douatipuri);la dimensiuniegalesuportaincarcarimaimari datoritama-ririi numaruluidedinti aflati simultanin angrenare;intredintii pinionu-lui deatac~iceiai coroaneiareloc un contactprogresiv,in acestfel eli-minindu-se~ocurile~ideterminindu-se0 sporirea durabilWitii~i0 dimi-nuare a zgomotului.Ca dezavantaje,se pot cita: costulridicat fata decelelaltetipuri prin complicareatehnologieide fabricatie,necesitateaunoI'reglajeprecisela montare~iungerepretentioasapentrureducereafreca-rilor maimaridintredinti.

Dintre transmisiileprincipalecu danturacurba,ceamai larga ras-pindire 0 au celecu danturain arc de cerc,aceastabucurindu-se~ideavantajulrectificarii danturii pe ma~ini-uneltede mare productivitate.Dezavantajulprincipalal angrenajelorcu danturain arc de cere11con-stituie prezentaunor eforturi axialemari care i~i schimbasensullaschimbarea:sensuluide deplasareal automobilului.Avind in vedereeaaceastasituatieestede scurtadurata,atit sensulcit ~ivaloareaforteloraxialesint acceptabile.

Angrenajulzerol (fig. 5.3,d), de~iare gradulde acoperiremai micdecital celorcu unghide inc1inarepozitiv,estesuperior,deoareceevitaaparitiafortelor suplimentarede mai sus.Folosirea acestorangrenajeesteposibilala rapoartedetransmitereio>3.

Angrenajeleconicesint foartesensibilein ceeacepriv~te conditiilede montaj,in sensulasigurariiangrenariicorecte.In cazulcind virfurileconurilorcelordouaroti nu coincid,diferentafiind de ordinulzecimilorde milimetri,aparconcentraride forte pe muchiiledintilor,crescbrusctensiunilede contact!li solicitarilede incovoiere,cresczgomotul,incal-zirea,uzuraacestora!li se mare~teconsiderabilprobabilitateadistrugeriiangrenajului.Chiar in cazulunei fabricatii!li montajcorecte,calitateaangrenariipoatefi compromisacaurmarea deformariipieselortransmi-siei !liuzariirulmentilor.

Pentru elementeleangrenajuluiconic,valorile deformatiiloradmise[36]sint datein figura 5.4.Asigurarealrigiditatii necesareestedetermi-natademoduldemontarein carterulpuntiia pinionuluide atac,detipulrulmentilorutilizati!lideunelemasuriconstructive.

In figura 5.5sint prezentatepatru solutii de montarea pinionuluide atac.In caIZUlutilizarii unui montaj intre il'eazeme(fig. 5.5,c ~id),rigiditateatransmisieipil'incipalecre~tede peste30 de ori decit la mon-

tajul in consola(fig. 5.5,a ~ib). Pen-tru a semic!loradeformatiileaxiale,seutilizeazarulmenti cu role conicecuunghi cit mai mare de deschidereaconului.Pentru marirealungimii efec-tive a lagarului !li sporirea rigiditatiiradialea pinionului,rulmentiise mon-

~OJ075mm teazain ,,0"(fig. 5.5,a ~id). In acela1?iscopsint indiC'atirulmentii radiali cudouarinduri de bile sau rulmentiira-diali cu role, deoareceau 0 marerigi-ditateradiala(fig.5.5,b ~ic).

In toa,te cazurile, deformatiileaxiale pot fi reduse printr-o strin-

Fig.5.4.Valorileadmise'aledefor- gerepreliminarape directia ~x;iala~matieiangrenajuluiconic. pieselormontatepe arborelepmlOnulUl

286

cb

1

Fig. 5.5.Solu~iide montare a pinionului de atac.

d

de a'tac.Aceastastringereconducela anulareajocurilor axiale din la-gareI';ila aparitiaunordeformatiielasticealerulmentilOT.Valoareastrin-gerii initiale se acceptain limitele 0,005-0,07mm [36]I';ise apreciazaprin marimeamomentuluinecesarin!?urubariipiulitelordereglare(1,5--2,0 N.m la pinionulmontatin consolaI';i0,7-0,9 N.m la pinionulmon-tat intre reazeme).Valoareadefinitiva a prestringeriise stabUe!?teinurmaincercarilorexperimentalepe prototipuri.Odatacu cre!?tereaei semic!?oreazaposibilitateade perturbarea angrenariiTotHorconice!?iseimbunatatescconditiilede funcponarea .rulmentilor,deoarecese asigurao distributiemai uniformaa sarcinilorpe bile sau role !?ise red'ucsoli-citarile dinamiceprovocatede schimbareamarimii !?isensuluifortelordin angrenajulconic.Marirealstringeriipeste0 valoareoptimaconducela 0sporirea uzurii lagarelor.

PentrurealizareaprestIingeriiseutilizeazapiulitele1 (cusistemedeasigurarE'a pozitiei)de pe arborii pinioanelorde atac.$aibelecalibrate

287

2, dintre inelele interioare alerul-mentHol' (fig. 5.5, a I?i d) servescla reglarea jocului acestora.

Montarea coroanei dintate aangrenajului conicin carterul pun-tn, prin intermediul carcaseidife-rentialului, seface in celemai frec-vente cazuri prin rulmenti cu roleconice. Pentru reducerealungimiiefective dintre reazeme,rulmentiisint montati in "X" (fig. 5.6).

In timpul exploatarii automo-bilului, organele transmisiei prin-cipale sint supuse unor indircarimari care pot duce 1adeformareacoroanei.Pentru a se evita aceastadeformare,in special la autocami-

oane unde solicitarile sint mari, se utilizeaza limitatoare (fig. 5.7). Li-mitatoarelesint formate dintr-un tachet 1, plan (fig. 5.7, a I?i b) sau curola (fig. 5.7, c), fiX'at de carcasala diametrul mediu de diviz:areal co-roanei in dreptul zonei de angrenare.Marimea jocului j dintre limitator~i suprafata frontala a coroanei se alege astfel ca intrarea in actiune sa

I

I

Fig. 5.6.Montarea coroaneidintate a an-grenajului conic.

c

288

,

Fig. 5.7.Tipuri constructivede limitatoarede deformatie a coroanei .transmisiei

IPfi.ncipale.

Tabelul5.1

VerlflcareaangreoiirUrotUordlntateconleeprlo determlnareasuprafeteldecontactcu aJutorulvopselel

Pozitia petei de contact peroata condusa

l\Iers inainte Mers inapoi

Pata de vopseala mijloculinaltimii dintelui, deplasatiispre capatul lui mai ingust

Pata de vopseape partea lataa dintelui

Pata de vopseapc partea in-gustii a dintclui

Pata de vopseala virful dinte-lui

Pata de vopseala baza dintelui

Metoda de inliiturare a defec-tiunii

Angrenareacorectii a rotilordintate

Se apropie coroanade pinionulde atac. Dacii prin aceastaseob(ine un joc lateral intredinti prea mie, se indepar-teaza pinionul de atac

Sc indepiirteazacoroanadepinion. Dacii prin aceastaseobtine un joc lateral intredinU prea mare, se apropicpinionul

Se apropie pinionul de coroana.Prin aceasta,daeii joeul late-ral intre dinti se obtine preamic, se indepiirteaziicoroana

Se indepiirteazapinionul decoroanii, Daeii prin aecastasc obtine un joc lateral intredinti prea mare, se apropiccoroana

19- Calculul ~iconstructiaautomobllelor

Sensul de deplas~rcal coroanei~ialpinionului

289

se faca numai in cazul transmiterii momentelormari. Limitatoarele regla-bile (fig. 5.7, b !?ic) se utilizeaza cind pozitia coroanei este reglabila cit!?ipentru reducereajocurilor mari datorateuzurii din exploatare.La solu-tia din figura 5.7,b, reglarea jocului se face cu ajutorul !?urubului2, iarla solutia din figura 5.7,c prin utilizarea axului excentric 3, al rolei 1.

Asigurarea:unui montaj bun !?ia unei functionari corecte a angre-najului conic se obtin prin reglarea jocului din angrenaj.Pentrti aceasta,ambele roti sint prevazute cu posibilitatea de a se deplasa axial. La so-lutiile din figurile 5.5,a, c !?id, rulmentii sint montsti in carterul trans-misiei principale prin intermediul carcasei3, fixatii cu !?uruburile4. In-tre flan!?acarcasei 3 !?i carterul transmisiei principale, se dispune dupanevoie un numar de !?aibecalibrate 5 pentru reglarea pozitiei axiale apinionului. La solutia din figura 5.5,b, pozitionarea axiala a pinionuluise face prin deplasareamoo!?onului6 cu ajutorul !?urubului 7. Pozitio-narea axiala a coroaneidin figura 5.6 se face prin de!?urubarea,in functiede sensuldeplasarii,a uneia din piulitele 1 sau 2 !?iin!?urubareaceleilalte.

Angrenarea corecta se verifica prin metoda petei de contact dintreflancurile dintilor in angrenare.Pentru aceasta,dintii pinionului de atacse acopera cu un strat subtire de vopsea, apoi se invirte!?tetransmisiaprincipala in ambele sensuri. In functie de marimea !?ipozitia petei la-sate pe dintii coroanei se apreciaza calitatea angrenarii. In tabelul 5.1sint date principalele pozitii ale petei de contact!?imodul de inlaturare adefectiunii. Angrenarea se considera coreeta daca pata lasata pe coroanaeste pe minimum 600/0din lungimea dintelui !?icit mai aproapede virfulconului. Dupa verificarea calitatii angrenarii, se masoall"ajocul lateraldintre dinti, care nu trebuie sa depa!?eascaanumite limite, date functiede modulul danturii (tab. 5.2).Determinareamarimii jocului se face prinmasurareagrosimii unei placute de plumb dupa ce in prealabil a fost in-trodusaintre danturile rotilor a\flatein angrenare.

Tabelul5.2

Joeul Intre flaneurlle dintilor In cazul angrenaJelorconlee

In figura 5.8 este reprezentataconstructia a doua transmisii princi-pale simple cu angrenajede roti dintate conice.

