Дифференциалы автомобилей: Краткое методическое пособие (Кинематика, динамика и основы расчета шестерен дифференциала), страница 6

,                                         (25)

где      - напряжение изгиба у основания зуба полуосевой шестерни, МПа;

 - максимальный эффективный крутящий момент двигателя, Нм;

 - передаточное число коробки передач на первой передаче;

 - передаточное число главной передачи;

 - КПД трансмиссии;

 - коэффициент блокировки дифференциала;

 - нормальный модуль шестерён дифференциала по большому конусу, мм;

 - коэффициент формы зуба;

 - число зубьев полуосевой шестерни;

 - длина образующего конуса полуосевой шестерни (сателлита), мм;

 - число сателлитов.

Коэффициент

        ,                                      (26)

где      - длина зуба, мм

.

Поскольку крутящий момент, подводимый к коробке дифференциала, увеличивается за счёт главной передачи, то в уравнение (25) должно входить передаточное число главной передачи . В случае буксования одного из колёс к небуксующему колесу (полуоси) будет подводиться больший крутящий момент, связанный с наличием в дифференциале трения. По этому в уравнение (25) вводится коэффициент блокировки дифференциала . Шестерни дифференциала – прямозубые, т.е.  и . Крутящий момент, подводимый к полуосевым шестерням, уменьшается в зависимости от числа сателлитов . В легковых автомобилях обычно устанавливают два сателлита (), а у грузовых – четыре (). И, наконец, крутящий момент делится между двумя полуосевыми шестернями и поэтому в числителе уравнения (25) вместо 6 записывается 3.

Напряжения изгиба не должны превышать 550МПа.

Чтобы возможно было собрать дифференциал, число зубьев  полуосевой шестерни должно быть кратным числу сателлитов .

Удельное давление на опорную поверхность оси сателлитов в шестерне (рисунок 6), МПа

,                                    (27)

где      - расстояние от среднего сечения зуба сателлита до вершины образующего конуса, мм;

 - диаметр оси сателлитов, м;

 - длина опорной поверхности сателлитов, м.

Удельное давление на ось сателлита в месте закрепления её в коробке дифференциала, МПа

,                                              (28)

где      — плечо приложения силы, возникающей от действия момента , и приложенной в середине опоры оси сателлита в коробке дифференциала;

 - длина опорной поверхности оси сателлита в коробке дифференциала.

Удельное (осевое) давление по торцу сателлита (см. рисунок 6)

,                        (29)

где      - площадь опорной поверхности по торцу сателлита;

 - угол зацепления шестерён дифференциала;

 - половина угла при вершине образующего конуса сателлита.

,                                                 (30)

где     - число зубьев сателлита;

 - число зубьев полуосевой шестерни.

Удельные давления не должны превышать 70МПа.

Для легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъёмности применяют недорогие цианированные шестерни. У грузовых автомобилей средней и большой грузоподъёмности и у автобусов используют цементированные шестерни. Применяемые материалы те же, что и в главных передачах: Стали 20Х; 25ХН; 12ХНЗ; 20ХНЗА; 15НМ; 20ХНМ.

Для того, чтобы воспользоваться уравнением (25) необходимо рассчитать или задаться рядом параметров.

Передаточные числа коробки передач  и главной передачи  выбирают по прототипу или рассчитывают методами теории автомобиля /1/ для каждого конкретного случая.

Коэффициенты блокировки для дифференциалов различных типов были приведены в параграфе 4 (см. таблицу 1).

Нормальный модуль , числа зубьев  и  соответственно полуосевой шестерни и сателлитов, а также конусное расстояние , можно выбирать, руководствуясь таблицей 3 /4/.

Нормальный модуль  шестерён дифференциала связан с окружным или торцовым модулем зависимостью

,                                         (31)

где  - окружной, торцовый или внешний модуль;

 - половина угла при вершине образующего конуса сателлита.

Коэффициент формы зуба «у» находят в таблице 4 /5/ по приведённому числу зубьев