6. Расчёт дифференциала

Рис. 8. Расчетная схема симметричного конического дифференциала.

При выборе основных параметров зубчатых колес конических дифференциалов могут быть использованы данные таблицу 7.1

Таблица 6.1 Геометрические параметры конических дифференциалов.

Принимаем осевые параметры:

Число зубьев сателлитов Zс- 10;

Число зубьев шестерен Zш- 16;

Внешний окружной модуль - 5,0;

Конусное расстояние -47,20;

Угол профиля - 20030;

Ширина венца - 20 мм;

Число сателлитов nc - 2;

Шип крестовины под сателлитом испытывает напряжения смятия и среза.

Напряжения смятия рассчитывают по формуле:

, (6.1)

где - напряжения смятия шипа сателлита, Па;

Мд - момент на корпусе дифференциала, Нм;

r1 - радиус приложения осевой силы, действующей на ось сателлита, м;

d1 - диаметр оси сателлита (диаметр шипа крестовины), м;

l - длина оси, на которой вращается сателлит, м.

Момент на корпусе дифференциала определяют по формуле:

, Н·м; (6.2)

, Н·м;

Радиус приложения осевой силы, действующий на ось сателлита, определяют по формуле:

, м;(6.3)

, м;

Диаметр шипа крестовины рассчитывают по формуле:

, (6.4)

где Рдоп.с. - допустимое давление между шипами и сателлитами, Па.

Для легковых автомобилей - Рдоп.с.=80 МПа;

, м;

Длина оси, на которой вращается сателлит, может быть приближенно определена по формуле:

, (6.5)

где b - ширина зубчатого венца сателлита, м;

с - половина угла начального конуса сателлита, град.

, (6.6)

где Zс - число зубьев сателлита.

,

, м;

, мПа;

Допустимые напряжения смятия - []=50 - 60 МПа;

Напряжение среза оси сателлита определяют по формуле:

, (6.7)

где - напряжение среза оси сателлита, Па.

, мПа;

Допустимые напряжения среза - []= 100 - 120 МПа;

Осевую силу определяют по формуле:

, (6.8)

где Qс - осевая сила, действующая на торец сателлита, Н;

r2 - радиус приложения окружной силы в зацеплении, м.

Угол зацепления - =20

, H;

Диаметр торцевой поверхности сателлита, воспринимающей осевую нагрузку, определяют по формуле:

, м; (6.9)

, м;

Напряжение смятия торца сателлита рассчитывают по формуле:

, (6.10)

где с - напряжение смятия торца сателлита, Па;

d2 - диаметр торцевой поверхности сателлита, воспринимающей осевую нагрузку, м.

, мПа;

Допустимые напряжения смятия - [с]= 10 - 20 МПа;

Осевую силу, действующую на полуосевую шестерню, определяют по формуле:

, (6.11)

где Qп - осевая сила, действующая на полуосевую шестерню, Н.

, Н;

Напряжение смятия торца полуосевой шестерни рассчитывают по формуле:

, (6.12)

где п - напряжение смятия торца полуосевой шестерни, Па;

r3, r4 - наименьший и наибольший радиусы торцовой поверхности шестерни, воспринимающей осевую нагрузку, соответственно, м.

Наименьший радиус торцовой поверхности шестерни приближенно может быть определен по формуле:

, (6.13)

где rп/о - радиус полуоси, м. Принимаем rп/о- 14мм;

, м;

r3 = r1 = 0,04 м;

, мПа;

Допустимые напряжения смятия - [п]= 40 - 70 МПа;

Расчетный момент на сателлите и на полуосевой шестерне, рассчитывают по формуле:

Н·м; (6.14)

Н·м;

Расчет зубьев сателлитов по напряжениям изгиба производят по формулам для конических главных передач:

Zc = Z1 = 10;

Z2 =i0 · Z1 = 10·3,57 = 35,7=36;

Определение торцевого модуля:

, м;

, м;

Торцевой шаг по основанию начального конуса:

= , м;

Диаметр ведущей шестерни по образующей начального конуса рассчитывают по формуле:

= , м;

Диаметр ведомого колеса по образующей начального конуса определяют по формуле:

= , м;

Средний радиус начального конуса ведомого колеса определяют по формуле:

м;

м;

м;

Нормальный шаг в среднем сечении конуса определяют по формуле:

, м;

Напряжения изгиба определяют по формуле:

,

,

,

, мПа;

Допустимые напряжения изгиба - [и]= 500 - 800;