Многоступенчатые КП: принцип построения, схемы дополнительных редукторов

⇐ ПредыдущаяСтр 31 из 39Следующая ⇒

Многоступенчатые КП с тремя степенями свободы (степень свободы на единицу больше количества элементов управления, которые нужно задействовать для включения передачи) образуются на базе 4-…6-ступенчатых КП, имеющей соосную трехвальную схему, путем установки к последней впереди (делитель) или сзади (демультипликатор) дополнительного редуктора. Дополнительный редуктор может быть вальным или планетарным. В делителе две передачи – низшая прямая, а высшая повышающая; в демультипликаторе высшая прямая, низшая понижающая; общее число передач КП с дополнительным блоком равно произведению чисел передач отдельных блоков. Для получения передачи включается одна зубчатая муфта в основной КП и одна в дополнительной.

Положительные особенности КП с делителем: удвоение количества передач достигается наиболее просто; обеспечивается высокая степень унификации – базовая КП может использоваться отдельно без делителя; при включении непрямой степени редуктора КПД многоступенчатой КП сохраняется на том же уровне, что и у базовой КП. Недостаток при этом: необходимо иметь относительно большое межосевое расстояние , т.к. на выходе базовой КП на низших передачах действует большой момент.

Положительные особенности КП с демультипликатором: относительно небольшое межосевое расстояние базовой КП, т.к. передаточное число на первой передаче и крутящий момент на вторичном валу ограничены; меньшая напряженность синхронизаторов базовой КП, обусловленная малыми перепадами угловых скоростей соседних передач. Недостатки при этом: нельзя использовать базовую КП отдельно из-за небольшого ее собственного диапазона.

В многоступенчатых КП с четырьмя степенями свободы используется базовая КП и два дополнительных редуктора – передний и задний. Для получения передачи нужно включить три зубчатых муфты.

На данном рисунке представлена КП с делителем.Применяется при Ме<800. Диапазон делителя должен быть равным диапазону базовой КП.

Преимущества такой КП такие же как и у 3-х вальной , легко изготавливается, число передач увеличено вдвое.

КП с демультипликатором. Число передач 8…12, диапазон около 13,5, Ме<1500. преимущества: высокий диапазон, передает большие моменты.

КП с 4-мя степенями свободы: дДЕЛИТЕЛЬ+Базовая КП+ДЕМУЛЬТИПЛИКАТОР.Достоинства: большой диапазон и плотный ряд. Недостатки: сложность управления, низкий КПД.

Число передач 16…20, диапазон – меньше 16.

Нагрузочный режим для расчета на прочность деталей РУ

Расчеты на прочность производят по двум режимам:

по max усилию на рулевом колесе;

по max тормозному моменту на колесах на дороге с j=0,8…0,9.

1) Момент на рулевом валу , Dp - диаметр рулевого колеса

Рулевой вал рассчитывают на кручение и жесткость. При максимальном моменте угол закручивания не превышает 5,5..7,5⁰, а напряжения – τ=25..75 МПа.

2) Зацепление глобоидный червяк - ролик обладает высокой жесткостью и изгибной прочностью. Поэтому его рассчитывают по напряжениям смятия:

где ro – расчетный радиус червяка, g1 – угол подъема винтовой линии, А – площадь контакта.

3) Зубья сектора рассчитывают на изгиб и контактную прочность.

Напряжения при изгибе , где Fc - окружное усилие на секторе, y - коэф. формы зубьев, b - длина зубьев, k - коэф. перекрытия.

Сила Fc определяется конструкцией усилителя:

Из деталей рулевого привода наиболее нагруженными обычно являются сошка и шарниры. Сошка рассчитывается на изгиб и кручение в сечении у основания от силы приложенной к пальцу.

Схема для определения сил в зацеплении червячных и винтовых РМ.