Расчет дифференциала автомобиля ВАЗ-2105

Федеральное агентство по образованию

Государственное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Политехнический Институт

Кафедра: «Автомобили и Двигатели»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

Расчет дифференциала

 автомобиля ВАЗ-2105

Выполнил: студент АТ 64-1

Мутовина А.И.

Проверил: Муромцев А. С.

Красноярск 2007

Дифференциал – механизм трансмиссии автомобиля, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между выходными валами и обеспечивающий их вращение с разными угловыми скоростями.

Дифференциалы по конструкции разделяют на шестеренчатые, кулачковые, червячные и с механизмами свободного хода.

Наибольшее распространение получили конические шестеренчатые дифференциалы, обладающие большей компактностью в сравнение с цилиндрическими. Недостатком конических дифференциалов является наличие осевых усилий и большое трение на торцах конических шестерен.

Исходные данные: автомобиль прототип – ВАЗ 2105, , остальные параметры приведены в таблице 3.

Таблица 3 Геометрические параметры зубчатых колес конического симметричного дифференциала автомобиля ВАЗ-2105.

Автомобиль	Число зубьев		Внешний окружной модуль, мм	Конусное расстояние или длинна образующего конуса, мм	Угол профиля (угол зацепления), град	Ширина венца, мм	Число сателлитов
	Сателлитов	Шестерен
ВАЗ 2105	10	16	4,00	37,77	22°30¢	12,0	2

Нормальный модуль:

 (10), где  - окружной модуль,

 - половина угла при вершине начального конуса сателлита,

,

,

,

Примем нормальный модуль .

Длину образующей конуса примем как у прототипа .

 

Длина зуба:

,

Коэффициент блокировки принимаем из таблицы 4; 5.

Таблица 4. Коэффициенты блокировки дифференциалов.

Тип дифференциала	Коэффициент блокировки
Шестеренчатые дифференциалы	0,05-0,15
Самоблокирующиеся кулачковые дифференциалы	0,3-0,5
Самоблокирующиеся червячные дифференциалы	0,8
Шестеренчатые дифференциалы с принудительной блокировкой	0-0,78
Дифференциалы с механизмами свободного хода	1,0

Коэффициент :

,

Половина угла при вершине образующего конуса полуосевой шестерни:

,

,

Приведенное число зубьев полуосевой шестерни:

 (11),

,

По  и  из таблицы 2 находим коэффициент формы зуба .

 

Напряжения изгиба у основания зуба полуосевой шестерни:

 (12), где  - максимальный момент, развиваемый двигателем,

 - передаточное число коробки на низшей передаче,

 - передаточное число главной передачи,

 - КПД трансмиссии,

 - коэффициент блокировки дифференциала,

 - нормальный модуль,

 - коэффициент формы зуба,

 - число зубьев полуосевой шестерни,

 - длина образующей начального конуса полуосевой шестерни,

 - число сателлитов.

              ,

Допускаемое напряжение . Превышение составляет 2,4 раза.

Подобное превышение допустимо по следующим причинам:

1)  вышеприведенная методика является приближенной и дает завышенные величина напряжений;

2)  превышение напряжений имеет место лишь на первой передаче, на второй передаче напряжения будут превышать допустимые на 45%, на третьей- на 7%,на четвертой напряжения уже будут значительно ниже допустимых ;

3)  небольшие скорости полуосевых шестерен и сателлитов при движении на первой и второй передачах обеспечивают режим их работы, близкий к статическому.

Рис. 4. Расчетная схема сателлита.

Определим уточненный торцевой модуль:

,

Зная торцовый модуль, рассчитаем диаметр наружной окружности сателлита по большому конусу:

,

Полученный диаметр является основанием  (см. рис. 4) равнобедренного треугольника , стороны которого являются образующими сателлита.

Половина диаметра  вместе с конусным расстоянием , образуют прямоугольный треугольник, высоту которого  можно определить по теореме Пифагора:

 (13),

,

Высота ножки зуба:

,

Принимаем размеры, исходя из прототипа: , , , , , .

Удельное давление на опорную поверхность оси сателлита в шестерне:

 (14),

,

 

Удельное давление на ось сателлита в месте закрепления ее в коробке дифференциала:

 (15),

,

Удельное давление по торцу сателлита:

 (16),

.

Расчетные удельные давления ни в одном случае не превышают допустимых .