потери на трение и снижается КПД передач, что приво­дит к необходимости применения спе­циальной гипоидной смазки с сернис­тыми и другими присадками для обра­зования на поверхности зубьев про­чной пленки с целью исключить воз­можность заедания.

Главная передача гипоидного типа заднего моста автомобиля ЗИЛ-4331 показана на рисунке1.1.

1 — ведущее зубчатое колесо; 2 — шток муфты блокировки дифференциала; 3 — камера механизма блокировки дифференциала; 4 — муфта блокировки дифференциала; Л — межколесный дифферен­циал; 6 — ведомое зубчатое колесо; 7 — картер главной передачи

Рисунок 3.1- Главная передача гипоидного типа заднего моста автомобиля ЗИЛ-4331:

Одноступенчатые главные передачи некоторых зарубежных автомобилей иногда бывают червячными. Их уста­навливают на автобусах и реже на грузовых автомобилях главным обра­зом с проходными (тандемными) мос­тами.

Червячная передача "обеспечивает бесшумную и плавную работу. Благодаря возможности приме­нения ведущих элементов (червяков) с малым числом зубьев (заходов) мож­но получить большое передаточное число с помощью одной пары зубчатых элементов при малых габаритных раз­мерах (особенно по оси автомобиля) и небольшой массе. Габаритная высота червячной передачи зависит как от диаметра ведомого колеса, так и от размера самого червяка. Это больше всего проявляется в передаче с нижним расположением червяка, при котором дорожный просвет меньше, чем при наличии одинарной гипоидной переда­чи. Верхнее расположение червяка упрощает привод к ведущим мостам многоосных автомобилей вследствие возможности применения проходных ведущих мостов.

Недостатками червячной передачи являются необходимость применения для червячного колеса специальных сплавов из цветных металлов, значи­тельная сложность производства и высокая стоимость.

К преимуществам главных передач с двухступенчатой цен­тральной передачей отно­сят компактность, уменьшение переда­точного числа конической пары, рас­ширение диапазона передаточных чи­сел, возможность увеличения дорожно­го просвета. Недостатками таких глав­ных передач являются повышенная нагрузка на дифференциал и полуоси, увеличенное число зубчатых колес, увеличение неподрессоренной массы ведущего моста.

Получение больших передаточных чисел в одноступенчатых центральных передачах для грузовых автомобилей большой грузоподъемности ограничено требованиями, обеспечивающими соот­ветствующие надежность и габаритные размеры, поэтому рост мощности дви­гателей привел к созданию двухсту­пенчатых центральных передач. Такие передачи используют при передаточ­ных числах 6...12. Конструктивно двухступенчатые центральные пере­дачи состоят из пары конических зуб­чатых колес с круговыми зубьями и как минимум пары цилиндрических прямозубых, косозубых или шеврон­ных зубчатых колес.

Двухступенчатая главная переда­ча горизонтального расположения (рисунок 1.2, а) позволяет получать прак­тически любое необходимое передаточ­ное число. Недостаток такой схемы состоит в значительной длине агрегата в горизонтальной плоскости, что осложняет установку карданных валов, так как приводит к уменьшению их длины и увеличению углов наклона.

При двухступенчатой главной пере­даче вертикального расположения (рисунок 1.2,б) можно применять относи­тельно длинный карданный вал, при­чем улучшается его расположение. Однако в такой схеме картер редукто­ра крепится к балке моста сверху, что резко снижает жесткость балки и ухудшает надежность крепления кор­пусных деталей, что приводит к нару­шению зацепления зубчатых колес.

Некоторым компромиссом между двумя указанными выше схемами яв­ляется схема, при которой плоскость соединения картера передачи и карте­ра моста располагается под углом-45° к оси ведущего зубчатого колеса. В этом случае габаритная длина агрегата несколько уменьшается по сравнению с длиной агрегата горизонтального расположения, а соединение картеров улучшается по сравнению с агрегатом вертикального расположения.

