Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Раздаточная коробка для полноприводного грузового автомобиля полной массой 25…26 т



Введение

раздаточный коробка полноприводный автомобиль

Раздаточная коробка выполняет две функции: разделение мощности и дополнительного двухступенчатого редуктора в трансмиссии автомобиля.

В общем случае раздаточная коробка включает:

основные элементы - двухступенчатый редуктор, межосевой дифференциал, переходную передачу;

элементы управления - муфты или фрикционы переключения ступеней, муфту блокировки дифференциала, муфту или иной механизм включения переднего моста, механизмы перемещения муфт;

дополнительные механизмы - механизм отбора мощности, трансмиссионный тормоз, масляный насос, вентилятор.

В частных случаях может отсутствовать дифференциал, переходные передачи, муфта включения переднего моста, дополнительные механизмы.

Основная классификация раздаточных коробок может быть произведена по признакам, характеризующим общую компановку основных валов и зубчатых передач, т.е. - по числу осей, числу выходных валов, по типу редуктора

1. Двухосные схемы с двухрядным вальным редуктором, без прямой передачи.

2. Трехосные схемы с двухрядным вальным редуктором, без прямой передачи.

3. Двухосные схемы с двухрядным вальным редуктором, с прямой передачей.

4. Трехосные схемы с двухрядным вальным редуктором, с прямой передачей.

Подавляющее большинство раздаточных коробок, действующих в настоящее время или применявшихся несколько ранее, относятся к перечисленным группам.

Дополнительно к основной классификации схем необходимо различать раздаточные коробки по характеру деления мощности. Деление мощности может производиться с помощью дифференциала или без него.



1. Назначение и краткий обзор конструкций проектируемого узла

Рассмотрим несколько конструкций раздаточных коробок грузовых автомобилей.

Конструкция одноступенчатой раздаточной коробки обычно выполняется по классической схеме: трехвальный цилиндрический редуктор с косозубыми шестернями постоянного зацепления, дифференциалом, наличием механизма блокировки дифференциала и механизма отбора мощности (при необходимости).

На рисунке 2.1 показана конструкция раздаточной коробки МАЗ с коническим несимметричным дифференциалом (1:1,67) и постоянно включенным приводом переднего моста. Все валы установлены на роликовых и шарикоподшипниках, кроме выходных валов, которые установлены на двух конических подшипниках. Шестерня первичного вала установлена на подшипниках скольжения и может быть разблокирована (при отборе мощности) с помощью шлицевой муфты, установленной на первичном валу. Механизм блокировки дифференциала включается шлицевой муфтой, установленной на вал привода переднего моста.

Рисунок 1.1. Раздаточная коробка МАЗ с коническим несимметричным дифференциалом



Конструкция раздаточной коробки МАЗ с цилиндрическим несимметрическим дифференциалом (1:3,27), показанная на рисунке 2.2, максимально унифицирована с конструкцией на рисунке 2.1 по картерным деталям, крышкам, первичному и промежуточному валам. Отличие состоит только в деталях привода переднего и заднего мостов с учетом нового типа конструкции дифференциала для полноприводных автомобилей типа 6x6.

На рисунке 2.3 показано конструктивное исполнение раздаточной коробки с цилиндрическим дифференциалом GA 800/3D фирмы Цанрадфабрик, в которой первичный вал установлен на конических роликоподшипниках, а выходные валы на шариковых и роликовых подшипниках, что обеспечивает, возможно, минимальные габаритные размеры по фланцам.

Рисунок 1.2. Раздаточная коробка МАЗ с цилиндрическим несимметричным дифференциалом



Рисунок 1.3. Раздаточная коробка с цилиндрическим дифференциалом GA 800/3D фирмы Цанрадфабрик

Одноступенчатая раздаточная коробка автомобиля КАЗ-4540 показана на рисунке 2.4. Конический симметричный дифференциал обеспечивает распределение крутящего момента между мостами в соотношении 1:1. Все валы установлены на шариковых и роликовых подшипниках.

Рисунок 1.4. Одноступенчатая раздаточная коробка автомобиля КАЗ-4540

Применение раздаточных коробок с бездифференциальным приводом на автомобилях данного класса не имеет достаточно полного технического обоснования, хотя на отдельных моделях и применяется.