Constructia din figura 5.8, a (corespunzatoareautoturismelor ARO)a1repinionul dieatac 1 montat in consola pIl"inrulmentii 2 direct in car-terul 3 al transmisieiprincipale. Reglareapinionului !?ipozitionareaaxialafata de coroana16 se realizeazaprin !?aibele8, pieselefiind strinse depiu-lita 5 prin flan~a6. Prin flan!?ai6, transmisia principala prime~tefluxulde putere al motorului de la transmisia longitudinala. Etan!?arealagaruluieste asigurata de deflectoarele7 !?i9 ~i inelul 4. Coroana dintata 16 sefixeaza prin prezoanele 14 de carcasa15 a diferentialului. Ansamblul de

290

Modulul, in mmI

4I

6I

9I

12I

25

Jocul intre flan-curiIe din\iIorin planul nor-mal), in mm 0,1...0,15 0,15...0,20 0,20...0,30 0,30...0,40 0,50...0,75

...("..

121316

5

11

2

12

6__';

a 0Fig. 5.8.Tipuri con.structivede transmisii princilpalesimple cu angrenajede roti dintateconice.

o D

Fig. 5.9. Schemecinematicede organizare a transmisiilor principale cu angrenajhipoid.

rulmenti 11 estefixat de carter prin intermediul semilagiirelor 13.Regla-rea coroanei se face cu ajutorul piulitelor 10, asiguratein pozitia reglatade sigurantelebasculante12.

In figura 5.8, b se reprezinta transmisia principaHi a autocamionuluiSR 131.Pinionul de atac 1 este montat in carterul transmisiei principaledupa solutia din figura 5.5, d. Coroana dintata 5, se fixeaza prin niturile9, de carcasa 4 a diferentialului. Carcasa diferentialului se monteaza incarterul puntii prin rulmentii cu role conice 3. Reglarea pozitiei coroaneise realizeazaprin !?aibelecalibrate 7. Carterul transmisiei principale estecompus din doua parti 2 !?i8, asamblateprin !?uruburile6. Pentru limi-tareadeformarii coroaneiesteprevazut tachetul reglabil 10.

Din categoriaangrenajelor conice cu danturii curbii fac parte !?ian-grenajelehipoide (angrenajecu axe geometriceneconcurente).Deplasareahipoidii E (fig. 5.9) a axe'ipinionului de atac 1 fata de axa coroanei din-tate 2 poate fi fiicuta in doua variante. Solutia din figura 5.9, a deter-mina 0 coborire a centrului de greutate al automobilului prin posibili-tatea coboririi transmisiei longitudinale !?i a cadrului sau caroseriei.Varianta din figura 5.9, b determinii 0 miirirea distantei minime de sol.Angrenajele hipoide au capiitat 0 larga raspindire !?idatorita angrenariiline, iar dintii mai robu!?tisuportii incarcari mari. Din cauzafrecarilor su-plimentare care apar pe flancurile dintilor, pierderile prin frecare sintmai mari, iar temperatura de functionare mai ridicata. Acest dezavantajal angrenajului hipoid poate fi diminuat printr-un rodaj prealabil !?ireglare precisa.

Constructia unei transmisii principale eu angrenaj hipoid este re-prezentatii in figura 5.10.Deplasareahipoidii E la constructiile existentevariazii intre 40-90 mm.

Transmisiile principale cu angrenaj melc-roatii melcata sint organi-zate dupa schemeledin figura 5.11.La schemadin figura 5.11,a cu mel-cuI dispus sub roata melcatii, folosita in special la unele autobuze, seasigura 0 coborire a plan!?eului!?iimbunatatireaaccesuluipasagerilor.So-lutia din figura 5.11,b permite marirea capacitatii de trecere a automo-bilului !?i mic!?orareaunghiului de inclinare al transmisiei principale.Principalele avantaje ale transmisiilor principale cu melc-roata melcata

.292

Fig. 5.10.Constructia 'transmisieiprincipale cu an-grenaj hipoid.

a b

Fig. 5.H. Scheme de organizare ~i con-.tructia 1:ransmisieiprincipale cu angre-

naj me1c-roatAmelcatii.

c

sint: gabarit reclus ~i greutate midi in cazul rapoartelor de transmiteremari (acest avantaj devine sesizabil la rapoarte de transmitere io>5),functionare silentioasa, simplificarea transmiterii fluxului de putere incazul automobilelorcu doua punti motoaa-ein spate.

Dintre dezavantajeletransmisiilor principale cu melc-roata melcatase mentioneaza:randamentul scazut, ungerea deficitara ~i costurile ridi-cate. Pierderile ce au loc datorita rrecarii de-a lungul dintelui pot fiapreciatecu ra'ndamentulangrenajul'uidat de relatia:

'1)= tgf3m I (5.1)tg(f3m+P)

in care: ~meste unghiul de inclinare al spirei melcului (cu valori de25-35); p - unghiul de frecare (p=arc tg Il, unde IJ..este coeficietul defrecare).

a b

Fig. 5.12.Schema cinematica I?i constructia transmisiei principale duble ell am-bele treptemontate in partea centrala a plintH.

294

De~i,in general,randamentultransmisiilorprincipalecu melc-roatamelcataestemic,prin masurispeciale,ca: prelucrarearotii melcatedinbronzuripe bazade staniude calitatesuperioara,rectificarea~irodareasuprafetelorde contact,se obtin randamentecomparabilecu cele aleangrenajelorderoti dintate.

In figura5.11,c estereprezentataconstructiaunei transmisiiprinci-palesimplecume1eul1dispussubrootamelcata2.

Necesitateautilizarii unoI' materiale deficitare,a unei prelucraripretentioasea melcului,precum~i costurileridicate au determinat0raspindiremairestrinsaa acestuitip detransmisie.

Realizarearapoartelorde transmiteremari necesarelarautocamioa-nelede marecapacitate~iautobuzese faceprin utHizareatransmisiilorprincipaleduble.DispunereatrepteiaJdouaa transmisielprincipaledublepoatefi centralaintr-un cartercomuncu primatreapta,sauseparatsubformauneitransmisiifinalela rotilemotoare.

Schemacinematicii~i construetiaunei transmisiiprincipaledubIe,montatain parteacentralaa puntii,sint reprezentatein figura5.12.

Prima tTeaptaesteformatadin perecheaderoti conice1 ~i2, iar adouadin perecheade roti cilindTice3 ~i4. Arboreleintermediar6, soli-dar la rotatieeu :rotiledlin1iate2 ~i3, se sprijina in carterprin doi rul-menticu role conice7. Reglareaangrenajuluise facepentrupinionul 1cala solutiadin figura5.5,a, iar pentrucoroana2 prin ~aibelecalibrate5dintrecapacele8 ~icarterultransmisieiprincipale.

Pentru reducereadimensiunilor~igreutapipunpi, prin reducereamomentuluide calcul cu raportul de transmitereal trepteia dOUla,laautomobilelemodeme,treaptaa douaa transmisieiprincipaleesteorga-nizatasubformauneitransmisiifinale.

Schemacinematica~iconstructiaunei transmisiiprincipaledublecutransmisiefinaladeangrenajecu axefixe sint reprezentatein figura5.13.In acestcaz,prima treapta,formatadin pinionul de atac1 ~iCOiroanadiferentialului2, estedispusain parteecentra'laa puntii, iail"ceade-adoua,formatamn angrenajulde rop cilindrice4 ~i5, estedispusainvecinatatearotii motoare6. Legaturacinematicaintre cele dOM trepteesteasiguratadediferential~idearboriiplanetaIri3.

La uneleconstructii,treaptaa douaesteorganizatasub formaunuimeeanismplanetar.Aceastasolutieconducela obtinereaunoI'dimensiunide gabaritmici pentruceade-adouatreapta,creindposibilitateamon-tarii acesteiadirect in butueulrotii motoare.In figura 5.14sint repre-zentatedouaschemecinematicede organizarea transmisiilorprincipa'ledublecu treaptafinala planetara.Pe arboreleplanetar3, careprime~temi~cail"eade la treaptaconica1-2 prin intermediuldiferentialului,estemontataroa18planetara8.Elementulcondiusal mecanismuluiestebratulportsatelit7, iar elementulfix esteformatdin coroanadintata5, soli-da~:acu carterulpuntii din spate4. Carterulpuntii fiind fix, satelitii6se VOl'rostogolipe danturacoroanei5, imprimindbratuluiportsatelit0mi~caredero18tiece setransmitedirectrotilor motoare9. DacaRs ~iRssint razelecercurilorde divizareale :roplor5, 'respectiv8, raportul detransmitereal transmisieifinaleeste:

i=1+ RI.R. (5.2)

295

ao

Fig. 5.13.Schema cinematicai?i constructia.transmisieiprin-cipale duble cu treapta a doua sub forma unei transmisii

;finale cu angrenaj cu axe fixe.

Pentru mecanismul planetar eu roti dinvatecilindrice (fig. 5.14, a),unde Rs> Rs, raportu/l de tralIlSmitereeste i> 2, iar pentru mecanismulplanetar cu roti dintate conice, unde Rs~Rs, raportul de transmitereeste i=2.

In figura 5.15 sint prezentated!ouasO'lutiide realizare a transmisii-lor finale dupa schemele din figura 5.14.La solutia din figura 5.15, b,

296

solidarizarearotii conice 5 cu carterul 4al puntii motoarese face prin dantura decuplare9.

In cazul autocamioanelorcu capacita-te mare de incarcare 1?itrecere, La caresarcinautila !?iconditiile de deplasareva-riaZ'ain limite foarte largi, pentru asigu-rarea adaptabilitatii fluxului de putere al 8motoruluila conditiiledeplasariicu eco- 9nomicitatemaxima, se utilizeaza transmi-sii principale complexe.Transmisiile prin-cipale complexe fata de tipurile de maisus pot realiza doua valori 'ale raportuluide transmitereio, dublind astfel numarultreptelordin cutia de viteze.

In figura 5.16 este reprezentatasche-macinematicade organizare a unei trans-misii principale complexecu angrenajecuaxe fixe. Prin intermediul rotilor conice1 1?i2, mi1?carease transmite arborelui in-termediar 8, pe care sint montate rotilelibere 3 ~i 7, permanent angrenate curotile 4 !?i6, solidarecu carcasa-diferentia-lului 5. Cuplarea treptei a doua pentrurea1i2'Jareaunuia din rapoartele de trans-mitere io se face cu :ajutorul man1?onuluide cuplare 9. Raportul de transmiteremaimare obtinut prin cuplarea angrenajuluicilindric 3-4 se folose1?tela depLasareape dTumuri accidentate eu sarcina completa. Raportul de transmiteremai mk, realizat prin cuplarea angrenajului cilindric 7-6, se folos~tela deplasareaautomobilului cu sai"cinipartiale sau pe drurouri bune.

