1.4 Дифференциалы трансмиссии автомобиля

а) Назначение дифференциала трансмиссии

Дифференциал – механизм трансмиссии, выполняющий функции распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или мостами и позволяющий ведомым валам вращаться с неодинаковыми угловыми скоростями.

б) Требования, предъявляемые к конструкции

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

- надёжная передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии;

- плавность и полнота включения;

- предохранение трансмиссии от динамических нагрузок;

- простота устройства и обслуживания;

- хорошая уравновешенность;

- поддержание нажимного усилия в заданных пределах в процессе эксплуатации;

- простота устройства и обслуживания.

в) Классификация заданной конструкции

Дифференциал симметричный, межколесный находиться в коробке передач (рис. 3)

г) Применяемость конструкции.

В настоящее время все автомобили имеют межколесные дифференциалы (конические дифференциалы, цилиндрические)

д) Общий вид конструкции (схема).

Рисунок 7 - Дифференциал

1 – задающее кольцо датчика скорости; 2 – сателлит; 3 – полуосевая шестерня;

4 – ведомая шестерня главной передачи; 5 – ось сателлитов;

6 – корпус дифференциала; 7 – подшипник дифференциала

е) Анализ и оценка конструкций дифференциалов

Симметричный коничекий дифференциал.

Наиболее распространенные.

К преимуществу можно отнести:

• Обеспечение устойчивости при движении по скользкой дороге и торможении 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.

Цилиндрический дифференциал имеет:

• не большие размеры, так как он размещается перед главной передачей;

• большее число зубчатых колес;

• более сложен в изготовлении.

ж) Нагрузки в дифференциалах

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

Нагрузки на зуб сателлита и полуосевых шестерен определяют из условия, что окружная сила распределена поровну между всеми сателлитами и каждый сателлит передает усилие двумя зубьями. Окружная сила, действующая на один сателлит:

, (32)

где - радиус приложения, - число сателлитов (рис. 8).

Напряжение изгиба определяется по ГОСТ21354 -87. Износ зубьев не учитывается.

Материал сателлитов и полуосевых шестерен: сталь 18ХГТ, 25 ХГМ, 20 ХН2М,

=500…800 МПа.

Шип крестовины (18ХГТ, 20ХН3А, и др.) под сателлитом испытывает:

напряжение смятие =50…60 МПа, (33)

напряжение среза = 100…120 МПа, (34)

напряжение смятия в месте крепления в корпусе дифференциала под действием окружной силы

, (35)

=50…60 МПа, (36)

Рисунок 8 – Схема сателлита

Давление торца сателлита на корпус дифференциала определяется напряжением смятия

=10…20 МПа, (37)

где , (38)

- угол зацепления, - половина угла конуса сателлита.

Расчет зубьев шестерни ведомого элемента дифференциала трансмиссии автомобиля Лады Приора аналогичен расчету зубьев ведущей шестерни главной передачи.