а — горизонтального расположения; б — вертикального расположения

Рисунок 3.2 - Двухступенчатая главная передача:

Общим для перечисленных выше схем передач с двухступенчатой центральной передачей является раз­мещение низшей ступени после кони­ческой передачи. Это обусловлено стремлением распределить передаточ­ное число между отдельными зубчаты­ми парами таким образом, чтобы воз­можно большее число было у цилин­дрической пары, расположенной ближе к колесам автомобиля, а меньшее число —у первой конической пары. Этим создается возможность увеличения размеров ведущего зубчатого колеса и уменьшения осевых сил в зацеплении, в результате чего повышается надеж­ность конической пары. В существую­щих конструкциях двухступенчатых центральных передач выпускаемых автомобилей передаточные числа кони­ческих передач составляют 1,92...2,27.

Наряду с приведенными схемами находят применение схемы, в которых цилиндрические пары устанавливают перед коническими (или гипоидными) парами, что диктуется чаще всего со­ображениями компоновки. При введе­нии цилиндрической пары перед веду­щим коническим зубчатым колесом (рисунок 1.3, а) уменьшается угол наклона карданного вала, и его можно сделать более коротким. В этом случае веду­щее коническое зубчатое колесо с ле­вым углом наклона винтовой линии зубьев необходимо располагать справа от ведомого конического колеса.

При задней установке цилиндричес­кой пары (рисунок 1.3, б) расположение ведущего конического зубчатого колеса с левым углом наклона винтовой ли­нии зубьев сохраняется слева от ведо­мого конического колеса.

Обе последние схемы наиболее удо­бны при компоновке проходных веду­щих мостов.

а — передняя установка пары цилиндрических зубчатых колес; б — задняя установка пары цилин­дрических зубчатых колес

Рисунок 3.3 - Двухступенчатая главная передача с цилиндрической парой перед гипоидной передачей.

Несмотря на большое число кон­структивных схем передач с двухсту­пенчатыми центральными передачами, наибольшее распространение получили схемы, в которых первую пару состав­ляют конические зубчатые колеса с круговыми зубьями и вторую пару— цилиндрические прямозубые или косозубые шестерни вертикального распо­ложения. Развитие конструкции глав­ных передач по этой схеме можно проследить на примере ведущих мостов автомобилей семейства МАЗ-200, серийных и новых автомоби­лей КрАЗ.

Для всех приведенных схем с двух­ступенчатой центральной передачей характерна высокая нагруженность зубчатых колес понижающей ступени, дифференциала и полуосей.

Конструкция главных передач с двухступенчатыми раз­несенными передачами находит применение на автомобилях полной массой более 14 т.

Двухступенчатые разнесенные пере­дачи состоят из центральной коничес­кой передачи и колесных или бортовых цилиндрических передач. К преиму­ществам таких главных передач отно­сятся снижение нагрузки на дифферен­циал и полуоси, уменьшение в связи с этим их габаритных размеров и массы, малые нагрузки на зубья при неболь­ших размерах центральной части мос­та, увеличение дорожного просвета, наибольший возможный диапазон пе­редаточных чисел, возможность приме­нения высокопроизводительной техно­логии. Недостатками их являются от­носительная сложность конструкции в связи с увеличением числа цилиндри­ческих зубчатых колес, применение промежуточной передачи при исполь­зовании на трехосных автомобилях.

Следует отметить, что в большин­стве рассматриваемых ведущих мостов применены колесные редукторы плане­тарного типа с остановленным эпицик­лическим (коронным) зубчатым коле­сом.

Центральная передача автомобиля МАЗ-5335 (см. рисунок 1.4) состоит из пары конических зубчатых колес с круговыми зубьями и межколесного дифференциала.

Колесный редуктор (см. рис.1.4) является второй ступенью главной передачи заднего моста авто­мобиля. Все зубчатые колеса колесного редуктора цилиндрические, прямозу­бые; центральное (солнечное) зубчатое колеса и сателлиты — внешнего зацеп­ления, коронное — внутреннего зацеп­ления.