In figur~ 5.17sint reprezentateschemacinematica~iconstruetiauneitransmisii principale complexe hi CaLreti"eaptaa doua este O'l'ganizatasub forma unui mecanism planetar cu angrenaremixta. Elementul con-dUcator 181mecanismului planetar este 'l'oatadintata cu dantura inte-rioara 3, care prime~temi~caJreade 1a angrenajul conic 1-2 prin Cai"-casa ZO. Elementul condus il constituie bratele portsatelit 11, solidareeu earcasa12 a diferentialruJui.Roll1llelementului fix este indeplinit deroata baladoare9, coaxiala cu 8Irboreleplanetar 7, care, prin dantura decuplare 8, se solidarizeaza 1a rotape cu carterul transmisiei principale.

Mecanismul planetar poate functional ca mecanism ,reductor dud

raportul de ti"ansmitere este i=J. + z. > 2 (unde Z3~i Zgsint numerele dez.dinti ale Toplor3, respectiv9) seu blocatcind i=1. Blocareamecanis-mului p1anetarseobtineprin deplasareaaxialaa rotii 9 pinaangreneazasimultancu satelitii4 ~ieu danturainterioaraa i"otii5, fixa diebrateleportsatelitului.Deplasareaaxia[aa ropi 9 se faceeu ajutorul mecanis-mulw de actionare6. Solutiaestecomplicatadin punctde vederecon-structiv,insaprezintaavantajulcompactitatii.

La automobileleorganizatedupasolutia"totul in spate"salu"totulin fata", de cele mai multe ori transmisiaprincipala~icutiade viteze

a

8

b

Fig. 5.14.Schemecinematicedeorganizare a ,transmisiilorprin-cipale duible cu treapta a douasub forma unei transmisii finoaile

planetare.

297

78

6 5 4 3

b

Fig. 5.15. Tipuri constructilVede transmisii finaleplantare.

87

6

ng. 5.116.Schema cinematidi.de organizare a unei trans-misii principale com,plexecu

angrenaje cu axe fixe.

a

Fig. 5.17.Schema cinematica~iconstructiaunei transmisii prin-cipale complexela care treaptaa doua este organizatasub for-'Da unui mecanismplanetar cu

angrenaremixta. b

Calculul transmisiei princi-pale cuprinde calculul de di-mensionare!li verificare al an-grenajelor de roti dintate, dedimensionare!li verificare al ar-borilor !li al rulmentilor.

Determinarea momentuluide calcul. Ca marime de intrare pentru automobilelecu 0 punte motoarese considera momentul de torsiune al motorului MM redus la angrenajulcalculat, dat de relatia:

1 .2 3Fig. 5.18.Organizarea transmisiei principalela automobilede tipul "totul in spate" (sau,totul in fata") la di9jJunerealorugHudinaHia

motQrului.

sint organizateintr-un cartercomun(fig. 5.18).In acestcaz,pinionuldeatac2 facecorpco-mun cu arborelesecundar1 alcutiei de viteze,iar coroana3impreuna cu diferentialul semonteazaintre ambreiaj!li cu-tia deviteze.

Cind motorul este dispustransversal,transmisiaprinci-pala esteorganizatasub formaunui angrenajde roti cilindrice1 !li 2 cu axefixe (fig.5.19).

5.2.3.Elementedecalculaltransmisieiprincipale

(5.3)

in care: irol esteraportul de transmitereal cutiei de viteze in primatreapta;io - raportul de transmiteredin transmisiaprincipalapina laangrenajulcalculat(i~=l pentrucalculultrepteiconice!1ii~egaleu ra-portul de transmiterea1 angrenajuluiconic pentru cadculultreptei adouaa transmisiilorduble);YJ'- randamentultransmisieidela motorlaangcenajulcalculat.

Pentru automobilelecu mai mult de 0 punte motoare!1ipent-rutreaptafinala a transmisiilorprincipaledubIe,cind distributiamomen-tului motornu esteprecizata,momentuldecalculeste:

M _ Z 'Pmaxrd0-io"fJ" ,

(5.4)

unde: Z este reactiunea normala dinamica la puntea calculata; max=0,7...0,8 - coeficientulde aderentamaxim;rd- raza dinamica a rotiimotoare; i(; - raportulde transmiterede1arotile motoarela angrenajulcalculat(i(;=io - pentrucalcululangrenajuluiconic!1ii; egalcurapor-tul de transmitereal trepteifinale pentrucaIcululacesteia);YJ"=.randa-mentultransmisiide la rotile motoarela angrenajultransmisieiprinci-palecalculate.

Indicatii privind calculul de rezistenta$i dimensionareal angrena-jelor de roti dintateconice.Variatia inaltimii dintilor rotilor dintateco-

300

]2

Fig. 5.19.Organizarea transmisiei principale pentru cazul dispunerii trans-versal-ea motorului la solutia "totul in spate".

nice determina 0 rigiditate variabila in 1ungu1dintilor, deei 0 distributieneuniforma a sarcinii.

Experienta a eonfirmat ea in ea1cu1e1ede rezistenta se obtin rezu1-tate satisfadltoare daea se eonsiderarezistenta rotii eonice ega1aeu re-zistenta unei roti cilindriee avind urmatoare1eearacteristiei: diametruleereu1uide rostogolire ega1eu diametru1eercu1uide rostogolire a1rotiieonice in sectiunea medie a dinte1ui; modu1u1eorespunzatormodu1u1uirotii eonieein aeeea!?iseetiune;profilu1 dintilor eorespunzatorprofilului

301

Fig. 5.20.Parametrii geometrici aiangrenajelorde roti dintate conice

cu dinti drepti sau curbi.

dintilor roW echivalente. Roata echivalenta se obtine prin desfa~urareaconului mediu pe un plan. Numarul de dinti a!lrotilor echivalente aleangrenajului conic se determinacu relatiile:

in care: Zl este numarul de dinti oaipinionului de atac; Z2- numarul ded~ntiai coroanei; 31 ~i 32- unghiul conului de divizare al pinionului,respectiv al coroanei (tab. 5.3); 13m- unghiul mediu de inclinare al din-tilor.

Pe ba:zaacestorconsiderente,prin analogiecu relatiile de ca1culsta-bilite pentru ,rotile dintate cilindrice (v. cap. 3 - cutii de viteze), sepoate efectua caloulul de dimensionare !?iverificare 1a uzura al rotilordintateconice.

La angrenajeleconice se standardizeazamodululfrontol (mf) (STAS822-61),intre modulul frontal I?i modulul norma[ mediu determinat dinasimilareaangrenajului conic cu unul cilindric existind relatia:

(5.6)

in care b este latimeade lucr'Ua danturii (se recomandab=(6..., 8)mnmed.

Parametrii geometrici pentru angrenajele conice cu dinti drepti saucurbi, utilizind notaf\;iiledin figura 5.20, sint prezentati in tabelul 5.3.

Indicatii privind calculul de rezistenta $i dimensionare al angrena-jelor hipoide. Calculul de rezistenta a1 danturii angrenajelor hipoide sepoateface dupa indicatiile de la angrenajeleconice.

Deplasareahipoida E se determina functie de diametrul de divizareexterior al coroanei (rotii conduseoaangrenajului) au relatiile:

- pentru autocamioane E

1\

I ~i

1

If

Tabelul5.3

Calculul parametrilor angrenaJelor conlce cu dinti drepti ~i curbi

303

NotaiI I reJntll de calcuJ

DenumlreaparametruJulRoata canducl1toare(pinion)

I

RoatacandosA(caronnA)

Numarul de dintl %1(se adopta %1mf8;;.5) \ %2=XliUnghlul de angrenare In et.=200; STAS 6844-63sectiuneanormal!i

Latimea danturii b

Ungbiul de Inclinare al din- 13m- pentrurotileell dinti drepU i ..zerol"f3m=O;telui In sectiuneamedie pentru celelaltef3m=35-40a danturii

CoeficientulInaltimii capu-lui de referinti!.normal '08=1 (STAS 6844-63);'.'='.8 cos13i frontal

Coeficientuljocului de refe-rinti!.la fund, normal w..=0,2 (STAS 6844-63);w.,=w.. cos13i frontal

Unghiul conului de divizare%1

a2=900- ala1=arc tg-%2

Numarul de dinti al rotii%1 %2

echivalentezeeA1=

cos a1 COS313m%,cA2=

COSa2 COS313m

Deplasareaspecifica In t1=-12secUunefrontaIa

Lungimea generatoarei m'%1 m,z2 y-L =--=-=0,5 m,%1 (2+1conului de divizare 2 sin al 2 sina2Adincimeade lucru a dintilor h,=2'.,m,

Jocul la fund c=wo,m,

tnalUmeadintelui hl=h2=h=h,+c

tnalUmeacapului al=m,('o'+ ,) a2=h.-al

tnaltimeapiciorului bt=h-al b2=h-a2

Diametrul de divizare Dd1=%lm, Dd2=%2m,

Unghiul piciorului dlntelui blb2

'n=arc tg - Y2=arctg -L LUnghiulconnlule.,'Cterior 8'1=a1+Y2 8'2=82+YlUnghiulconllluiinterior 8n =81-Yl a.2=82-Y2Diametrulde virf D.l=Ddl+2alcos81 D,a=Dd2+2a2cos82

Distantade la virful conu- Ddl Dd2 .III =- -a, sina1 112=- -a2sma2nululpina la danturli 2 tg 81 2 tg 82

Groslmeadintelnipe arcul

( tget.)cercululdedivizare Sl=m,-+2,-+'t" ; S2=m,- Sl2 ,cosf3m

\CtCZ.,Iormafa comunain punctufP

Fig. 5.21. Pal arnetrii gel,metrici ai angl'enajelor hipoide.

Tabelul 5.l

Calculul parametrllorgeometricI al angrenajelorhipoide co dintl In arc "I coIni'iltlme variablli'i

20 - Calculul ~i constructia automobilelor 305

D enumireaparametrululI

NotatiiI

Relatiidecalcul

numarul de dinti al pinio- fa2nului (Z1)

Coeficientultnalimii capului fa2 6 0.110dintelui rotii conduse 7 0.1138 0.150

9...20 0,170

Modulul normal medin mnmt4Dmeda Dmed1

mn d= - cos"'l = - cOSm1me Z2 ZI

Jocul radial j j=0.125 hl+O.lhi - inaltlmea de lucru a dintelui

Iniiltimea totalii a dintellli h h=hl+j

Iniiltimea piciorullli b b1=aa+iba=faamnmed

Iniiltimea capului a a1=hl-b=(1.9-faa) mmmedQa=(2.137-f "a)mnmed

- pentru Z1;;i!:9

2'aa

Unghiul capului dintelui.'Yc2=- sin 2cos m;

'Ye2%a B

in rad- pentrll Z1 8

1,6 faz'Ycz=- sin acos mz

Zz

- penlru Z1;;i!:9 II2ba

I

Unghiul piciorului dintelui.'Yla=- sin zcos ma Iza

in rad 'Yla - pentru z1.;:;81,6ba .

'Yla=- sm a.cos m2Z2

Unghiul connlui de divizare 1 sin 1=cos a cos e:al pinionului

Unghilll dintre proiectia nor-E

malei i axa rotH conduse

Tllbelul 6,4 (eontinuare)

..

306

DenumireaparametrululI

NotaiII

RelniI deealcul

Valoarea aproximativa a un- Eghiului dintre proieetia nor- cp' tg cp'-malei i axa rotii eonduse - R""a tg 8a+R""l

Unghiul dintre proieetia nor- e sin e=tg cptg 8amalei i axa pinionului

RG ""1 .

Lungimea medie a generatoarei ""1 = sin 81 'G....conululde divizareG R""'a

""a= sin8a

...Diferentadintreunghiurilesplraleirotii conduseI IL coslL=tg81tg 8apinionului

1Unghiuldintelulpinionului [3""1 tg[3""1=

K- cos-k

sin IL

6E ZIUnghiuleonuluide divizareal 8a

ctg 8a=- .- Kf>rotii conduse

de Za

de=diametrul capului de cutite

1

Unghiul dintelul rotii conduse [3""atg [3""a=

cos fL- ksin fL

Lungimea maxima a genera-Ga Ga= G....a= Batoarei eonului de divizare al

rotii conduse 2

Lungimea mlnimii a genera- G"aB

G..a=G""a- -toarei conului de divizare 2

Diametrul e..xterioral pinionului D'lD'I =2( Rm"1+ I sin 81+aI cos 81)

Diametrul exterior al rotii D'a D'a=2(Gasin 8a+bacos 8a)conduse

Distanta de la planul mediuIaal rotii condusela axa pinio- Ia=R""I coscp

nului

Distanta de la planul mediu IIal plnionului la axa rotii II=R""a eoseconduse

Limitele inferioare corespUIld autocamioanelor, iar cele superioareautoturismelor.

Liitimea B a coroaneise determinii cu relatia:1

B-(O,125 ...0,166)De2< - G2,3

(5.10)

in care G2 este lungimea maximii a generatoarei conului de divizare alrotii conduse. Valorile inferioare se aleg pentru coroane cu diametremari, iar celesuperioarepentru coroanecu diametremici.

La angrenajelehipoide, in afara caIculului indicat mai SUS,se face ve-rificarea la inciircarea specificii pe 1 em de liitime a coroanei cu relatia:

(5.11)

in care: Meestemomentul diecalcul (v. relatia 5.3sau 5.4).Dacii Me s-a caIculat cu relatia (5.3),inciircarea specifica admisibilii

nu trebuie sii depii~easca1150 Nfmm pentru autoturisme ~i1 800N/mmpentru autocamioane cu dispUIlerea pinionului in consolii, respectiv2300 N/mm la dispunereapinionului intre reazeme.Daca Me s-a calculatcu relatia: (5.4), inciircarea specificii admisibilii are valorile de 600-750N/mm la autoturisme~i1900-2 100N/mm la autocamioane.

Parametrii geometrici pentru angrenajelehipoide, utilizind notatiiledin figura 5.21,sint prezentap in tabelul 5.4.

Indicatii privind calculul de dimensionare $i verijicare al arborilor$i lagarelor. Calculul arborilor transmisiilor principale cuprinde: deter-minarea schemei de incarcare a arborilor, calcul'lll reactiunilor, calcululmomentului de torsiUIle ~i incovoiere,determinareadiametrului ~iverifi-careala rigiditate.

Pentru caIculul fortelor transmise la arbori de catre rotile in angre-narese consideraforta norma1ade angrenareFn careaetioneaza1amij-locu1dintilor (fig. 5.22)cu cele trei componente:.tangentia1aFt, radiala F,~iaxia1aFa.

Forta normalii ~icomponente1eei dupa cele trei directii se calculeazaeu relatiile din tabelul 5.5 pentru rop dintate cu dantura dreapta ~i curelatiile din tabel'lll 5.6 pentru roti dintate eu dantura eurba sau ineli-nata. La danturi conice drepte, eomponentaradiala F, aetioneazii spreaxa rotii, iar eea axiala Fa dinspre virful co- j!>/TInului de divizare spre roaM. La danturi eo-nice inclinate sau curbe, funetie de anumitiparametri geometrici, eomponenteleF, ~i Fapot avea~isensuri negative (tab. 5.6.).

Pentru deplasareainainte a automobilu-lui eu inelinare spre dreaptaa dintelui pinio-nului de atae,schemade incarcare a arbori-lor pentru determinareareaepunilor din la-giire este prezentatii in tabelul 5.7. Pentrucalculul reactiunilor din lagarele de montarein carterul transmisiei principale se utilizea-zii relatii analoagecelor stabilite la ealculul

r~;ctiunilordin lagarelearborilorcutiilor de Fig. 5.22.Schemafortelo!dmVl.eze. angrenajulconic.20. 307

Tabelul 5.5

Relatil pentro calcolol fortelor din agrenaJeleconlee coneUrentecu danturl drepte

Pentru calculul reactiunilor axiale care actioneazaasupra rulmentilorcu role conice se folosesc, functie de tipul montajului utilizat, relatiiledintabelul5.8. -

Valorile coeficientilory (conformSTAS 7160-65),functie de limitaraportuluie= Fa ,au valorile y=o pentru ..5: e, unde:Fa esteforta axialadin arbore;R - rezultantageometricaa reactiunilorZ ~iY (tab.5.7);at- unghiulnominalde con-tact (unghiul dintre directiade actionare a sarcinii pe bile ~iun planperpendicularpeaxarulmentului).

Pentru verificarearigiditatii transmisieiprincipale,pe bazascheme-lor din tabelul5.7se pro.cedeazaca la arboriidin cutiilede viteze.Sage-tile obtinutese comparacu limitelerecomandate(v.fig. 5.4).

Avind reactiuniledin lagare,se poatefacecalcululpentrualegerearulmentilordupametodaprezentatiila cutiade viteze.

5.3. DiferentialuI

5.3.1.Rolul diferentialului

Diferentialul este un mecanism, montat intre transmisia principala~i transmisia la rotile motoare,care permite obtinerea de viteze unghiu-lare diferite la rotile puntii. In lipsa diferentialului, in anumite conditiide deplasare ale automobilului, apare intre rotile puntii, a~a-numitaputere parazita.

De obicei, aparitia puterii parazite este provocata de dimensiunilediferite ale razelor rotilor la deplasarearectilinie pe dii netede ~ide ru-larea rotilor egale,cind au de parcurs spatii diferite (viraj san drum cudeniveHiri).

308

Felul fortelI

La roataconducatoare(pinion)\

La roatacondusa(coroana)

Componentatangen- 2Mc1 2JI ,2F,=- F--tiaIa ,-Dam Dam

ComponentaradiaIa F'1=F, tg (ItCOS81 F,s=F, tg (ItCOS82

ComponentaaxiaIa Fol=F, tg Ctsin 81 F.2=F, tg CtsIn 82

Forta normaIaF, 2Mc1 F, 2M'2F--- F---.- -

.- cos(It- Damcos(Itcos(It Damcos(It

RclatUpcntrucalcululforlelordin angrenaJeleconcUrentecu danturlIncUnatesaucurbe Tabelul 5.6

e,.,o(0

I~ 2- L~ I.. I 1321 ;/q

-ILaroamconducAtoare1(pinion) La roamcondusA3(coroanA)

2.11c1 2Mc2F-- F--,- ,-Ddm1 Ddm2

F, F,Fol=- (tg(It.sin8d:sin mcos81) Fal=- =(tg(It.sin8d:sin mcos82)

cos m cos m

F,l = 2.!.- (tgCl..COS8d:sln msin81)F,

F'2=- =(tg (It.cos 8d:sln .sin 82)cos m cos m

F, 2Mc1 F.= F, 2Mc2F.= =cos mCOS(It. Ddm1COS mCOSCl.. cos mCOS(It. Ddm2cos mCOSCl..

Sensu! Semnu!folos!t Sensu! . Semnul folos!tSchema

I

In relatiapentru Schema deInclinare

I

In relatiapentrudeInclinare derotJre derotirea dintilor a rotii Fat

IF,t a dintllor a rotil Fat I Fr2

@- D".ptaSensorar Sensantiorar(dreapta) + - Stinga (sUnga)

- +

ID'pt, Sensantiorar Sensorar(sUnga) + - Stinga (dreapta) + --

StingaSensorar + Dreapta

Sensantlorar +(dreapta)

-(stlnga)

-

Stlnga Sensantiorar + .Dl'eapta Sensoral' +(stinga) - (dreapta) -

Tabelul 5,7

Scheme pentru calculul reactlunilor din lagilrele transmlslel prlnclpale

Schemaan..arenajuluiSchemade lnci1rcare

pentru determinareareactiunilordin lagAre

Ib

Zc

FQz

Observatii

Reactiunile axiale din ml- .mentil conici (X XB. Xc.

Xl') se calculeazadupa in-dicatiiIe din tabelul 5.8.

Fl =Fa3Fa=F'3cosr+F,3 sinrFa:=].',3cosr+F'3 sinr

310

Reactlunile din lagiireleA~i B se calculeazadupaschemadin figura 1. a~au2

Reactiunile din E 1/iF secalculeazadupa schema1. b. unde fortele din an-grenajul conic se Inlocu-iesc cu fortele din angre-najul ciIindric (Fa F,F,a)

lQ

--ZB

C/ 'bt I ..tOjXA

0 ZA. ...-

2ZB

}S

I

BBo

Xs Faf

I ReactiuniIedin agiireleiiG

I

I D sedetermmadUJ>schema1.b.L' AT -..0 -C/o - ZA}--....:?

,

Tabelul5.8

Relatllledecalculpentruforteleaxlalecareactloneazaasupral'ulmentlIorcu role conlee,I

I

ITJpul montajulul CondJtJJJede IncArcare SarcJnJaxJale

Ia

0,5 R..R.. RB

I

X--..-A I -:;",- Y..

Y.. .... YB

FaO I XB=Fa +X..

b1 I In R_t I

R.. RB

I

0.5 R..X..=--

'-'-

Pentru a ilustra aeest fenomen, in figura5.23 este reprezentatapuntea motoare fara di-ferential, a unui automobil aflat in viraj eu razade virare R. Pentru ea roata interioara 2 ~iex-terioara 1, eu viteze unghiulare (,) ~i raze derulare r" egale inainte de viraj, sa efeetueze0rulare simpla, trebuie sa-~imodifiee razele derulare, pe baZ'aelasticitiitii pneului in propor-tia data de relatia:

BR+-

frl 2-=-,fr, BR--

2

(5.12)

in care: rr,~i rr, sint razele de rulare in virajale rotilor 1 ~i 2; B - eeartamentul puntii:

Daea se admite modifiearearazei de rulareFig. 5..23.SchemapuntH funetie de forta la roata FR ~i coeficientul de

motoarein viraj. elasticitatetangentialaal pneului K, liniara deforma:

'"Tr=rc;-KFR.

razele de rulare ale rotilor in viraj VOl' fi:

(5.13)

(5.14)

unde: rc, ~ir" sint razele de rulare eorespunzatoarefortelor tangentialela roti nule (roti eonduse).

Prin inloeuirea reiatiilor (5.14)in relatia (5.12),se obtin intre for-tele la roata I(FR, ) ~i roa182(FR,) relatiile:

BR+-

F =F ~ + To BR, R, B B

)R-2" K( R-2"BR--

F -F ~ feBR,- R, B B

)R+2" K(R+2'Din bilantulde traetiuneal puntii automobilului.se !poateserie:

FR,+FR,=!;R. (5.16)unde!;R estesumarezistentelorla inaintare.

Prin rezolvareasistemuiuide ecmatii(5.15)~i(5.16),se obtinpentrufortelela rotile1 ~i2 relatiile:

(5.15)

(5.17)

312

B[ J

R+-F =-2 :ER- TeB .

Ra 2R

(B

)!{ R+2In relapa (5.18), daca ~R < TeB ,atunci FR2< 0, 1ar 1'oata in-

l( (R+~)terioara2 se comporta.ca 0 roatafrinata.Putereaeorespunza.taareaces-teiforte, numitaputereparazita,P R. -F RaV2 (undeV2=Tr.(,)estevi-tezatangenpala.a rotii interioarevirajului), se suprapunepestefluxulde putereal motorului,inea.rcinds'llplimentarroataexterioaravirajului.

Din analizarelapei (5.18)se observa.ca.aparipaputerii paraziteestefavorizatade: deplasareape cai eu rezisten~~ainaintaremica;pneuride diametrumareJ?irigide (K mic);viraje eu razede curburamica.

Aparatiaputerii parazite1arople punpi determina:sporireasolici-tarilor din meeanismelepuntii, ere!iitereapierderilarmeeaniceprin ereJ?-ter~aputerii transmise,sparirea consumul'llide combustibilJ?i 'Uzuriianvelopelar,redueereamanevrabilitatii~i stabilitatii automobilului.

Diferenpalul,ea mecandsmal punpi ee permiterotilor rotirea cuvitezeunghiularediferite, esteearaeterizatde frecareadintre elemen-telesale in cantact.,Daca.momentulcorespunzatarIputeriiparaziteestemai maredecitmamentulde frecareal diferentialu1ui,acestava intrain funcpuneJ?iva modificavitezele unghiulareale rotilor marind-opeceaa rotii exterioareJ?i mic~arind-ope cea a rotii interioarevirajului.In caz cantrar,diferentialu1realizeazaa 1ega.turarigida intre arbori.Dupa.principiu1de functionare, diferentia1elepot fi: simple,blocabile~iautoblocabile.

In afara utilizarii diferentialuluiea mecanismal puntii matoare,in constl'uetiade automobilese folose~teea mecanisma1reductoare1ar--distribuitoare,pentruinlaturareaaparipeicirculapeide puteriparazite.Dupa va10areamomentu1uitransmispuntilor motoare,acestediferen-palepot fi simetricesauasimetrice.

(5.18)

5.3.2.Cinematica diferentialului

Diferentialul utilizat la automabile este, in general, un mecanismplanetar eu rati dintate conice. Elementele unui astfe1 de mecanism(fig. 5.24)sint: pinioanele planetare 2 J?i 6, fixe pe arborii planetari 1 J?i7 al transmisiilor la roWe matoare, sa-telitii 5, aflati permanent in angrenarel~Urotile planetare 2 ~i6, bratul portsl8-telit (axul) 4 !?icarcasa 3 a diferenpa-lului. Elementul canducataral mecanis-mului estebratul portsatelilt4, care pri-me!?tefluxul de putere al matarului dela caroana transmisiei principa1e prinintermediul carcasei3.

Pentru a stabili legaturile cinema-tice intre elementelediferentialului~se Fig, 5.24.Schemacinematicaa di-apliea metoda apririi imaginare a bra- ferentialului.

/

0'

J

o

7

313

Il,

tului portsatelit (metodaWillis). Daca (,)1este viteZ'aunghiulara a ele-mentului i, oprirea imaginara se obtine prin imprimarea unei viteze un-ghiulare - (,)1in jurul axei centrale 00'. tn acest fel mecanismul pla-netar se transformaintr-un mecanismeu axe fixe. ;.Ii

Daea (,)1~i (,)7erau v~tezeunghiulare ale meeanismului inainte deoprirea imaginad, dupa oprire (prin rotirea imaginara cu - (,)3)ele vordeveni (,)1-(,)3,respectiv (,)7-(,)3'

Pentru mecanismuleu axe fixe, raportul de transmiterede la arbo-rele 1 la wborele 7 este:

i1-7= (,)1-(,).R---.

(,)7-(,)- R- =const

l:a .,(5.19)

undeRa~iR2sint razelede rostogolireale rotilor planetare 6 ~i2.Semnul,(-) arataea arborii 1 ~i7 se rotesein sensinvers.Rela-

tia (5.19)paatefi serisa~isubforma:

(,)1-(,)3(1+i1-7)+(,)7i1-7=0. (5.20)

Pentru diferentiale simetrice (Ra=R2)' relatia (5.20) va deveni:

(,)1-2(,)3+'(,)7=.0.

rezulta urmatoarele cazuri de functionare ale di-

(5.21)

Din relatia (5.21)ferential:ului:

La deplasarea in viraj a automobilului cind (,)1;:/=ro7'satelitul 5 se

t." . 1 . al .t v hi I v (01-(07 R. " dva ro 1 In Juru axel s e cu 0 VI eza ung u ara (,)5=-. -, cm2 R.

> . (07-(01 R. " d > tf 1 " "t "t v t(,)1 (,)7 ~l (,)5= - .- , cln (,)7 (,)10as e lncl cu Cl se mare~ e2 R.

vitezaunghiularaa uneirotiplanetarecu aUtsereducea celeilalte.La deplasarearectilinie a automobiluluidnd (,)1=(,)7din relatia

(5.21),se obtine (,)1='(,)7=(,)3'Ded, in aceastasituatie,diferenpalulesteblocat.

Daca se blocheazacarcasadiferenpalului ,)3=.0),se obtine

5.3.3.Dinamica diferenfialului

Daca momentul de torsiune Ms al carcasei se transmite prin axaPQrtsatelit4 faTa pierderi (cauzate de frecare) satelioolui 5 (fig. 5.24),din 'COndipade echilibm dinamic al satelitului, acesta este impartit inpaTtiegalerQplor plane1are2 ~i6, adica:

(5.22)

Cind (,)1#:(,)7,datQritavitezelorrelativedintre elementelediferen-tialului,aparfortede frecare,careredusela arborii planetari1 ~i7 VQrda un momentde frecareMf, cu sensopus modificaruvitezeiunghiu-lare.

MQmenteletransmisede diferentialar.boriolorplanetari,fun-ctiedesensulmodificariivitezeiunghiulare,sint:

M.LPentru(,)1>(,)7:M1= --Mf'2

(5.23)

(5.24)

Din relatlile (5.23)~i (5.24)se dbserva ca mQmentelece revin celQrdoi arhQriplanetari l1JUsint egale ~i -caele difera cuatit mai mult cu citmomentulde fre-caredin diferential estemai mare.

Raportul suprarunitaral celor doua mQmente,notat cu A.,se nume~tecoeficientde blocare a1diferentialului. Pentru cazul

M.

(,)1>(,)7,1..=M7 _ 2"+MfM,-M.2" -Mf

/f(5.25)

Din relatia (5.25) se obtin pentru momentele transmise arborilorplanetari expreSi~

'le:

1 , ~M1=M3-; M7=Ms-

1 ___ 1+:>-

Din relatia (5.25') se observa -caarbQreleplanetar al rQtii cu vitezamai mica este cu atit mai in-carcatfata de arborele Iplanetarcu vitezaunghiulara mai marecu dt -coeficientulde IbIQcareA.,deci mQmentuldefrecareMf estemaimare. _

Pentruca un ditferentialcaracterizat de '0 putere de frecare Pf==M/(,)1-(,)7)sa-~iindeplineasca rolul sau cinematic, trebuie ca putereaparazita sa fie mai mare decit Pf' La diferentiale cu freeare interioaramarita (A.mare), in cazul deplasarii pe cai bune cind fluxul posibil alputerii parazite este mare, se realizeaza totdeauna conditii de functi'O-nare cinematieaa diferentialului. La deplasareape cai cu rezistentemarii cu aderentascazuta dnd fluxul puterii. parazite este mic, acestedi-

(5.25')

315

feren~ialenu VOl'funcpona,punteacomportindu-seca 0 punte fara di-ferenpal.In acestfel se evitasitua~iapatinarii totalea uneiadin ro~i~ia blocariiceleilalte.

5.3.4.Constructiadiferentialului

Construc~ia~i schemacinematicaale unui diferentialsimplu, si-metric,eu rop dintateconice,sint repl'ezentatein figura 5.25.Carcasa7a diferenpalului,solidara prin ~uruburile11 de coroanadintatii 4 atransmisieiprincipale,se rote~tedatoritami~cariiprimitede la transmi-sia principala.In carcasasint dispu~isatelipi 6 ~i 10 care angreneazain permanentiieu rople planetare9 ~i12 montatepe canelurilearbori-lor planetari1 ~i8. Fixareasatelitilorin earcasase face prin bolVtil5.Pentrua asigura0 centrarebuna~i0 angrenarecorectaa satelitiloreurotlileplanetare,la uneleconstrucpisuprafatafrontalaa satelitilorestesferieii.Pentru a mic!1orauzura prin frecareintre suprafetelede con-tact ale satelitilor~i rotilor planetarecu carcasadiferenpalului,se in-troduc~aibele2 ~i3din otelmoalesaubronz.

Constructiv,functiede tipul ~i destinatia automobilului,satelitiisint in numiirde 2, 3 sau 4, montatiechidistantpe cerculde rostogolireal pinioanelorplanetare.Prin acestmontajse asiguriianulareasarcini-lor radialein pinioane!1ise reducdimensiunileroplor dintateprin mii-rirea numiiruluidedinti aflaVisimultanin angrenare.

In figura 5.26 se reprezintiischemacinematicii!1iconstructiaunuidiferentialsimplu eu rop dintatecilindriee.Satelitii cidindrici3 !1i4.angrenati intre ei, sint simultan in angrenare - primu13 cu roata plane-tara 1,iar al doilea4 cu roataplanetarii2. Elementulconducatoral dife-rentialuluiestecarcasa5 antrenatiide transmisiaprincipalii.Constructiv,acestediferentialesint realizatecu 4 sau 6 satelitimontappereehe.

Datoritii freciirilormid din diferentialelesimple (1..=1,15...1,20)ladeplasareape drumuri alunecoase,datoritii proprietatilordiferenpalu-lui, functionareaautomobiluluiesteinfluentatain rau.

a b

Fig, 5.25. Schema cinematica~i construc~iadiferen~ialuluisimplu, si-metric, cu ro~idin~ateconice.

316

,~

a b

Fig. 5.26.Schemacinematical1i cons'tructiadiferentialului simplu simetric eu rotidintate cilindrice.

Din aceastacauzel,la automobilelecu capacitatemar.ede trecere,sefolosescdiferen{ialeblocabile~iautoblocabile.

In figura 5.27estereprezentaotaschemacinematicaa unui diferen-pal blocabil.Fa{ade diferen{ialelesimetricesimple,diferen{ialeleblo-cabilese deosebescprin existen{aunei legaturifacultative(dispozitivulde blocare)intre unul din arborii planetari~i carcasadiferenpalului.Pe arboreleplanetar1 seaflaQ por{iunecanelatapecaresemonteazaman~onul3, carecupleazacu danturainterioara2, executatape carcasadiferen{ialului.Cind cl1plajulse afla in pozipadin figura, diferen{ialulse comportaca un diferenpalsimplu.Cind danturam.an~onului3 eu-pleazacu dantura2, diferen{ialulesteblocat,adicaarborii plane1ariserotescototdeaunacu acee~i viteza 'llnghiularaegala cu a carcasei.

Construc{iadiferenpaluluiblocabileste,reprezentatain fi'gura5.28.Solidarizareala rotapea arboreluiplanetar 4 eu carcasa2 a diferenpa-lului se faceeu ajutonrl~tifturilor1 carepatrundsimultanintr-un ale-zajdin carcasa~ipinionulplanetar 3.

Acestediferenpalepastreazaavantajuldiferenpalelorsimple~i,inplus, asiguraposibilitateadeplasariiautomobiluluicind aderen{auneiadin ro{iestefoartemica.

Dezavantajuldiferen{ialelorblocabileconstain acponareasubiec-tiva a dispozitivuluideblocaredecatrecondu-cator~icomplioareaconstruc{ieiprin necesita-tea introducerii unui dispozitivde ac{ionare(mecanic,pneumatic,hidraulicsa'llelectric).

Inconvenientelearatate sint inlocuite laautomobilelespecialecu capacitatemaredetre-cere de diferentialeleautoblocabile(sau dife-ren{ialelecu frecaremarita).

In figura 5.29estereprezentataschemaci-nematicaa unui diferentialautoblocabilcu su-prafetede frecaremultiple.Intre ro{ileplane-tare2 ~i6 ~icareasa3 a diferen{ialul'llise in-troducdouaeuplajeeu frie{iune.Aeestecupla-je sint formatedin discurile5, montatepe ca.nelurilearborilorplanetari1 !;>i7 !;>idin discu-

4,

Fig. 5.27.Schema cinema-tica a diferentialului blo-

cabil.

317

rI

I

1 2 3 4

Fig. 5.28.Construc\ia unui dHeren-tial blocB'bil.

Fig. 5.;29.Organizareacinematidi a di-feren~ialul'IJiautoblocabil cu suprafete

de frecare multiple.

rile 4, montatesimilar in carcasa3 a diferentialului. Forta de apasareadiscurilor 4 1?i5 pe carcasaeste real'izatade rotile planetare 2 ~i 6 subactiuneafortelor axiale din angrenajul conic sateliti-roti plan~tare.

Forta axiala care preseazadiscurile cuplajului, considerind ca intregmomentul carcasei Ms se transmite bra1Jului portsatelit, este data derelatia:

Fa=Ft tg IXsin 8= M. tg IXsin 8,2r (5.26)

in care:

Ft este forta tangentialadin roata planetara;IX - unghiuide angrenare;8 - semiunghiulconuluide divizareal rottiT - razacerculuidedivizareal rotii planetare.Momentul de freeare din cuplajul de frictiune care

relativa a arborilor planetari este:

M F . M. .t . ~j=/-l aTm'/,=- /-lTm'/,g IXSIn 0,. 2r

planetare;

apare la rotirea

(5.27)

unde:

/-l este coeficientul de freeare al discurilor;i - numarul suprafetelor de frecare;Tm - raza medie a discului de frecare.Considerind ca intreg momentul de freeare al diferentialului se da-

tore1?tefrecarii din cuplajele multidisc de :fu-ictiune,coeficientul de blo-care al diferentialului, conform relatiei (5.24),pentru (,)1>(,)7,este:

1..=M7= r+!Lrmitgexsina.M1 r-!L rmitg exsina (5.28)

Conformreiatiei (5.28),pentru asemeneadiferentiale,se poatede-terminacoeficientulde blocare functiede parametriigeometriciai lor:T,Tm,IX,8.

318

Pentru marirea fortei de apasare asupra cuplajului cu frictiune, ladiferentialul din figura 5.30 s-au introdus discurile de presiune 5. Elesint montatepe canelurile arborilor planetari 1 ~i 7, iar pe p

Forta axia~aQ. din ilmbiniirileaxelorsateliploreste:F. 111,

Q.= tg(3= 2Rtg(3, (5.30)

unde:R esterazamediede sprijin 'aaxelor portsatelitin carcasa.I~ - unghiulde inclinareail.te~iturilor.Forta axialade 'apiisarea discului5Ipecuplajeste:

Q_Q F _M, (--2-+tgcJtSin8

)- s+ a- - ,2 Rtg(3 raxiala ce acponeazaasupra rotilor planetare 9 ~i 10

(5.31)

unde Fa este forta(relatia 5.26).

Neglijind freearea dintre peretele frontal al discului 5 ~i sateliti(zona "a"), momentulJ.de freeare allelementelorde blocare este:

M Q . M. . (1 tg C1.sin 8)f= r '/."=- r '/.'1-+--.m I"" 2 m I"" R tg (3 r

Considerind ca intreg momentul de frecare a!'diferenpalului se da-tore~tefrecarii din euplajul de blocare (relatia 5.32),,coeficientulde blo-care al diferen1ialului este:

A.=- Rr tg (3+rmi(J.(r+R tg (3tg C1.sin 8) .Rr tg (3-rmi (J.(r+R tg (3tg C1.sin 8)

Un diferential eu cinci discuri de frictiune in cuplajul de blocarela 0 raza medie rm=38 mm realizeazaun coeficient de blocare de pinala 3,6.

iProprietatile de blocare ale diferentialului se pot intensifica prinsuplimentareafortei axiale de presare a cuplajului multidisc, utilizin-du-se arcuri elieoidale 1 montate!inrtrerotile planetare 2 ~i 3 (fig. 5.31).In acest caz, peste forta axia'lii din ratile iplanetare (relatia 5.26) sesuprapune forta Qa a areurilor 1, iar Iffiomentulde frecare din cuplajeeste:

(5.32)

(5.33)

(5.34)

In figul'a 5.32 este repreZ'entataeonstructiaunui diferential cu pro-prietati de autoblocarecomandate.La aceastiisolutie, discurile euplaju-lui eu frictiune 2 sint montate intre carcasa diferentialului 3 f?i axele

planetare 4. Apasarea asupra discurilor serealizeazanumai de arcurile elicoidale depresiune 5. Solid~rizareala rotatie a cu-plajului 2 cu arborele planetar se faceprin intermediul manf?onuluide cuplare 1.In pozitie cuplata (manf?onuldesenat culinie continua), momentul de frecare dincuplaj se suprapunepestemomentultrans-mis de satelit rotii planetare (in acela!?isens cu e1 la roata cu viteZ'aunghiularamai mica f?i in sens opus 1acea cu viteziiunghiulara mai mare).In pozitie decuplata(linie intrerupta), actiunea cuplajului asu-

2 3Fig. 5.31.Schema cinematica adHerentialului autoblocabil cucuplaje de frictiune ~i arcuri d~

presiune.

320

--

pra diferentialuluiinceteaza,iar diferentialulse comportaca un dlfe-rentialsimplu.

In figura5.33sint reprezentatedouaschemecinematiceale diferen-tialelor autoblocabilecu angrenaje melc-roata me1C'Rt!1!~ --- ~u ..- cadiferentiRlnll1;\If~ .A;JVfu.p"'~ana montate roata melcata 4 cu rol desatelit,rotile melcate1 !?i6 ca roti planetare !?i!?uruburilemelc 2 !?i5,care transmit mi!?careade la satelit la rotile planetare. Cind automo8i-

I

\

,

FLg. 5.32. Constructia diferentialului autoblocabilcu proprietati de blocare comandate.

a

2 3

b

Fig. 5.33.Schemecinematicede diferentiale auto-blocahile cu angrenajemelc-roatamelcatc1.

21- Calculul~tconstruc!taautomobilelor 321

IIul. se deplaseaziiin linie dreapta,intreg sistemulse rote~teca un totunitar cu carcasadiferentialului.Cind apar diferenteintre vitezeleun-ghiulareale rotilor puntii, intre elementelediferentialuluiapar vitezerelative,ce determiniiaparitiaunui momentde frecaredatoritafrecariidin angrenajelecu melc-roatiimelcata:1-2, 2-4, 4-5, 5-6. Acestmomentse distribuie arborilor planetari conform re1atiilor(5.23)~i(5.24)functiedevitezeleunghiularealerotilormototare.

Coeficientulde blocareal diferentialuluiestedat de relatia:

f...=[tg(HP) ]", (5.34)tg [3

I.

II

in care:

este unghiu1de inc1inareal spirelor ~urubului(la dife-rentialeleactuale~=20...30C);unghiulde frecare:coeficientulde frecare;numiirul de angrenajemelc-roatiimelcatiidin dife-rential.

In f.unctiede marimeaunghiuluide inelinareal spirei ~urubu1uiincazulangrenajelordin otel,coeficientuldeblocarearevaloarea>"=6...12.

Pentru a simplificaconstructias-au realizatdiferentialefiirii sarte-liti (fig. 5.33,b) 1acareintre rotile melcate1 ~i4 sint dispusenumaifiuruburileme1c2 ~i3.

Constructiaunui diferentialautob1ocabileu angrenajemelc-roatiimeleatadupiischemadin figura5.33,a se reprezintiiin figura 5.34.Pen-tru identificareae1ementelors-au folosit acelea~inotatii ca in figura5.33,a.

Un diferentia1cu largii utilizare1aaurtomobilelecu capacitatemarede trecereeste diferentialulcu came.La baza acestordiferentialestiimecanismuleu tachetireprezentatin figura 5.35.Intre eremaUereleeucame1 ~i4, carese pot deplasain ghidajefixe, se giise~tecolivia 2 C'l1tachetii3. Dacii elementulconductora1mecanismu1uieste colivia 2,transmitereami~ciiriila cremalieoreleeu came1 ~i4 serealizeaziicu aju-torul tachetilor3, dartoritiiefectuluide panace apareintre suprafetelede contacttacheti-came.Daciivirteze1ecelor doua cremalieresint egale,tachetiiramin imobili fata de colivie,iar daciinu sint egale,tachetiisevor deplasape directialor axia1iifiind impin~ide came1ecremalieTeiincetinitespre crema1ieracarei~iva accelerami~area.Daciise imobili-zeaziicolivia 2 ~ise deplaseaziiuna din cremalieTe,cealaltiise va mi~cain sensopus.

Efectu1de autoblocareal mecanismuluise datore~tealuneciiriidin-tre suprafetelede luoru ale tachetilorin raportcu came1ecremalierelor.La cremaliereaintirziatii,vitezadealunecarea tachetu1uiesteindreptatain sensulvitezeicoliviei,iar la ceain avansin sensopus.Datoritiiaces-tui fapt, fortelede frecaredinrtretacheti~i camemiirE!5Cforta trans-misii cremaliereiintirziate~i0 mic~oreaziipe ceatransll1isiicremaliereiIn avans.

Cind normale1ecomunela suprafetelede contacttachet-camasintparale1ecu axa tachetu1ui,forta transmisade la tachet1a cameestezero.In acestcaz,deplasareacolivieiar provocanumaideplasareatache-tilor, iar cremaliere1ear raminefixe.Pentru eliminareaacestuidezavan-taj, sint posibilemai multe sO'lutii,dintre care:realizareacamelorcre-

p=tg ex/ln

322

1Fig. 5.34. Construetia diferentlaluluiautobloeabileu angrenaje melc-roata

melcata.

.5

Fig. 5.35. Me-canis-mul cucame~i tachetial di.ferentia-lelor autoblo-

eabile.

2 3

Fig. 5.36.Construetia diferenpaluluiautoblocabil eu came ~i tad1epradiaIi.21*

malierelor 1 !?i4 cu pas diferit (se elimina astfelposibilitatea a!?ezariitachetilor fata de cremalierela un unghi de transmitere zero); montarea ta-chetilor pe doua rinduri paralele, decalate intreelecu 0 jumatate de pas.

In figura 5.36 este reprezentata constructiaunui diferential autoblocabil eu came !?i tachetiradiali. Tachetii 4 sint amplasati radial intre ca-mele plane 2. !?i3, montate prin caneluri pe ar-borii planetari !?i fixate in cilindrul 5 (colivie),ce face corp comun cu carcasa 1 a diferentia-lului, care reprezinta elementul conducator.Deoarece pasul camelor este diferit (pentru evi-tarea situatiei de netransmitere a momentului),momentul transmis arborilor planetari este pul-sator. Acest dezavantaj este eliminat prin a!?eza-rea tachetilor pe doua rinduri paralele (fig. 5.37).Primul rind de tacheti este reprezentat cu liniecontinua, iar eel de-al doilea cu linie intrerupta.

Cele doua rinduri actioneazape roata exterioara 2, iar contactul cu roatainterioara 1 se realizeazaprin doua came solidare intre ele, avind ace-la!ii prom, decalate cu 0 jumatate de pas. In acest fel, totdeauna va fiposibila transmitereamomentului, oricare ar fi pozitia reciproca a came-lor rotii interioare 1 !?irotii exterioare 2. Astfel dnd tachetii din primulrind se afla in pozitii extreme, fie in pozitia cea mai apropiata sau ceamai indepartatade axa de rotatie a diferentialului (deci nu transmit mo-ment), tachetii celui de-al doilea rind fiind intr-o pozitie intermediaraVOl' transmite tot momentul.

IIn figura 5.38 se reprezinta schema fortelor eu care tachetul 4 ac-tioneaza as'llpra elementelor diferentialului, dnd camele exterioare 2sint intirziate (notatiile corespundfig. 5.36).

Dreptele KK2 !?i KK3 (fig. 5.38, a) sint normalele comune in punc-tele K2 !?iK3 de contactdintre tachet !?icama2, respectiv3.

In punctul K2, asupra camei 2 VOl' actiona urmatoarele forte:

R42 - reactiunea din pal'tea tachetului, rezultanta a componenteiRormale R:2 !?i tangentiale R~2=R~2./-l, unde /-l este coeficientul defrecare;

F2 - forta rezistenta redusa la camele exterioare. Forta F2 se de-termina cu relatia:

2

Fig. 5.37.Dispunereata-chetilor radiali pe doua

rinduri.

(5.35)

In care:

X2 este reactiunea tangentiala1aroata motoare legata de camele2;rd - raza dinamica a rotii motoare;n - numaru1 de tacheti care 1ucreaza simultan;r2 - distantade la centrul de rotatie 0 1apunctu1K~;Rr, - reactiunearadiala din rulmentul carcaseidiferentialului.Asupra camelor interioare actioneaza forte similare notate cu indi-

cele 3.

i24

1I

I

, j,

..~

5

o

b

Fie. 5.3&.Schema fortelor cu care tachetul actioneazaasupra elementelor diferentialului.

Asupra tachetului actioneaziifortele:Ru - reactiuneadin partea camei exterioare; R34- reactiuneadin

parteacamei interioare; RS4- reactiuneacoliviei asupra tachetului.la figura 5.38, b este reprezentatpoligoIliul fortelor care actioneazii

asupraelementelordiferentialului.Pontru cazul considerat 6)2

Din poligonulfortelorseobservaca:R2f cos(~.-2p)-= .Ru cos(~2+2p)

Coeficientul de blocarea diferentialului este:

1..=J1.=:F2r2=~. sin(r32+p)COS(~3-2p)M. F.r. r. ~sin(~3-p)COS(~2+2p)

(5.37)

(5.38)

Cind(,)2>w 3, coefidentul de blocare a diferentialu1:uieste:

I..=M3=~. sin(~3+p)COS(~2-2p). (5.3~)M. r2 sin(~2-p)COS(~3+2p)

Din relatiile (5.38) !1i (5.39),conditiile de blocare (I..=ex se evitadaca:

90-2p

este mai mare 0.=5. . . 6), deoareeela freearea dintre taehetii 2 ~i camese adauga~i freeareadintre suprafetele frontale exterioare ale elemente-lor conduse1 ~i3 ~icareasa4 a diferentialului. Deoareeeneeesitadimen-siuni mai mari pentru careasa,neeesarepreluarii fortelor axiale, aeestetipuri de diferentiale se utilizeaza mai rar in eomparatie eu eele eudispunereradiala a taehetilor.

In figw-a 5.40este reprezentataconstruetiaunui diferential autoblo-cabil eu cuplaje de cursa liJbera.Elementul eonducatoral diferentialuluieste careasa1 care are pe suprafata eilindriea interioaracame profilate.Elementele conduse sint rottle 3 ~i 6 de pe arborii planetari. Intre ear-

c

4(5)

Fig. 5.40.Constructiaunui diferentialauto-blocabil cu cuplaje de cursa libera. b

327

casa 1 !ii rotHe3 ~i6 sint montatedoua rinduri de role 2, a~ezate!incite 0 colivie 4 ~i 5. Transmirtereamomentului de la earcasa la rotileplanetare este posibiJa daea in spatiul dintre ele se blocheaza rolele.ReaUzarea acestei condipi de blocare este posibila prin erearea unuispapu de dimensiune variabiolaintre elementele interioare ~i exterioareale ouplajului. Pentru ea funetionareadiiferenpaluluisa fie posibilainambele sensuri de deplasare ale automobilului, spatiul variabil dintreelementeleeuplajelor se realizeazasimetrie fata de dimensiuneamaxima(fig. 5.40, b). Daea intre elementele diferentialului nu exista viteze re-lative, cele doua role se iblocheazain spatiul eu dimensiune mica, iarmomentele transmise celor doi arbori planetari sint egale. Daca rop'lemotoaretrebuie sa se roteascaeu viteze unghiulare diferiJte,rolele aflatein contactcu elementulcondusal rotii inaintatese rostogolesein canalspre spapul eu dimensiune mai mare. In acest fel, transmitereamomen-tului de la carcasa la roata eu turatie mai mare inceteaza.momentultransmi~ndu-seintegral celeilalte roti.

Pentru ca roleleeuplajuluiinaintatsa nu se deplasezein eealaltiimarginea canalului~isase blocheze,coliviilerolelorsint legateintreele in a~afel incit sa se poata limita reciproc deplasareauneia in raportcu cealalta la 0 jumatate din pas'lll p al canalul'lli (fig. 5.40,c). In acestscop, eolivia unui rind de role este prevazuta cu unul sau mai multe~tifturi 7 care intra in orificiile 8 ale coliviei celui de-al doilea rind.

Conditia de blocare a rolelor la transmiterea momentuluise reali-zeaza daca unghiul de angrenare~

cipaleleschemednematice de orga-nizare a diferentialelor interaxialeasimetrice,frecvent utilizate. Dupatipul angrenajului, diferentialelepot fi eu roti dintate conice cu sa-teliti simpli (fig. 5.41,a) sau cu sa-teliti dubli (fig. 5.41,b) ~i cu rotidintatecilindrice (fig. 5.41,c). DacaT2~iT3sint razele de ,rostogolirealerotilor planetare 2 ~i 3, momenteletransmise arborilor 1 ~i 4 pentruanternareapuntilor motoare se re-partizeazaastfel:

M, T2-=-! (5.41)T.

2 3

Daca se alegeconstructiv rapor-tul dintre razele rotilor planetare e- Fig. 5.42.Constructiaunui diferentialgal cu eel al reactiunilor normalela eu proprieHitide blocare asimetrice.puntile motoare, distribuitorul varealiza impartirea momentului motor in parti proportionale cu greuta-1ile aderenteale puntilor.

In cazul deplasarii pe drumuri grele, utilizarea diferentialelor inter-axiale simple determina0 reducerea calitatilor de tractiune ale autovehi-cu1e1or,acestecalitati fiind conditionatede forta de tractiune dezvoltata1apuntea motoarecu aderentamai scazuta.Acest dezavantajpoate fi li-mitat sau chiar eliminat prin utlizarea diferentiale10r autoblocabile.Intrucit diferentiale1einteraxia1e autoblocabile inrautatesc manevrabili-tateaautovehicu1u1ui,este necesarca atunci cind arbore1eplanetar careantreneazapuntea din fata are 0 turatie mai mare ca eel care antreneazapuntea din spate (dep1asarein viraj) coefidentul de blocare sa ia valoriminime, iar dnd turatia arborelui de antrenare a puntii din spate estemai mare dedt cea a arborelui puntH din fata (puntea din fata patineaza)coeficientul de blocare sa ia valori mari. Rezulta ca rationala folosireaunor diferentiale autoblocabile cu proprietati de blocare asimetrice.

Constructia unui diferential autoblocabil cu proprietati de blocareasimetriceeste prezentatain figura 5.42.

2

Filg. 5.43.Transmitereafluxului de putere intre puntile dinspate motoare

329

Fig. 5.44.Tipwiconstructive de diferentiale inleraxiale.

,.

Principiul de functionare 1?iconstructia sint asemanatoarecu celealediferentialuluidin figura 5.30.Deosebireaconstain faptul ca se mon-teazaun ouplaj eu frictiune numai intre carcasadiferentialului 21?idisculde presiune3. Daca W4>W1;(punteadin spate patineaza),momentul defrecaredin euplaj se transmite Ide la roata planetara 4 1a careasa 2,suprapunindu-sepestemomentul primit de carcasa.Cu urmare, cuplajulva fi supusunor forte axiale marite 1?iproprietatile de blocare ale dife-rentialuluise VOl'intensifica. In eazul in care (s)t>W4(deplasarein viraj),momentulde frecare din cuplaj se transmite de la carcasala roata pla-netara4 ~i va reduce momentul transmis de earcasasatelitilor. Ca ur-marea reducerii momentului preluat de sateliti se reduc fortele axialecareactioneazaasupra cuplajului, iar proprietatile de blocare ale dife-rentialuluise mic!?oreaza.

La automobileleeu doua punti motoare in spate (fig. 5.43),pentrutransmitereafluxului de putere intre puntea mijlocie 1 ~i puntea mo-toare din spate2 se utilizeaza diferentiale bloeabilesimetrice. In figu1'a5.44sint prezentatedoua solutii de astfel de diferentiale cu roti conice(fig. 5.44,a) ~i cu roti cilindrice (fig. 5.44,b). Blocarea se realizeaza cumufele1, care prin deplasareaaxiala realizeaza0 legatura rigida intrerotileplanetareale diferentialelor.

5.3.5.Elementedecalculal diferentialului

Ca1cululde rezistenta al diferentialelor cuprinde ealculul rotilorplanetare,ca1cululsatelitilor 1?ial axelor satelitilor.

I Pentrucalcululorganologicestenecesarsa se stabileascape bazafluxuluide puterecarecircula prin elementelediferentialuluimomen-teledecalcuI.In figura 5.45estereprezentataschemafluxului deputeriintr-undiferentialsimetriceu roti dintateconice,cind w'

- puterea:1 - Pi- Iputereatransmisaarooreluiplanetarin avana.Pentru diferentialelecu proprietatide blocaresimetrice(P;=p; =0

=Pt), Ifluxulde puterecarecirculaprin an'grenajelede rop dintateesteegalcu fluxul de putereprimit de carcasade [a transmisiaprincipal!.Deci,momentuldecalculpentrurotiiledin'tateeste.

Mc= (5.42)N

unde Neste numarul satelitilor.Momentul de calcul pentru imbinarea rotilor planetare cu aT80ri1

planetari ~ipentru arborii planetari este:

1\,r P+P, M. i ).:LC =-= M'OD,-, (5..I.'!t\

1 w 1 l+A "'"'1

unde ).,estecoeficientul de blocare al diferentialului.Calculul de dimensionareIii verificare al angrenajelorconice diR di-

ferential se face dupa metodologiadescrisala paragraful pentru rop diIi-tate conice cu danturadreapta.

Calculul axului satelitilor se face sub actiuneafortelor ce actiol'leazAasupra satelitilor (fig. 5.46).

Sub actiunea fortei F=2Ft (Feeste forta tangentialadin angrenajulsatelit-pinion planetar),axul satelitilor estesolicitat la forfecare ~istrlvire.

Eforturile unitare de forfecare ce iau n~tere se calouleazacu relat].al

"t =~ =4MMiC..i.,(5.44)f :n:d' NR..:n:d'

in care: Rmeste raza medie de divizare a pinionului planetar; d - dia-metrulaxului.

Eforturileunitarede strivire dintreaxul satelitului~isatelitse cal-culeazacu relatia:

Fig. 5.46.'Schema de calcuJ adiferen~ialului.

332

_ F MJliCfJli. "5 At:;,)GSI - - II:: ! \ .~dhl N Rmdhl

Strivirea dintre axul satelitului fit~i carcasadiferenp.aluluise verifici cu.relatia:

R..F-Rl MJlie.li. (5.46)

as =-IC: :, dha NRJdhs

DatoritasolicWirilorlacare sint su-puse axele satelitilor,acestease executadin oteluri aliate cu continut redus decarbon(20MoC 12;21TCM 12;13CN 33)saumediu(45C 10;40MC 11;41MaC11)la carese aplicadiferite tratamenteter-mice sau termochirnice.Dupa tratamentduritateatrebuiesa fie pentru materia-lele din prima categorieHRC=57... 65~iHRC=50... 62pentruceledin a dou~categorie.

TIn vederearididirii rezistenteila uzura,uneori axelesa.telitilor~aramescpe toamsuprafataeu un strat de 0,01mm sau se acoperacuunstratdesulfurade'fier.

Pentruevitareagriparii estenecesaraasigurareaunei ungerieorectea axelorsatelitHor.

Pentru m~terialeleutilizate eforturile unitare admisibilesint cu-prinsein limitele:

"taf=50...100 N/mm2;if." T8 40 60 N/ 2ilO'as,= mm ;

O'asz=80...100N/mm2.Sub actiuneaforteloraxialedin angrenareasatelituluieu rotile pla-

netare,suprafatade contactdintre satelit~icarcasadiferentialuluiestesolicitatala strivire.

Eforturileunilj:arede strivire ce aparpe aceastasuprafatase deter-minaeurelatia:

(5.47)

Se recomandaO'as.=lOO. . . 120N/mm2.

CalcululasamblariieueaneluridintrerotHeplanetare~iarboriipla-netarise facedupametodologiaprevazutala ar'boreleambreiajului.

5.4.Arborii planetari

5.4.1.Tipuri constructivedearboriplanetari

Transmitereafluxului de putere al motoruluide la diferentiallarotile motoareale automobiluluise face prin al'boriiplane1ari.Pentruaceasta,arborii planetarisint solidarizatila rotatieatit eu rotile plane-tarealediferentialuluicit ~ioubutuculrotii motoare.

In cazul puntilor motoarela care transmisiaprineipala~idiferen-tialul sint montatede parteanesuspendataa maselorautomobilului,cindpozitia relativa dintre rotilemotoare ~i diferentialul esteinvariabHa,se utilizeazaarboriplanetaririgizi.

In figura 5.47sint repre-zentatetipurile constructivedearboriplanetaririgizi. Prin ca-patul 1, arboriiplanetarisesoli-darizeazalarotatieeurotilepla-netare ale diferentialuluiprinimbinarieanelate(fig. 5.47,a,b,d) sau, mairar,faecorpeomuneuroataplanetara(fig. 5.47,c).

Solidarizarea eu butueulrotii motoarerealizataprin ea-

Fig. 5.47.Tipuri constructi.vede arbori pla-netari rigizi.

333

Tabelul5.9

Tlpul arborllorplanetarlfunetledetlpul puntil saual mecanlslIlululdeghldareal rotllor

Tipul pun~iisau almecanismuluide ghidare

Punte rigida eu ear-terul difereniialului~i transmisieiprin-cipale montatepepartea suspendata

Punte articulata euoseiIaiie independen-ta a roiilor in plantransversal

334

SchemaTipul

arborilorplanetsri

Observa~ii

Obara de oseilatie 2eoaxiala eu arboreleplanetar 1

Obara de oseilaiie 2eu axa de oseilatie00' eoneurentaeuaxa arborelui plane-tar 1 ill eenlruleuplajului

Obara de oseilatie 2eu axa de oseilaiieneeoncurentaeu axaarborelui planetar 1

Doua bare de oscila-tie2~i3