- •Радиусы качения колеса
- •Образование силы тяги на ободе колеса
- •Скорость движения машины
- •Откуда скорость
- •Силы сопротивления движению машины
- •Сила сопротивления качению
- •Сила сопротивления подъему
- •Мощность затрачиваемая на преодоление автомобилями подъема равна:
- •Для легковых автомобилей
- •Силы инерции
- •Тяговый баланс
- •Динамическая характеристика и динамический паспорт
- •Мощностной баланс
- •Проходимость лесотранспортных машин
- •Определение опорных реакций колесных машин
- •Определение центра давления гусеничных машин
- •Определение координат центра тяжести колесных и гусеничных машин
- •Устойчивость автомобиля (трактора)
- •Поперечная устойчивость
- •Устойчивость при повороте
- •Занос передних и задних колес
- •Основы общей динамики лесотранспортных машин.
- •Определение нагрузок на элементы ходовых систем
- •Типы трансмисии и основные требования к ним
- •Механические коробки передач
- •Установление передаточных чисел
- •Карданные передачи
- •Кинематика и статика дифференциала
- •Привод к ведущим колесам (самоподготовка)
- •Механизмы поворота гусеничных машин
- •Муфты поворота (бортовые фрикционы)
- •Одноступенчатые планетарные механизмы поворота (тт-4)
- •Силы и моменты, действующие на гусеничный трактор при повороте
- •Основные параметры механизмов поворота
- •Гидростатические (гидрообъемные) передачи
- •Гидродинамические муфты
- •Характеристика гидромуфты
- •Гидродинамические трансформаторы
- •Характеристики трансформатора
- •Конструкция рулевых механизмов (самоподготовка)
- •Тормозная система лесных машин (самоподготовка)
- •Определение основных тормозных параметров
- •Приводы управления тормозами
- •Силы, действующие на тормозные колодки при торможении
- •Ходовая часть колесных машин
- •Подвеска колесных и гусеничных машин
- •Плавность хода и характеристика подвески
Кинематика и статика дифференциала
На рисунке 32 показана схема дифференциала с коническими шестернями. Размеры полуосевых шестерен одинаковы, поэтому такой дифференциал
Рисунок 32 Схема сил и моментов, действующих на межколесный конический дифференциал
называют симметричным.
Установим кинематическую зависимость правой и левой полуосей и корпуса дифференциала, являющегося водилом рассматриваемого дифференциального механизма, с помощью равенства (132) кинематики планетарного ряда.
Пусть n1, n2 и n3 -частоты вращения правой и левой полуосей и корпуса дифференциала.
Тогда n1 + К∙n2 - (К+1)∙n3=0 (137)
Поскольку у данного механизма радиусы солнечных (полуосевых) шестерен равны, К=rс/rа=r2/r1=1, то равенство (183) запишется:
n1+n2 =2∙n3 (138)
Полученное уравнение кинематики симметричного дифференциала являются единственным независимым уравнением, связывающим угловые скорости звеньев 1, 2 и 3. Это означает, что дифференциал является системой с двумя степенями свободы.
Если остановить корпус дифференциала (n3 = 0) выражение (138) запишется: n1=-n2, т.е. полуоси могут вращаться под воздействием внешних сил в разные стороны.
Соотношение между моментами, приложенным к звеньям дифференциала определяется из равновесия механизма в целом:
М1 + М2 =М3, (139)
где М1 и М2 –моменты сопротивления, приложенные к полуосям 1 и 2;
М3 – момент подведенный к корпусу дифференциала.
Из условия равновесия сателлита (на рисунке 31 - справа), радиус которого обозначим rс,, следует, что сумма моментов сил, приложенных к нему относительно его оси вращения О, должна быть равна нулю:
ΣΜо=Р2∙rс-Р1∙rс=0 (140)
Откуда Р1=Р2. Поскольку М1=Р1∙r1 и М2=Р2∙r2, а по условию r1=r2, то М1=М2.
Используя полученное равенство на основе равенства (139) получим
М1=М2=0,5М3 (141)
Таким образом, в симметричном дифференциале (если не учитывать силы трения между его звеньями) момент М3 подводимый к корпусу дифференциала при установившемся движении делится поровну между полуосями.
Это свойство дифференциала является его основным недостатком, так как из-за него снижается проходимость машины. При попадании одного из ведущих колес на участок дороги с малым коэффициентом сцепления (лед, грязь и т.п.) оно может начать буксовать. Величина крутящего момента, подводимого к этому колесу, ограничена моментом силы тяги по сцеплению, который очень мал в этом случае.
Таким образом, введение дифференциала устраняет явление износа шин, но в то же время ухудшает проходимость машин.
Привод к ведущим колесам (самоподготовка)
Полуось передает колесу крутящий момент, в тоже время вертикальные нагрузки, продольные и поперечные силы должны восприниматься рамой машины. Все это выполняется комплексом деталей и узлом – задним мостом.
Конструкция мостов и привода к ведущим колесам зависят от того, управляемые или неуправляемые ведущие колеса.
Приводом к неуправляемым ведущим колесам обычно служат полуоси – полуразгруженные, рагруженные на ¾ и полностью разгруженные.Полуоси могут быть нагружены вертикальной Z, продольной X и поперечно Y. Кроме того, полуось нагружена крутящим моментом - рисунок 34.
Полуразгруженная полуось полностью работает на изгиб от X, Y и Z и скручивается моментом Мк.
Рисунок 33 Схема привода управляемого ведущего колеса
Разгруженная на ¾ - полуось работает на кручение и частично на изгиб. Полностью разгруженная полуось работает только на кручение.
Привод к управляемому ведущему колесу несколько сложнее. В этом случае в привод вводят карданы равных угловых скоростей – рисунок 33.
Конструкция карданов равных угловых скоростей бывают различными – сдвоенными (сферические и кулачковые), шариковые --(схемы не приводятся).
Принцип работы шарикового кардана. Шарики должны быть расположены в бисекторной плоскости. Это условие можно пояснить на примере пары шестерен с передаточными числом равным 1 (одинаковых) при взаимном расположении их валов под углом γ - (схема не приводится). Точка Р контакта зубьев этих шестерен расположена в бисекторной плоскости, а расстояние от нее до осей обеих шестерен
в
Рисунок 34 Схемы полуосей:
а - полуразгруженная; б - разгруженная на три четверти; в - полностью разгруженная
одинаковы и равны r. Соответственно равны и угловые скорости обеих шестерен. По аналогии в шариковом кардане шарики должны перемещаться так, чтобы их центра всегда перемещались в бисекторной плоскости по радиусу, при любом возможном изменении угла α и без значительных при этом зазоров.
Продольные и боковые силы на раму машины передаются обычно рессорами или толкающими штангами.
Задний мост гусеничных тракторов обычно крепится к раме. В нем размещается главная передача и механизмы поворота. К боковым плоскостям корпуса заднего моста крепится корпус конечных (бортовых) передач. Конечная передача – тяжело нагруженный зубчатый редуктор. Чтобы разгрузить коробку передач, главную передачу и другие узлы трансмиссии, нужно большую часть общего i осуществлять в конечных передачах. Для этого иногда вводят двойные конечные передачи, дающие iкп=9…12 и даже больше.