Н. А. Ульянова Строительные машины
|
Скачать 444.32 Kb.
|
|
Лабораторная работа № 3 Изучение общего устройства автомобиля, элементов трансмиссии и исследование работы автомобильного дифференциала 3.1. Цель работы Целью работы является изучение общего устройства автомобиля, элементов трансмиссии, принципа действия и основных кинематических свойств конического автомобильного дифференциала теоретически и экспериментально. 3.2. Теоретическая часть Для передачи момента крутящего Мкр от вала двигателя к исполнительным органам машины (ходовому оборудованию, механизмам привода рабочего органа и т.д.) служат трансмиссии, которые классифицируются на механические, гидромеханические, гидрообъёмные, электрические, комбинированные. Элементы трансмиссии обеспечивают наивыгоднейшие условия работы двигателя за счёт изменения передаточного числа. Так, низшая ступень обеспечивает при Nдв мощности двигателя меньшую скорость и большую силу тяги, а высшая обеспечивает большую скорость и меньшую силу тяги. К элементам трансмиссии относятся: сцепление, служащее для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач, кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии и плавного соединения их между собой; коробка передачи (см. лабораторную работу №2); карданная передача служит для передачи момента от одного агрегата к другому в тех случаях, когда оси валов не совпадают и могут изменить свои положения. Коническая зубчатая дифференциальная передача входит в конструкцию ведущих мостов автомобилей, которые широко применяются в качестве транспортных средств на строительстве, а также в конструкцию мостов различных самоходных землеройно-транспортных машин-скреперов, землевозов, базовых тягачей, фронтальных ковшовых погрузчиков и других самоходных дорожно-строительных машин. При помощи дифференциальной зубчатой передачи (конического дифференциала) осуществляется передача вращательного движения от двигателя к ведущим колёсам или колёсным редукторам. Эта передача обеспечивает качение колёс без буксования или юза при движении самоходной машины на поворотах (особенно крутых), по неровной поверхности и различных радиусах качения колёс из-за различной степени накачивания шин и различной нагрузки на колёса и др. Применение передачи уменьшает износ шин ведущих колёс на транспортном режиме. Дифференциальная передача является общим случаем планетарных механизмов. Планетарными механизмами называются зубчато-рычажные механизмы, у которых геометрические оси одного или нескольких зубчатых колёс перемещаются в пространстве. Планетарные зубчатые механизмы, обладающие двумя или несколькими степенями подвижности, называются планетарными дифференциальными механизмами или просто дифференциалами. Наибольшее распространение в конструкциях передач ведущих мостов получили дифференциалы с коническими или цилиндрическими зубчатыми колёсами. На рис. 3.1 показана схема ведущего моста автомобиля с коническим дифференциалом. Собственно дифференциальный механизм состоит из зубчатых колёс 1, 2, 3 с числами зубьев Z1, Z2, Z3 и звена Н, называемого водилом и являющегося коробкой дифференциала. Геометрические оси одинаковых колёс Z1, и Z3 совпадают с общей осью механизма 0-0, и поэтому эти колёса называются центральными или солнечными колёсами. Колесо Z2 свободно вращается в подвижном подшипнике водила Н и вместе с ним движется вокруг обшей оси механизма 0-0, оставаясь в то же время в постоянном зацеплении с колёсами Z1, и Z3. Колесо Z2 обычно называется сателлитом. Коробка Н дифференциала жёстко скреплена с большим коническим (ведомым) зубчатым колесом Z4. Центральные конические колёса Z1, и Z3 жёстко посажены на отдельные валы, связанные с ведущими колёсами моста и называемые полуосями. Коническая зубчатая передача, состоящая из колёс Z4 и Z5, обычно называется главной передачей моста. Вращающий момент от двигателя автомобиля через коробку передач, карданную передачу 8 и конические колёса Z5 и Z4 главной передачи передаётся к коробке Н дифференциала, а затем от коробки через сателлит Z2 равномерно распределяется по полуосям 7 колёс К1 и К3. Второй сателлит, расположенный напротив сателлита Z2, показан штриховыми линиями, ставится в механизм для возможности передачи большей мощности и разгрузки центральных подшипников и в кинематическом отношении не играет роли. В обращенном механизме, когда водило Н неподвижно вследствие добавления ко всем звеньям минус nн оборотов, обороты колеса Z1 равны (n1-nн), а обороты колеса Z3 равны (n3-nн), поэтому передаточное отношение равно  Приведённая зависимость представляет собой основную формулу дифференциального механизма, позволяющую по заданным оборотам двух его звеньев определить число оборотов третьего звена. Для определения угловых скоростей колёс К1 и К3 воспользуемся формулой  или  (3.1)и окончательно  (3.2) Рис. 3.1 Схема ведущего моста с коническим дифференциалом При движении автомобиля по прямому ровному участку дороги, при одинаковом сопротивлении движения ведущих колёс (правого и левого) и их одинаковых радиусах качения сателлиты, находящиеся в коробке дифференциала, не будут иметь вращения вокруг своих осей, они кажутся как бы жёстко соединёнными с коробкой и полуосями, а следовательно, и с колёсами. При таком положении сателлиты вместе с коробкой дифференциала будут вращаться с числом оборотов n1 = n3 = nн =nср. В этом случае дифференциал ведущего моста работает как жёсткая муфта, соединяющая карданный вал через главную передачу с полуосями колёс. На прямолинейном участке путь, проходимый ведущими колёсами в одну секунду, равен  где rк - радиус качения ведущего колеса, ωк - угловая скорость ведущего колеса на прямолинейном участке пути.  