1 — колесная передача; 2 — ступица задних колес; 3 — тормоз задних колес; 4 — кожух полуоси; 5 — полуось; 6 — картер заднего моста; 7 — центральный редуктор

Рисунок 3.4 - Задний мост автомобиля МАЗ-5335:

Ведущее (солнечное) колесо посаже­но на эвольвентные шлицы внешнего конца полуоси, осевое перемещение этого колеса с одной стороны ограниче­но упором, а с другой — кольцом.

Сателлиты опираются на оси с по­мощью цилиндрических роликовых подшипников (без колец) и зафиксиро­ваны в разъемном водило, состоящем из двух чашек. Внутренняя чашка установлена неподвижно на шлицах кожуха полуоси. Коронное ведомое колесо болтами крепится к ступице колеса.

Крутящий момент на коронное зуб­чатое колесо передается всеми сател­литами, находящимися с ним в зацеп­лении, поэтому зубья коронного колеса менее нагружены по сравнению с зубь­ями других колес колесного редуктора. Опыт эксплуатации также показывает, что коронное колесо внутреннего за­цепления наиболее долговечное.

В семействе новых ведущих мостов МАЗ двухступенчатые разнесенные передачи состоят из центральной кони­ческой передачи и колесных передач планетарного типа, размещенных в ступицах колес.

В центральной передаче заднего моста (рисунок 1.5) ведущая коническая шестерня расположена консольной на двух конических роликовых подшип­никах, так как при малом передаточ­ном числе конической пары располо­жение дополнительной опоры затруд­нено. Подбором зубчатых колес кони­ческой пары центральной передачи можно получить для него пять переда­точных чисел (1,714; 1,846; 1,923; 2,083 и 2,273).

1 2

1 — картер редуктора; 2 — ведущее коническое зубчатое колесо; 3 — межколесный дифференциал; 4 — ведомое коническое зубчатое колесо; 5 — муфта блокировки дифференциала

Рисунок 3.5 - Центральная передача заднего моста автомобиля МАЗ-54329.

В колесной передаче число зубьев цилиндрических зубчатых колес подо­брано таким образом, что она может быть собрана с тремя и с четырьмя сателлитами при сохранении взаимоза­меняемости зубчатых колес. Эпициклическая (коронная) шестерня внутреннего зацепления с помощью шлицевой ступицы установлена на кожухе полуоси.

Двухступенчатые передачи могут быть применены для мостов всех типов независимо от конструктивного офор­мления главной передачи. Такие пере­дачи выполняют в виде цилиндричес­кого или планетарного понижающего редуктора

На рисунок 1.6 показана двухступенчатая главная передача с цилиндрическим демультипликатором.

1 — межколесный дифференциал; 2 — ведомое цилиндрическое зубчатое колесо низшей переда­чи; 3 — ведущее цилиндрическое зубчатое коле­со низшей передачи; 4 — муфта переключения передач; 5 — ведущее коническое зубчатое колесо; б — ведомое коническое зубчатое колесо; 7 — ведущее цилиндрическое зубчатое колесо высшей передачи; 8 — ведомое цилиндрическое зубчатое колесо низшей передачи

Рисунок 3.6 - Двухступенчатая главная передача автомобиля с цилиндрическим демультиплика­тором.

Ведущие цилиндрические зубчатые колеса установлены на промежуточном валу свободно (на подшипниках сколь­жения), а между ними на шлицах помещена зубчатая муфта, которая может перемещаться по шлицам вала и входить в зацепление с зубчатыми венцами ведомых цилиндрических колес, соединяя их при этом с проме­жуточным валом.

Большее передаточное число главной передачи получает­ся при соединении муфты с шестерней меньшего диаметра.

