Раздаточная коробка служит для распределения усилия на все ведущие мосты автомобиля. Кроме того, с ее помощью осуществляется включение и выключение ведущего переднего моста. Раздаточная коробка, как правило, имеет двухступенчатый редуктор. Под его воздействием меняются передаточные числа, и вдвое увеличивается количество передач автомобиля.
Первый ряд передаточных чисел получается при включении прямой (высшей) передачи. Второй ряд задействуется при понижении передачи. Это позволяет использовать автотранспорт в разных дорожных условиях. В конструкции автомобилей высокой проходимости имеется устройство, не позволяющее включить понижающую передачу в тот момент, когда передний мост включен. Такое устройство предохраняет задний мост от перегрузки большим крутящим моментом.
Типы раздаточных коробок
1. С соосными приводными валами ведущих мостов. Этот тип широко применяется благодаря возможности использования единой главной передачи для переднего и заднего мостов.
2. С несоосными ведомыми валами. У них нет промежуточного вала. Компактность, бесшумность, высокий КПД — вот главные преимущества этого типа раздаточной коробки. К тому же она отличается небольшой металлоемкостью.
3. С блокированным приводом ведущих мостов. Позволяет использовать полную тяговую силу без пробуксовывания колес. С такой раздаточной коробкой передний мост включается только на труднопроходимых участках дороги. При движении автомобиля по твердому покрытию в целях экономии топлива и снижения степени изнашивания шин передний мост отключается.
4. С дифференциальным приводом ведущих мостов. В коробках этого типа применяется дифференциал межосевой, позволяющий вращение ведущих валов с разными скоростями. У автомобиля, оснащенного такой коробкой, постоянно включен передний мост. Для повышения проходимости дифференциалы межосевые выполняются с принудительной блокировкой.
1. Анализ существующих конструкций раздаточных коробок передач
Раздаточная коробка передач автомобиля ВАЗ-2121 «Нива» (рис.1) двухступенчатая с двумя рычагами управления.
Рисунок №1 Раздаточная коробка:
1 — ведомая шестерня; 2 — подшипники дифференциала; 3 — пружинная шайба; 4 — стопорное кольцо; 5 — муфта блокировки дифференциала; 6 — зубчатый венец корпуса дифференциала; 7 — зубчатый венец вала привода переднего моста; 8 — подшипник вала привода переднего моста; 9 — маслоотражатель; 10 — грязеотражатель; 11 — вал привода переднего моста; 12 — фланец; 13 — сальник; 14 — пробка отверстия для слива масла; 15 — ведомая шестерня привода спидометра; 16 — ведущая шестерня привода спидометра; 17 — пробка отверстия для заливки и контроля уровня масла; 18 — передняя крышка раздаточной коробки; 19 — роликовый подшипник промежуточного вала; 20 — кронштейн подвески раздаточной коробки; 21 — крышка подшипника ведущего вала; 22 — упорное кольцо подшипника; 23 — подшипники ведущего вала; 24 — шестерня повышающей передачи; 25 — ступица муфты переключения передач; 26 — муфта переключения передач; 27 — картер раздаточной коробки; 28 — шестерня понижающей передачи; 29 — втулка шестерни низшей передачи; 30 — вал ведущий; 31 — задняя крышка; 32 — шариковый подшипник промежуточного вала; 33 — промежуточный вал; 34 — корпус дифференциала; 35 — упорная шайба шестерни привода заднего моста; 36 — подшипник вала привода заднего моста; 37 — шестерня привода заднего моста; 38 — сателлит; 39 — ось сателлитов; 40 — стопорное кольцо оси сателлитов; 41 — ось подвески раздаточной коробки; 42 — пружинная шайба; 43- межосевой дифференциал.
Раздаточная коробка
... Рис. 1 Раздаточная коробка (раздатка) УАЗ-452 1 -- ведомый вал коробки передач; 2 -- подшипник ведомого вала; 3 -- шестерня включения понижающей передачи и заднего моста; 4 и 7 -- подшипники вала привода заднего моста; 5-- ведомая шестерня привода спидометра; 6 -- ведущая шестерня привода спидометра; ...
Высшая передача для хороших дорог имеет передаточное отношение 1,2, низшая, используемая на труднопроходимых участках, крутых подъемах и т. п., имеет передаточное отношение 2,135. Для переключения с высшей передачи на низшую служит муфта 25, перемещаемая по первичному валу.
В раздаточную коробку встроен межосевой дифференциал 43, позволяющий колесам передней и задней осей катиться с разной скоростью при поворотах, неровностях дороги и т. д., компенсируя неизбежное в таких случаях проскальзывание колес. Для выравнивания крутящего момента валов 11 привода ведущих осей автомобиля при различном дорожном сопротивлении (бездорожье) межосевой дифференциал имеет муфту 5 механизма блокировки, который дает водителю возможность в нужный момент жестко соединить вал привода передней оси 11 и корпус межосевого дифференциала, исключая относительное вращение переднего и заднего карданных валов.
УАЗ-31519 (Hunter)
Рисунок №2 Раздаточная коробка:
1 -ведущий вал (вторичный вал коробки передач); 2 — подшипник ведущего вала (вторичного вала коробки передач); 3 — шестерня ведущая (шестерня включения прямой и понижающей передач); 4, 7 — подшипники вала привода заднего моста; 5 — шестерня, ведомая спидометра; 6 — шестерня, ведущая спидометра; 8, 21 -манжеты; 9, 22 — фланцы; 10 — вал привода заднего моста; 11, 23 -подшипники промежуточного вала; 12 — промежуточный вал; 13 — шестерня включения переднего и заднего мостов; 14 — крышки подшипников; 15 — вал привода переднего моста; 16, 20 -подшипники вала привода переднего моста; 17 — крышка картера; 18 — картер; 19 — пробка сливного отверстия; 24 -заглушка; 25 — пластина подвески; 26 — стакан упорный подшипника; 27 — крышка люка; 28 — крышка механизма переключения; 29 -шток вилки включения прямой и понижающей передач; 30 — шток вилки включения переднего моста; 31 — шарик фиксатора; 32 — пружина фиксатора; 33 — вилка включения переднего моста; 34 — вилка включения прямой и понижающей передач
Ремонт коробки передач и сцепления Газ-3110 «Волга»
... Коробка передач Механическая пятиступенчатая с синхронизаторами на всех передачах или четырехступенчатая, с синхронизаторами на всех передачах переднего хода Передаточные числа на передачах (в скобках для четырехступенчатой коробки): ... ГАЗ-31105 выпускалась под заказ. Общепризнанным недостатком ранних серий ГАЗ-3110 «Волга» было плохое качество сборки ... сжатия 9,5 8,2 6,7 Порядок работы цилиндров 1-3-4- ...
Раздаточная коробка двухступенчатая, механическая, имеет дополнительную понижающую передачу (рис. 2).
На часть автомобилей может устанавливаться модернизированная «мелкомодульная» раздаточная коробка, в которой зубья шестерни включения переднего и заднего мостов, а также зубчатых венцов валов привода заднего и переднего мостов выполнены с модулем 2,5 мм (вместо 3,5).
При этом передаточное число низшей передачи уменьшилось и стало 1,47 (вместо 1,94).
Раздаточные коробки взаимозаменяемы и внешне ничем не отличаются.
В результате анализа раздаточных коробок передач решено установить на РК третий режим с возможностью отключения переднего моста, с целью уменьшения расхода топлива, а также уменьшения механических потерь.
2. Расчёт раздаточной коробки
2.1 Определение передаточных чисел раздаточной коробки передач
Передаточные числа коробки передач известны из технических характеристик автомобиля и равны
для первой передачи i k1 = 3,67;
для второй передачи i k2 = 2,1;
для третьей передачи i k3 = 1,36;
для четвёртой передачи i k4 = 1,00;
для пятой передачи i k5 = 0,82.
2.2 Определение расчетных нагрузок
2.2.1 Нагрузочные режимы
1. По максимальному моменту двигателя:
где T p расчетный момент на валу трансмиссии;
T emax максимальный момент двигателя, T emax = 139 Нм;
U суммарное передаточное число до рассчитываемой детали, U = U 1 = = 7,84.
2. По максимальному сцеплению ведущих колес с дорогой:
где R zi нормальная реакция дороги на колеса соответствующих мостов:
max максимальный коэффициент сцепления шины с дорогой, max = 0,8.
3. По максимальным динамическим нагрузкам:
R д коэффициент динамичности, R д = 2,53,0, для автомобилей высокой проходимости, R д = 3,0.
2.2.2 Определение передаточных чисел
2.2.3 Определение вращающих моментов на валах
2.2.4 Определение сил в зацеплении раздаточной коробки
Окружная:
Радиальная:
Осевая:
где Т — максимальный крутящий момент на колесе, Нм;
d — диаметр колеса, мм.
Первая пара зацепления
Вторая пара зацепления
2.2.5 Определение сил в зацеплении дифференциала раздаточной коробки
Окружная:
Радиальная:
Осевая:
- где Т — максимальный крутящий момент на колесе, Нм;
r x — средний радиус начального конуса шестерни, мм.
Техническое обслуживание и ремонт коробки передач автомобиля ЗИЛ
... Устройство коробки передач автомобиля ЗИЛ-130. Коробка передач с синхронизатором на третьей-четвертой передачах. Передаточные числа: на первой передаче 6,55; ... которые осуществляют подготовку специалистов по ремонту и обслуживанию подвижного состава. Создаются научные центры, крупные ... неплановый ремонт, регламентированный ремонт и ремонт по техническому состоянию. Каждый из данных видов ремонта ...
2.3 Выбор параметров зубчатых колес
Главным размерным параметром раздаточной коробки передач является межосевое расстояние.
где коэффициент R a для легковых автомобилей находится в пределах 10…15; R a = 12.
2.4 Расчет межосевого дифференциала
Межосевой дифференциал выбираем симметричный, т. к. легковой автомобиль ВАЗ2121 двухосный и необходимо деление крутящего момента на две части. Расчёт зубчатых колес дифференциалов имеет некоторые особенности. Большую часть пробега автомобиля зубчатые колеса дифференциала находятся в неподвижном относительно корпуса состоянии или имеют лишь малые перемещения, вызванные различными значениями радиусов колес. Так как отсутствует явно выраженный циклический характер изменения напряжения в зубчатых колесах дифференциала при действии длительных рабочих нагрузок, то расчет их производится только на статическую прочность.
2.4.1 Расчет зубчатых колес межосевого дифференциала на статическую прочность
; к пF =0,0052;
где [ FCT ] допускаемые напряжения;
S F коэффициент запаса прочности, выбираемый в зависимости от стабильности свойств материала и технологии и ответственности конструкции.
Определим модуль зубчатого колеса.
где 0,85 коэффициент, характеризующий пониженную нагрузочную способность конической пары;
z 1 — коэффициент формы зуба;
k Д — коэффициент, учитывающий влияние наклона зуба;
;
m =1,5;
;
- условие выполняется.
2.5 Расчет зубьев на контактную прочность
В основе расчета минимального межосевого расстояния положена зависимость Герца-Беляева, учитывающая наибольшее нормальное напряжение в зоне контакта зубьев шестерни и колеса при сжатии. Полученные таким образом напряжения учитывают кривизны шестерни и колеса, а также и модуль упругости применяемых материалов. Выберем предварительно для изготовления зубчатых колес сталь 18ХГТ.
где коэффициент ширины зубчатого венца, ;
- учитывает допускаемое напряжение материалов.
Найдем к пн ,
;
;
к пн =0,029;
- время работы на соответствующей передаче.
- эквивалентное число циклов нагружения при принятом расчетном моменте;
;
;
мм,
- множитель, характеризующий увеличение номинальных напряжений;
- Примем мм, после выбора межосевого расстояния, назначается ширина зубчатых венцов, модуль и угол наклона.
Рабочая ширина зубчатых венцов мм.
условие выполняется
; условие выполняется
2.6 Расчет зубьев на изгибную прочность
Модуль зубчатой передачи коробки определяется из условия обеспечения усталостной и изгибной прочности, при этом учитывается мах момент, определяемый по двум расчетным режимам.
;
к пF =0,0052;
;
;
- где — базовые допускаемые напряжения;
- предел выносливости, определяемый на зубьях при отнулевом цикле;
- коэффициент запаса прочности, выбираемый в зависимости от стабильности свойств материала и технологии и ответственности конструкции.
- коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности
- коэффициент размеров (масштабный фактор);
- коэффициент, учитывающий чувствительность материала к концентрации напряжений и градиент напряжений, определяемый в зависимости от модуля.
Допускаемое напряжение изгиба определяется как
Техническое обслуживание и ремонт коробки
... 5. Головки цилиндров самосвального механизма - снятие, ремонт, установка. 6. Двигатели всех типов, задние и передние мосты, коробки передач (кроме автоматических), сцепления, валы карданные - разборка. 7. ... и второй передач. Первая передача и задний ход включаются зубчатой муфтой. Переключение в делителе передач осуществляется синхронизатором инерционного типа. Картер 20 основной коробки передач ...
Определим модуль зубчатого колеса.
, где
- коэффициент нагрузки;
- коэффициент формы зуба;
- коэффициент, учитывающий влияние наклона зуба;
;
;
;
- условие выполняется.
Суммарное число зубьев кинематической пары
;
Определим числа зубьев зубчатых колес:
;
;
- Найдем межосевое расстояние мм.
примем мм.
Проверим зубчатую передачу на статическую прочность.
условие выполняется.
2.7 Расчет высшей передачи
Исходные данные для расчета высшей передачи:
, , , , мм.
мм
мм
мм
мм
Угол профиля:
Угол зацепления:
Делительный диаметр:
мм;
мм;
мм.
Диаметры и окружностей вершин и впадин зубьев колес внешнего зацепления:
мм;
мм;
мм;
мм;
мм;
мм.
Уточнение передаточных чисел:
;
;
Определение начального диаметра:
мм;
мм;
мм.
2.8 Расчет низшей передачи
Исходные данные для расчета низшей передачи:
мм;
мм.
Делительный диаметр:
мм;
мм.
Диаметры и окружностей вершин и впадин зубьев колес внешнего зацепления:
мм;
мм;
мм;
мм;
Уточнение передаточных чисел:
;
Определение начального диаметра:
мм;
мм.
2.9 Расчет валов раздаточной коробки передач
Валы автомобильных раздаточных коробок передач изготовляют из сталей тех же марок, что и зубчатые колеса, и рассчитывают на прочность и жесткость.
Прочность валов раздаточной коробки передач проверяют при совместном действии изгиба и кручения. Определяют составляющие опорных реакций и соответствующие им изгибающие моменты в вертикальной М в и горизонтальной Мг плоскостях. При расчете вал рассматривают как балку, лежащую на шарнирных опорах.
2.9.1 Расчет входного вала раздаточной коробки передач
Определение реакций опор.
Исходные данные:
мм, мм, мм.
а) вертикальная плоскость
;
;
;
б) горизонтальная плоскость
;
;
;
Изгибающий момент М у :
1),
;
;
2) ,
;
;
Изгибающий момент М z :
1),
;
;
2) ,
;
;
2.9.2 Расчет входного вала раздаточной коробки передач на прочность
;
;
- условие выполняется.
Рисунок 3. Расчетная схема сил, действующих на зубчатые колеса и подшипники передач.
2.9.3 Расчет промежуточного вала раздаточной коробки передач
Определение реакций опор.
Конструкция и основы тяговых расчетов АЦ-30 (ГАЗ-53А)
... числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Дифференциал Две полуоси Раздаточная коробка Каждый из механизмов выполняет определенные функции. Коробка передач служит для ... кузова размещается пожарно-техническое вооружение. Боевой расчет автоцистерны составляет 2 человека. 2. Тактико технические характеристики автомобиля ГАЗ-53А, Габаритные размеры Полная масса, кг ...
Исходные данные:
- мм, мм, мм; мм.
а) вертикальная плоскость
;
;
;
б) горизонтальная плоскость
;
;
;
Изгибающий момент М z :
1),
;
;
2) ,
;
;
3) ,
;
;
2.9.4 Расчет промежуточного вала раздаточной коробки передач на прочность
;
;
- условие выполняется.
2.9.5 Расчет выходного вала раздаточной коробки передач
Определение реакций опор.