Если колесо К1 притормаживается, а его скорость вращения уменьшается, то число оборотов колеса К3 согласно уравнению (3.2) возрастает и, когда колесо остановится, т.е. n1 = 0, число оборотов колеса К3 будет равно удвоенному числу оборотов коробки дифференциала, т.е. n3=2nн. Такое положение возможно только в том случае, если одно колесо стоит на плотном грунте, а второе не касается грунта или слабо сцепляется (попало на лёд или переувлажнённый грунт и т.д.) с опорной поверхностью, т.е. буксует. Таким образом, дифференциальный механизм, встроенный в трансмиссию самоходной машины, обеспечивает автоматическое регулирование чисел оборотов колёс в зависимости от сил сопротивления на колёсах и их сцепления с опорной поверхностью. При движении автомобиля по криволинейной траектории (рис. 3.2) ведущие колёса за единицу времени пройдут разные пути: правое, катящееся по внешней кривой с числом оборотов nнар, проходит в одно и то же время больший путь, чем левое колесо, катящееся по внутренней кривой с числом оборотов пвн. На рис. 3.2 видно, что правое колесо пройдёт путь  (3.3)и левое  , (3.4)где R - радиус закругления траектории, b - колея колёс. В то же время средняя точка ведущего моста пройдёт путь  ,откуда  . (3.5)Сложив почленно выражения (3.3) и (3.4), получим  или  Из уравнения (3.5) находим  .Следовательно,  .Сумма чисел оборотов ведущих колёс равна двойному числу оборотов коробки дифференциала. Из приведённого вывода можно заключить, что числа оборотов ведущих колёс автомобиля могут меняться в пределах от 0 до nср. При заторможенном карданном вале и поднятых над опорной поверхностью ведущих колёсах пн = пср = 0, если вращать одно из колёс с числом оборотов п1, то второе колесо будет вращаться в противоположную сторону с таким же числом оборотов согласно формуле (3.2) п1= -п3. Конический дифференциал рассматриваемого типа, помимо свойства распределять угловую скорость карданной передачи между ведущими колёсами в соответствии с формулой среднего арифметического (3.2), обладает ещё свойством поровну распределять между задними колёсами движущий момент, который действует на коробку дифференциала от ведомого зубчатого колеса главной передачи относительно оси 0-0. Сателлит Z2 является как бы равноплечим рычагом, распределяющим движущее усилие Рдв, передающееся с карданного вала, между двумя полюсами зацепления зубчатых колёс полуосей Z1 и Z3, рис. 3.3. Из расположения движущего усилия Рдв на составляющие по методу параллельных сил получаем окружные движущие силы Ра и Рв, действующие на зубчатые колёса полуосей:  ,но  ,где Rн – радиус начальной окружности колес Z1 и Z3 поэтому  (3.6) Рис. 3.2. Схема движения автомобиля по криволинейной траектории  Рис. 3.3. Схема к определению усилий на зубчатых колёсах дифференциала Движущие моменты М1 и М2 уравновешиваются при равномерном движении моментами сопротивления МС1 и МС2 на колёсах. Это свойство, с одной стороны, является положительным качеством дифференциала, но, с другой - причиняет большие помехи при эксплуатации автомобиля, снижает его проходимость и снижает тяговые качества самоходных землеройных машин при работе на неоднородной неровной поверхности. Например, если в гололедицу автомобиль одним колесом попал на обледенелую колею и, следовательно, это колесо разгрузилось от момента сцепления, то по соотношению (3.6) от момента разгружается и второе колесо, исчезает вместе с тем и момент на карданном валу, если пренебречь сопротивлением в трансмиссии. Автомобиль не в состоянии будет тронуться с места, пока искусственным путём (например, подсыпкой песка под буксующее колесо) не удастся повысить сцепление колеса с дорогой. При работе самоходных машин для земляных работ на неоднородной неровной поверхности ведущие колёса, попадая в различные условия сцепления и под действием различных вертикальных нагрузок, пробуксовывают в разной степени и в целом снижаются тяговые качества машины. Аналогичная картина наблюдается и при движении автомобиля по пересечённой местности. Для восстановления тяговых качеств и проходимости прибегают к блокировке дифференциала, т.е. останавливают с помощью определённого устройства, способного действовать автоматически, к остановке сателлита Z2 на своей оси. В этом случае работает только главная передача моста. 3.3. Порядок проведения работы При выполнении работы используются модель ведущего моста (лабораторная установка), конструкция заднего моста автомобиля ГАЗ-51 и плакаты элементов задней трансмиссии. 3.3.1.Изучить назначение и устройство элементов трансмиссии. 3.3.2.Изучить устройство модели ведущего моста и механизма дифференциала, конструкцию заднего моста автомобиля ГАЗ-51. 3.3.3.Составить кинематическую схему механизма модели согласно ГОСТ 2.770-68 «Обозначения условные графические в схемах. Элементы кинематики». На схеме обозначить все звенья и отчётливо показать характер посадки звеньев на валах. 3.3.4.Подсчитать числа зубьев всех колёс и записать их в отчёт. 3.3.5.Вычислить передаточные отношения  обращенного механизма.3.3.6.Для дифференциальной передачи вычислить передаточные отношения от карданного вала к левому и правому колёсам  при условии движения автомобиля по прямому участку дороги и при одинаковом сопротивлении движению ведущих колёс.3.3.7.Для дифференциальной передачи вычислить передаточные отношения от карданного вала к одному из колёс, если второе колесо неподвижно (например, определить  при n1 = 0, т.е. при заторможенном колесе Z1).3.3.8.Полученные расчётом передаточные отношения проверить опытным путём. Для этого, поворачивая на один или несколько оборотов карданный вал, определяют углы поворота и направление вращения колёс или одного колеса при другом заторможенном. 3.4. Форма отчета Лабораторная работа №3 1. Кинематическая схема модели ведущего моста 2. Число зубьев зубчатых колёс Z1= , Z2= , Z3= ,Z4= , Z5= . 3. Определение передаточных отношений по формулам и опытным путём. Описание лабораторной установки Установка состоит из подставки 1, на которой закрепляется задняя часть рамы автомобиля 2. К раме через рессоры 3 крепится корпус заднего моста. Вращение на колёса 4 передаётся от рукоятки 5 имитирующей карданный вал автомобиля через угловую муфту 6, главную передачу, состоящую из конических зубчатых колёс 7, коробку дифференциала 8, жёстко прикреплённую к коническому колесу 9, сателлита 10, центральные зубчатые колёса, жёстко связанные с полуосями. Затормаживание колёс 4 осуществляется рукоятками 13. Путём их нажатия.
Лабораторная работа № 4 |
,
Похожие:
 |
Московский автомобильно-дорожный институт «Детали машин и теория механизмов» Волжского филиала Московского автомобильно-дорожного института (гту) и предназначены для студентов... |
|
Инструкция «О противопожарном режиме в Чувашском государственном... Фгбоу впо «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова» (далее – «университет»), в целях защиты их жизни и здоровья,... |
|
Инструкция «О противопожарном режиме в Чувашском государственном... Фгбоу впо «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова» (далее – «университет»), в целях защиты их жизни и здоровья,... |
 |
Учебно-методический комплекс дисциплины «диагностика оборудования» Специальность 190205. 65«Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «краны и подъёмники» Специальность 190205. 65«Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» |
|
3 Изложение и оформление пояснительной записки 5 Разработан и внесен кафедрой «Подъёмно-транспорт- ные, путевые, строительные и дорожные машины» сгупса |
|
Г45 государственный стандарт российской федерации погрузчики строительные фронтальные Разработан ао «вниистройдормаш», Техническим комитетом по стандартизации тк 295 «Машины землеройные» |
|
Инструкция о порядке проведения в фгоу впо «Чувашский государственный... Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет... |
|
Инструкция «О мерах пожарной безопасности в Чувашском государственном... Федерации (ппб 01-03) и устанавливает требования пожарной безопасности для применения и исполнения всеми работниками фгоу впо «Чувашский... |
|
Справочник работ и профессий рабочих выпуск 3 раздел «строительные,... Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих (еткс), выпуск 3, раздел «Строительные, монтажные и ремонтно-строительные... |
|
Методика для выполнения экономической части дипломного проекта для... Определение годовой производительности и годового фонда времени работы базовой и новой техники. 2 |
|
Правила эксплуатации машины Организация технического обслуживания... Путевые машины работают на открытом воздухе запыленность широкий диапазон изменений температуры частые нагрузки рабочих органов и... |
|
Справочник профессий рабочих нп «россо-дормост» "Строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы дорог, искусственных сооружений и работы по благоустройству и озеленению... |
|
Инструкция по проведению гидравлических испытаний трубопроводов повышенным... Содержимое каталога: вниР (Ведомственные нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы) |
|
Инструкция по проведению гидравлических испытаний трубопроводов повышенным... Содержимое каталога: вниР (Ведомственные нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы) |
|
Проект по специальности "Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование" Целью этого проекта является улучшение положения как раз в этом направлении. Кроме того целью проекта является уменьшение финансовых... |