Двухступенчатая передача моста с планетарным демультипликатором использована на автомобилях МАЗ одной из опытных моделей (рисунок1.7). Изменение передаточного числа в пла­нетарном демультипликаторе осущес­твляется с помощью планетарных ци­линдрических зубчатых колес, распо­ложенных между ведомым коническим зубчатым колесом и дифференциалом. На высшей передаче центральное зуб­чатое колесо (солнечное) блокируется механически с корпусом планетарного механизма и весь механизм вращается как одно целое со скоростью ведомого конического зубчатого колеса.

1 — ведущее коническое колесо; 2 — ведомое коническое (коронное цилиндрическое с внутренним зацеплением) зубчатое колесо; 3 — ось сателлита; 4 — сателлит; 5 — солнечное зубчатое колесо (муфта); 6 — межколесный дифференциал

Рисунок 3.7 - Двухступенчатая главная передача автомобиля с планетарным демультипликатором.

На низшей передаче центральное зубчатое колесо блокируется с карте­ром моста, вследствие чего зубчатое колесо (коронное) планетарного меха­низма с внутренним зацеплением, составляющее одно целое с ведомым коническим колесом, вращает через сателлиты корпус планетарного меха­низма, соответственно уменьшая час­тоту вращения. Переключение передач осуществляется перемещением цен­трального зубчатого колеса в осевом направлении до сцепления с кулачка­ми корпуса планетарного механизма для включения высшей передачи или с кулачками опоры чашки дифферен­циала для включения низшей переда­чи. Передаточное число планетарного механизма двухскоростной передачи равно 1,391.

В двухступенчатых главных переда­чах сложным является переключение передач, которое осуществляется дис­танционным приводом из кабины раз­личными методами (механическим, пневматическим, электропневмати­ческим и др.). В связи с отсутствием синхронизации передач переключение, как правило, должно быть выполнено до начала движения, что является недостатком таких передач. К недо­статкам следует также отнести услож­нение конструкции моста, увеличение его неподрессоренной массы.

Многоступенчатые коробки передач создают лучшие условия управления и поэтому вытесняют двухступенчатые главные передачи.

4 Методика расчёта центрального узла двойной разнесенной

Главной передачи

(прототип МАЗ-6516)

4.1 Обоснование и выбор передаточного числа главной передачи.

Центральный редуктор разнесенной главной передачи проектируется для автомобиля, техническая характеристика которого представлена в таблице 2.1. В качестве прототипа используется техническая характеристика автомобиля МАЗ 6516.

Таблица 2.1–Техническая характеристика автомобиля

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Значение	Единицы измерения
	Тип автомобиля	-	грузовой	-
	Колесная формула	-	8х4	-
	Полная масса автомобиля	ma		кг
	Масса, приходящаяся на ведущие колеса			кг
	Тип двигателя	-	дизельный	-
	Максимальная мощность двигателя	Ре max		кВт
	Частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности Ре max	nр		об/мин
	Максимальный крутящий момент двигателя	Ме max		Н·м
	Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте Ме max	nm		об/мин
	Число ступеней коробки передач	-		-
	Передаточные числа коробки передач	U1	6,38	-
U2	3,29	-
U3	2,04	-
U4	1,25	-
U5	0,815	-
Uзх	6,02	-
	Типоразмер шин	-	315/80R22,5	-
	Расчетное значение радиуса качения ведущего колеса автомобиля	ro	0,522	м
	Максимальная скорость движения автомобиля	ʋa max		км/ч
	Величина дорожного просвета	h		мм

Кинематический расчет трансмиссии заключается в определении передаточного числа разнесенной главной передачи, передаточного число конической пары, а также передаточное число цилиндрической пары.

Передаточное число главной передачи выбирают исходя из максимальной скорости автомобиля [1]

, где

- максимальная частота вращения (выбираем из прототипа) n_emax=1900об/мин.

- максимальная скорость V_amax=80 км/ч;

- передаточное число высшей передачи (принимается повышающая передача =0.815);

- радиус качения колеса.

.

В разнесенных двойных главных передачах передаточное число цилин­дрической пары , причем большие значения число­вого коэффициента выбирают при меньших значениях :

.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: