5. Робочі процеси та основи розрахунку Перелік робочих процесів в приводах ведучих коліс

№пп	Найменування робочих процесів	Позитивні (+), негативні (-) наслідки	Заходи по усуненню
1	Передача крутного моменту та скручування валів (півосей). Згинання півосей та знос шліцевих з’єднань та посадочних місць під підшипники.	(-) Зменшення посадочного розміру під підшипники. Биття валів.
2	Знос підшипників.

Елементи та параметри розрахунку приводу ведучих коліс

№пп	Елементи приводу	Параметри (види) розрахунку та визначення	Примітка
1	Піввісь.	Міцності на скручування та згин.
2	Шліци піввісі.	Міцності на зріз та зминання.
3	Планетарний редуктор.	Передаточне число. Центральна шестерня аналогічно розвантаженій півосі. Всі інші розрахунки аналогічно розрахунку планетарних коробок передач.
4	Підшипники.	Підбирають по максимальній силі тяги, яка підводиться до колеса.

Перший режим – прямолінійний рух, колесо передає максимальну силу тяги або сприймає максимальну гальмову силу .

Рис 9. Схема сил та моментів , що діють на колесо

при першому режиму навантаження.

При передаванні максимальної сили тяги до колеса підводиться максимальний

крутний момент.

Максимальна сила тяги ;

; де

φ = 0,8…0,9 - максимальне значення коефіцієнта зчеплення коліс з полотном дороги. Щоб колесо сприймало максимальну гальмову силу до нього прикладають максимальний гальмівний момент.

Напрями дії сил та протилежні.

Другий режим - рух автомобіля на повороті або при заносі, коли на нього діє тільки бічна ( відцентрова ) сила, а сили тяги або гальмування відсутні.

Рис 10. Схема сил, що діють на колесо при

другому режимі навантаження.

Внаслідок дії бічної сили в контакті колеса з полотном дороги виникає реакція , напрям якої протилежний напряму сили .

,

де φ'- максимальне значення коефіцієнта зчеплення шини з поверхнею дороги

( в поперечному напрямі ) Приймають φ'=φ.

Третій режим – наїзд колесом, яке рухається з великою швидкістю на вертикальну нерівність. При цьому до колеса не підводиться сила тяги та воно не сприймає силу гальмування.

На нього діють вертикальна динамічна сила та обумовлена нею нормальна реакція полотна дороги

де

- коефіцієнт динамічності, для легкових автомобілів =1,2….2,0..,

для вантажних = 2,0….2,5.

Рис 11. Схема сил, що діють на колесо при

третьому режимі навантаження.

Конструктивна схема півосі обумовлена способом кріплення коліс та встановлення опори ( підшипників ).

При першому режимі навантаження на навантажену піввісь діє згинальний та крутний моменти.

При передачі крутного моменту:

В небезпечному перерізі - виникають складні напруги згину та кручення:

, де d- діаметр півосі.

Рис 12 . Схема сил та моментів, що діють на навантажену піввісь.

При гальмуванні піввісь навантажується аналогічно. При другому режимі навантаження на піввісь діє тільки згинальний момент.

.

При третьому режимі навантаження в півосі виникають напруги згину під дією моменту

В зв’язку з тим, що розвантаженій півосі два конічні підшипники, на які встановлена маточина колеса, мають значний затискний момент, всі згинальні моменти через підшипники передаються на кожух півосі і піввісь повністю від них розвантажена. Але щоб піввісь залишалася розвантаженою, необхідний попередній натяг підшипників ( відсутність зазорів в підшипниковому вузлі ), співвісність півосі та маточини і взаємна перпендикулярність півосі та її фланця.

Рис 14. Схема сил, що діють на частково розвантажену піввісь.

Враховуючи, що розвантажена піввісь не сприймає згинальних моментів, її розраховують лише на кручення, котре виникає при першому режимі навантаження. Напруга кручення

.

Прийнявши допустимі значення напруги кручення знаходять діаметр півосі та визначають кут її закручування ( в градусах )

, де

- розрахунковий крутний момент,

. де

- коефіцієнт розподілу моменту диференціалом.

- довжина півосі ( відстань від торця до середини довжини шліців ).

- модуль зсуву матеріалу, для сталі =85 Гпа.

- полярний момент інерції перерізу півосі, для круглого перерізу

В існуючих конструкціях максимальні значення кута закручування півосі знаходяться в межах 6….15 на 1 м довжини.

Шліци розраховують на зріз та зминання за загально прийнятою методикою .

Підшипники осей підбирають, виходячи з переважаючих експлуатаційних навантажень при першому режимі навантаження.

Передаточне число колісної передачі визначають

, де число зуб’їв веденої та ведучої шестерень.

Рис 15. Кінематичні схеми колісних передач.

а) зовнішнього зачеплення.б) внутрішнього зачеплення.

Передаточне число редуктора

Рис 16. Кінематична схема планетарного редуктора.