Так, на рисунке 2.5 показан вариант такого типа раздаточной коробки автомобиля 4x4 фирмы Volvo с отключаемым приводом переднего моста посредством кулачковой муфты.

В обычном исполнении одноступенчатые раздаточные коробки, как отдельный узел, устанавливаются за основной коробкой и передают крутящий момент посредством промежуточного карданного вала. Фирма Цанрадфабрик разработала конструкцию коробки передач типа 16S220A (рисунок 2.6), совместив раздаточную коробку типа GA 800/3D с основной коробкой. Однако такая конструкция требует изменения картерных деталей основной коробки, увеличения габаритов (по длине коробки перемены передач). Применение такого типа совмещенной коробки передач требует проведения компоновочных решений автомобиля в целом, так и возможности расположения раздаточной коробки в блоке коробок передач, применяемых на МАЗе.

Рисунок 1.5. Раздаточная коробка фирмы Volvo с отключаемым приводом переднего моста

Отличием двухступенчатых раздаточных коробок от одноступенчатых является наличие второго ряда шестерен на первичном и промежуточном валах, что вызывает некоторое увеличение линейных габаритов и соответственно ассы узла. С целью обеспечения минимально допустимых углов установки карданных валов, непосредственно влияющих на долговечность раздаточной коробки, фирмы МАН, Штейр, Скания пошли по пути создания конструкций за счет изготовления картерных деталей (по торцам) на различных уровнях, что позволяет получить вылет по фланцам выходных валов до 525…600 мм.

Конструкции двухступенчатых раздаточных коробок автомобилей Урал, КамАЗ, КрАЗ и одноступенчатых МАЗ выполнены по схеме одноплоскостной системе картера и крышки, что существенно увеличивает размер по фланцам.

Следует отметить, что в зависимости от величины входного момента в раздаточную коробку, необходимо иметь несколько типов раздаточных коробок, что и принято на ведущих фирмах МАН, Цанрадфабрик, Скания, а также МАЗ.

Рисунок 1.6. Раздаточная коробка GA 800/3D, совмещенная с основной коробкой 16S220A фирмы Цанрадфабрик

Конструкция раздаточной коробки автомобилей КамАЗ-4310 показана на рисунке 2.7. Отличительной особенностью является расположение муфты переключения передач на промежуточном валу (низшая ступень) и на валу привода переднего моста (высшая ступень). Муфта блокировки дифференциала установлена на шлицы вала привода переднего моста по аналогии с Уралом, МАЗом и КрАЗом.

Отсутствие насоса смазки не обеспечивает длительное время работы при включенной коробке отбора мощности из-за недостаточной смазки подшипников первичного и промежуточного валов и вала коробки отбора мощности.

Рисунок 1.7. Раздаточная коробка автомобиля КамАЗ-4310



Рисунок 1.8. Раздаточная коробка автомобиля Урал-4320

Двухступенчатая раздаточная коробка автомобиля-тягача Урал-4320 показана на рисунке 2.8, на которой отсутствует коробка отбора мощности.

Первичный и промежуточный валы установлены на конических роликоподшипниках, а остальные детали - на шарикоподшипниках. В первичном валу выполнены радиальные отверстия и центральный канал для смазки втулок шестерен и подшипников с обязательной установкой маслонасоса.

Отличительной особенностью конструкции является выполнение сателлитов заодно с осями под подшипники скольжения (по аналогии с раздаточной коробкой КамАЗ-4310 и КрАЗ-6437).

Конструкция раздаточной коробки КрАЗ-6437 представлена на рисунке 2.9.



Рисунок 1.9. Раздаточная коробка автомобиля КрАЗ-6437

Все валы установлены на подшипниках качения - роликовых и шариковых, что не требует регулировки при сборке.

В отличие от раздаточной коробки КамАЗ-4310 и Урал-4320, дифференциал имеет более открытый доступ для смазки деталей.

Коронная шестерня крепится заклепками к фланцу привода заднего моста, что не обеспечивает достаточно высокую надежность узла, хотя и является технологичной при изготовлении коронной шестерни вала. Смазка деталей осуществляется как разбрызгиванием, так и насосом, установленным на выходе хвостовика промежуточного вала.

Двухступенчатая раздаточная коробка A600/3D фирмы Цанрадфабрик показана на рисунке 2.10 с установкой шестерен первичного вала на подшипниках качения, для смазки которых устанавливается маслонасос.



Рисунок 1.10. Раздаточная коробка A600/3D фирмы Цанрадфабрик

На рисунке 2.11 показана конструкция двухступенчатой раздаточной коробки с коническим несимметричным дифференциалом и передаточным числом 1:1.67, соответствующим раздаточной коробке МАЗ-5434. Конструкция коробки позволяет иметь передаточное число высшей ступени 0.98, низшей - 1.65, что вполне удовлетворяет требованию автомобилей типа 4х4, так и 6х6 (только с установкой цилиндрического дифференциала при сокращении базовых деталей, подшипников и шестерен). Для обеспечения достаточной смазки подшипников шестерен первичного вала устанавливается насос с приводом от первичного вала. Привод насоса крепится к заднему торцу картера. С целью уменьшения габаритов применена муфта включения с торцовыми кулачками.



Рисунок 1.11. Двухступенчатая раздаточная коробка с коническим несимметричным дифференциалом МАЗ

Управление раздаточными коробками на автомобилях МАЗ, МАН, Штейер, КамАЗ электропневматическое.

Наиболее перспективным является электропневматический привод включения передач, блокировки дифференциала и отбора мощности.

2. Выбор схемы, описание конструкции и работы проектируемого узла

Одноступенчатая раздаточная коробка трехосного полноприводного автомобиля МАЗ имеет несимметричный межосевой конический дифференциал и постоянно включенный привод переднего моста. На входном валу закреплена ведущая шестерня, входящая в зацепление с шестерней, установленной неподвижно на промежуточном валу. Выходной вал привода мостов тележки соединен с большей конической шестерней дифференциала. Вал привода переднего моста соединен с меньшей конической шестерней дифференциала. Отношение моментов на указанных валах равно 1:1,67. Для блокировки дифференциала установлена муфта. Блокировка имеет место при соединении этой муфты валов. Предусмотрен отбор мощности на заднем конце входного вала. Картер раздаточной коробки имеет разъем в плоскости, перпендикулярной к осям валов.

Рисунок 2.1. Вид проектируемой раздаточной коробки

Блокировка и разблокировка межосевого дифференциала осуществляется дистанционно при помощи диафрагменных пневматических камер. Между корпусом и крышкой камеры установлена резинотканевая диафрагма. К диафрагме возвратной пружиной поджимается шток, на котором укреплена вилка, связанная с муфтой блокировки дифференциала. Для блокировки необходимо переместить на панели приборов рычаг крана включения блокировки межосевого дифференциала. При этом сжатый воздух поступает в полость между крышкой корпуса камеры и диафрагмой, шток с вилкой перемещает муфту направо, соединяя вал привода переднего моста с корпусом дифференциала. В результате дифференциал блокируется, валы привода ведущих мостов оказываются жестко связанными и вращаются с одинаковой частотой.

Смазка раздаточной коробки осуществляется разбрызгиванием.

3. Расчёт проектируемого узла и его элементов

Исходные данные для расчетов в курсовой работе были взяты из технической характеристики грузового автомобиля повышенной проходимости МАЗ-631708 и представлены в таблице 4.1.

Таблица 3.1. Исходные данные для расчета

Показатель	Индекс	Значение	Размерность
Масса полная	Ма	25150	кг
Масса снаряженная	Мсн	14000	кг
Момент максимальный	Ме	1275	Нм
Обороты при максимальной мощности	nе	2100	об/мин
Передаточное число 1-ой передачи	U1	10,08	-
Передаточное число 9-ой передачи	U9	0,836	-
Передаточное число главной передачи	U0	5,49	-
Максимальная скорость	Vamax	80	км/ч
Радиус колеса (шины 295/80 R22,5)	r0	0,5218	м

Выбор передаточных чисел раздаточной коробки

Передаточное число раздаточной коробки является составляющей частью общего передаточного числа трансмиссии.

;

где i_кп - передаточное число коробки передач;

i_рк - передаточное число раздаточной коробки;

i_о - передаточное число главной передачи.

Проектируемая раздаточная коробка является одноступенчатой.

Из этого следует, что передаточное число в РК будет определяться исходя из обеспечения максимальной скорости:

На основании этой формулы:

Геометрический расчет раздаточной коробки

Выбираем некоторые геометрические параметры раздаточной коробки, а затем уточняем значения действительных передаточных чисел.

Межосевое расстояние a_w рассчитываем по формуле Хельда:

где Ка - коэффициент межосевого расстояния, для грузовых автомобилей: принимаем К_а = 9,5…11.

М_вых - крутящий момент на выходе из раздаточной коробки, Нм;

Расчетный крутящий момент на выходе из раздаточной коробки от двигателя:

Расчетный крутящий момент по сцеплению колес автомобиля с дорогой:



Расчетный крутящий момент принимается равным минимальному из значений и :

.

На основании существующих конструкций и эмпирических соображений принимаем а_w = 220 мм.

Межосевое расстояние между промежуточным и выходными валами больше на 10-25% [2].

Исходя из этого

Принимаем aw2=235 мм.

Предварительно принимаем угол наклона зубьев = 22.

Выбор нормального модуля и параметров исходного контура зацепления.

Для грузовых автомобилей m_n = 3,5…5 мм.

Принимаем нормальный модуль m_n = 4,25 мм.

Параметры исходного контура зацепления:

угол профиля зацепления = 20⁰;

коэффициент высоты головки зуба = 1;

коэффициент радиального зазора с^* = 0,25.

Окружной модуль определяется по формуле:

;



Определение суммарного числа зубьев кинематической пары (вал входной - промежуточный вал) и уточнение угла наклона линий зубьев :

Принимаем z_У1 = 96.

;

Определение суммарного числа зубьев кинематической пары (вал промежуточный - выходной вал) и уточнение угла наклона линий зубьев :

Принимаем z_У2 = 103.

;

Определение передаточного числа зубчатой пары (вал входной - промежуточный вал):

где К_UП - коэффициент передаточного числа зубчатой пары привода промежуточного вала 0.8;

Передаточное число пары (вал промежуточный - выходной вал):



Определение чисел зубьев зубчатых колес:

Принимаем z₁ = 52.

Определение действительных значений передаточного числа зубчатых пар:

Данные кинематического расчета сводим в табл. 4.2.

Расчет диаметров зубчатых колес.

делительный диаметр d = z m_t;

диаметр вершин зубьев ;

диаметр впадин зубьев

Ширина зубчатых венцов: b_w= (0,19…0,23) a_w;

Рабочая ширина зубчатых венцов: b_fвщ= 1,1b_w, b_fвм= b_w.



Данные геометрического расчета сводим в табл. 3.3.

Таблица 3.2. Результаты кинематического расчета основной РК

Пере-дача	Требуемые значения	Z		Действительные значения	Ui, %
	U'i	Ui			U'i	Ui
ВП	-	0,848	96		-	0,846	-
ПВ	1,324	1,123	103		1.341	1,135	1.06

Таблица 3.3. Результаты геометрического расчета основной РК

		aw, мм	0	mn, мм	mt, мм	bw, мм
ВП		220	22	4,25	4,583	42
ПВ		235	22,74	4,25	4,583	46

4. Обоснование наличия межосевого дифференциала и его вида

Поскольку проектируемая раздаточная коробка применяется на грузовом автомобиле повышенной проходимости, основное назначение которого военное использование, это означает, что автомобиль должен быть в любой момент готов к преодолению различного рода дорожных и внедорожных препятствий. Для реализации данной задачи на автомобиле должен быть постоянный полный привод, чтобы не тратить время водителя на подключение и отключение отключаемых ведущих мостов автомобиля. При применении постоянного полного привода на автомобиле необходима установка межосевого дифференциала, чтобы улучшить управляемость, комфорт и надежность в целом трансмиссии автомобиля. Т.к. проектируемый автомобиль имеет колесную формулу 6х6 с распределением полной массы 7150/18000, межосевой дифференциал должен быть несимметричным, чтобы в полной мере использовать сцепной вес автомобиля. Также проектируемая конструкция предусматривает блокировку межосевого дифференциала.

В проектируемой конструкции применяем конический несимметричный дифференциал, т.к. он обладает габаритными преимуществами по сравнению с планетарными дифференциальными механизмами при прочих равных условиях.

5. Описание обслуживания проектируемого узла

Уход за раздаточной коробкой заключается в периодической проверке и поддержании необходимого уровня масла и своевременной смене его согласно очередности ТО, а также подтяжки всех резьбовых соединений.

Периодически следует проверять и, при необходимости, подтягивать болты крепления опор подвески раздаточной коробки, верхнего кронштейна, картеров и крышек.

Проверять герметичность воздухопроводов системы управления раздаточной коробки и блокировку дифференциала.

Регулировка в раздаточной коробке производится для механизма включения «нейтрали» и механизма блокировки дифференциала.

При регулировке механизма включения «нейтрали» необходимо выдержать размер «А=(6-0,48) мм», который достигается прокладками 8 (рисунок 6.1), устанавливаемыми между картером раздаточной коробки и корпусом механизма включения «нейтрали».

При регулировке механизма блокировки дифференциала необходимо выдержать размер «В». Регулировка производится при снятом картере привода переднего моста с механизмом блокировки дифференциала прокладками 7 (рисунок 6.2). Размер В для конического дифференциала равен (15,5+1) мм.



Рисунок 5.1. Механизм выключения раздаточной коробки

При наличии осевого люфта регулировку подшипников переднего вала выполнять предварительно заблокировав межосевой дифференциал с помощью болта М12х1,5 длиной 45 мм, ввернув его в цилиндр механизма блокировки до упора вместо датчика (отв. А, рисунок 6.2) и регулировку подшипников вала привода мостов задней тележки, сняв стояночный тормоз (для автомобилей с трансмиссионным стояночным тормозом) в такой последовательности:

- отверните болты крепления стакана подшипников и снимите выходной вал со стаканом подшипников (рисунок 3.1);

- разберите узел, промойте детали в дизельном топливе и перед сборкой смажьте трансмиссионным маслом;

- зажмите вал в тисках, установите внутреннюю обойму внутреннего подшипника с сепаратором на вал;

- установите стакан подшипников в сборе с наружными обоймами; - установите необходимый набор регулировочных шайб, толщина

которых должна быть уменьшена на величину предварительного натяга (0,02-0,03) мм исходя из осевого зазора;

- установите внутреннюю обойму наружного подшипника;

- установите фланец, затяните гайку фланца моментом от 441 до 588 Нм.

Рисунок 5.2. Механизм блокировки конического дифференциала

Момент проворачивания фланца с валом д.б. в пределах от 0,49 до 1,96 Н.м, что соответствует усилию (4,8-19,6) Н на радиусе отверстий болтов крепления фланца. После регулировки, сняв фланец, установите крышку сальника и, собрав узел, затяните гайку фланца моментом, указанным выше. Затем зашплинтуйте гайку и установите вал в сборе на место.

Разблокируйте дифференциал, вывернув болт и установив на место датчик, установите стояночный тормоз (для автомобилей с трансмиссионным стояночным тормозом).

Внимание водителя!

При срезе предохранительного штифта необходимо его заменить на новый из ЗИПа при отсоединенном карданном вале привода лебедки от фланца.



Заключение

При выполнении курсовой работы были изучены, описаны и проанализированы раздаточные коробки грузовых автомобилей, описаны их конструкции и особенности устройства каждого типа коробки передач. Сделан акцент на особенности выбора их конструктивных параметров.

В работе сделан расчёт параметров раздаточной коробки полноприводного грузового автомобиля повышенной проходимости. Для расчётов использовались технические характеристики автомобиля МАЗ-631708.



Список использованных источников

В.А. Вавуло «Расчет зубчатых колес и подшипников трансмиссии автомобилей». Методическое пособие. Мн.: 1990

Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия: Под редакцией А.И. Гришкевича. Мн.: Выш. Шк., 1985. - 240 с., ил.

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В №-х томах М.: Машиностроение, 1978

Размещено на Allbest.ru

...