Исходные данные:
мм, мм, мм.
а) вертикальная плоскость
;
;
;
б) горизонтальная плоскость
;
;
;
Изгибающий момент М у :
1),
;
;
2) ,
;
;
Изгибающий момент М z :
1),
;
;
2) ,
;
;
2.9.6 Расчет выходного вала раздаточной коробки передач на прочность
;
;
- условие выполняется.
2.10 Расчет подшипников раздаточной коробки передач
При расчете подшипников используют те же характеристики нагрузочного режима, что и для зубчатых колес. В общем случае применяется два вида расчета подшипников качения: на долговечность и на статическое нагружения.
Исходные данные:
р=3,33
, где
действительная частота вращения подшипника, подсчитанная по средней скорости движения автомобиля;
- передаточное число участка трансмиссии от рассчитываемого вала подшипника до ведущих колес.
; .
, где
эквивалентная частота вращения подшипника;
- коэффициент пробега, равный отношению долговечности подшипника при действительном расчетного крутящего момента к его долговечности при действительном нагрузочном режиме, характеризуемом кривой распределения крутящего момента.
;
- Номинальная долговечность подшипника в млн. оборотов:
, где
С — динамическая грузоподъемность (определяют по каталогу);
- р — степенной показатель (для шарикоподшипников р=3, а для роликовых р=3,33);
- Р — эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник.
;
, где
долговечность подшипника с учетом общего пробега автомобиля S до капитального ремонта;
- средняя скорость автомобиля, .
, где
эквивалентное число циклов.
, где
действительное число циклов.
;
Найдем эквивалентную нагрузку Р э :
Отсюда определим С:
, подберем подшипник особо легкой серии 7215Н.
3.9 Обоснование выбора смазочно-охлаждающих жидкостей
Для смазки передачи применена картерная система. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масло и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес.
Для нашего случая при , , кинематическая вязкость масла равна сСт; исходя из этого назначаем масло ТАП-15В или ТСп-15К.
Разработка способа ремонта крышки подшипника ведущего вала автомобиля Камаз
... сборе 3 Манжета с пружиной в сборе 7 Крышка заднего подшипника первичного вала 9 Заглушка чашечная 8 1.3 Состав и ... Различают текущий и капитальный ремонт. Работы по электрике и электронике автомобилей. Сюда относятся, например, установка сигнализации, ... составе основных производственных фондов предприятий таких отраслей, как машиностроение (36%), легкая промышленность (40%). 2) Уровень концентрации, ...
Допустимый уровень погружения зубчатых колес в масляную ванну определяется по формуле:
- где делительный диаметр колеса, мм;
мм.
Заключение
В ходе курсового проектирования был изготовлен вал переднего моста РК телескопический, с установкой подшипников скольжения (втулочных).
Также изготовлена новая муфта блокировки дифференциала, для переключения между режимами для легкового автомобиля повышенной проходимости ВАЗ2121, тем самым добавив новый режим к существующим. В итоге получили 3 режима,
1-без блокировки дифференциала (ведомые валы могут вращаться с разными скоростями)
2-дефференциал заблокирован (ведомые валы вращаются с одинаковой скоростью)
3-отключение вала переднего моста (крутящий момент передается только на задний вал)
Список используемой литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/tema-tehnologiya-remonta-razdatochnoy-korobki-vaz-spetsialnost/
1. Бочаров К.Р. “Конструкция и расчет колесных машин повышенной проходимости”, М.: Машиностроение, 1983. — 299 с.
2. Вишняков Н.Н. “Автомобиль”, М.: Машиностроение, 1976. — 296 с.
3. Гришкевич А.И. “Проектирование трансмиссий автомобиля”, М.: Машиностроение, 1984. — 272 с.
4. Гришкевич А.И. “Конструкция, конструирование и расчёт. Трансмиссия”, М.: Высшая школа, 1986. — 208 с.
5. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. “Автомобиль, анализ конструкций, элементы расчета”, М.: Машиностроение, 1989. — 304 с.
6. Лукин П.П. “Конструкция и расчёт автомобилей”, М.: Машиностроение, 1984. — 376 с.
7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1992. — 720 с., ил.
