УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ СТУПИЦЫ ПОДВИЖНОГО КОЛЕСА НА ПОЛУОСИ

Полезная модель относится к легковым автомобилям с ведущими задними, а именно, к полуосям ведущих мостов такого типа автомобилей и может быть использована преимущественно для заднеприводных автомобилей семейства ВАЗ. Наиболее актуально использование заявляемой полуоси для заднеприводных или полно-приводных спортивных легковых автомобилей.
Известно решение разгруженной полуоси с разнесенными нагрузками от колеса и тормозного диска, в которой установлена втулка, принимающая два разнесенных вдоль оси подшипника (см. патент CN №201442486 U, МПК B60B 35/18 (2006), 2010 г.).
Недостатком данного решения является сложность конструкции втулки полуоси, а также выполнение полуоси с фланцем, выполненным зацело с телом полуоси.
Известны конструкции полуосей для легковых автомобилей, которые относятся к полуразгруженным типам полуосей. Существует несколько типичных конструкций полуосей:
- выполненные с конусной шлицевой частью, принимающей колесо,
- или выполненные зацело с фланцем.
В зависимости от типа конструкции полуоси, колесо может крепиться к полуоси двумя основными способами: креплением к фланцу или с помощью ступицы, насаживаемой на конус и шпонки (см. http://raritetavto.ru/page,2,28-poluosi.html, а также см. Вершигора В.А., Игнатова А.П., Зельцер В.И., Пятков К.Б., «Автомобили ВАЗ» // М., Транспорт, 1976 г., стр.177-179).
Известные решения имеют общий недостаток - высокую трудоемкость изготовления, особенно в условиях мелкосерийного производства.
При этом полуось с фланцем может быть изготовлена только из определенного типа стали, поддающейся ковке, что оказывает влияние на несущую способность полуоси. Кроме того, при выходе из строя (поломке в любом месте полуоси), такая полуось должна быть заменена полностью, что значительно увеличивает расходы на обслуживание автомобиля.
Известно устройство крепления ступицы подвижного колеса на полуоси, содержащее жестко закрепленную на полуоси втулку с фланцем, состоящую из двух частей, наружные поверхности которых выполнены коническими. Втулка взаимодействует указанными коническими поверхностями с внутренней конической поверхностью смонтированной на ней ступицы (см. патент США №2726106, МПК B60B 35/10, 1955 г.)
Недостатком данного решения является высокая трудоемкость изготовления втулки и ступицы, взаимодействующими между собой по коническим поверхностям, которые должны строго соответствовать друг другу во избежание биений колеса. Кроме того, недостатком данного решения является и трудоемкость разборки соединения втулка - ступица во время ремонта.
Известно устройство крепления ступицы подвижного колеса на полуоси, содержащее жестко закрепленную на полуоси втулку с фланцем, состоящую из двух частей, наружные поверхности которых выполнены коническими. Втулка взаимодействует указанными коническими поверхностями с внутренней конической поверхностью смонтированной на ней ступицы. В данном устройстве конические поверхности втулки и ступицы расположены эксцентрично относительно геометрической оси полуоси (см. а.с. СССР №976143, МПК 3 B60B 35/10, 1982 г.). Данное решение принято за прототип.
Данному решению присущи те же недостатки, что и предыдущему. Кроме того, в данном случае, полуось воспринимает все крутящие и изгибающие нагрузки, которые передаются от колеса через втулку и ступицу.
Задача, решаемая полезной моделью - исключение недостатков, присущих прототипу - повышение несущей способности и долговечности за счет разгрузки полуоси, упрощение технологии изготовления и сборки.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве крепления ступицы подвижного колеса на полуоси, содержащем втулку с фланцем, ступицу, в соответствии с полезной моделью, устройство снабжено муфтой, установленной на цилиндрические шлицы, выполненные на свободном конце полуоси и соединенной со ступицей, во внутреннем отверстии последней жестко установлен двухрядный подшипник, внутреннее кольцо которого посажено на втулку полуоси, установленную с возможностью свободного вращения полуоси внутри втулки.
Во внутреннем отверстии втулки со стороны фланца установлен сальник полуоси.
Со стороны свободного торца втулки подшипник зафиксирован гайкой.
Муфта соединена со ступицей посредством винтов.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в повышении несущей способности, повышении долговечности за счет разгрузки полуоси, упрощении технологии изготовления и повышении ремонтопригодности.
За счет наличия муфты полуоси, установленной на цилиндрические шлицы, выполненные на свободном конце полуоси и соединенной со ступицей, посаженной на втулку полуоси через двухрядный подшипник, причем втулка полуоси установлена с возможностью свободного вращения полуоси внутри втулки, обеспечивается повышение несущей способности и долговечности за счет разгрузки полуоси, упрощение технологии изготовления и сборки.
Передача вращения от полуоси на ступицу (далее на колесо) осуществляется за счет соединения муфты со ступицей. Обратная передача усилий от колеса идет через ступицу, посаженную на двухрядный подшипник на втулку полуоси, что позволяет разгрузить полуось от негативного влияния усилий, передаваемых от колеса. Поскольку втулка установлена с возможностью свободного вращения в ней полуоси, усилия, приходящие от ступицы на втулку не будут передаваться полуоси. Такая конструкция позволит повысить долговечность полуоси и упростить вместе с тем технологию изготовления отдельных элементов узла и его сборки. Кроме того, поскольку полуось разгружена от влияния негативных сил, передаваемых колесом от дороги, повышается несущая способность узла.
Простота конструкции отдельных деталей не требует использования дорогой технологической оснастки как при изготовлении, так и при сборке узла.
Фиг.1 - узел крепления ступицы подвижного колеса на полуоси,
Устройство крепления ступицы подвижного колеса (условно не показано) на полуоси 1 содержит втулку 2 с фланцем 3. Втулка 2 полуоси 1 установлена с возможностью свободного вращения полуоси 1 внутри втулки. При этом фланец 3 втулки 2 обращен в сторону кожуха 4 полуоси и соединен с последним при помощи крепежных элементов.
Устройство снабжено муфтой 5, установленной на цилиндрические шлицы 6, выполненные на свободном конце полуоси 1. Муфта 5 соединена со ступицей 7 с помощью винтов 8. Во внутреннее отверстие 9 ступицы 7 запрессован двухрядный подшипник 10, внутреннее кольцо 11 которого посажено на наружном диаметре втулки 2. Со стороны свободного торца втулки 2 подшипник 10 зафиксирован гайкой 12.
Во внутреннем отверстии 13 втулки 2 со стороны фланца 3 установлен сальник 14 полуоси.
Сборка устройства осуществляется следующим образом.
Через шлицевую часть 6 полуоси 1 устанавливают уплотнительное кольцо (условно не показано). Муфту 5 одевают на шлицы 6 полуоси 1 до упора с уплотнительным кольцом. Затем фиксируют муфту 5 на полуоси 1 стопорным кольцом через пружинную шайбу (условно не показаны).
Через оправки запрессовывают двухрядный подшипник 10 в ступицу и фиксируют его стопорным кольцом 15. Далее в ступицу 7 запрессовывают шпильки крепления колес (условно не показаны).
Во внутреннее отверстие 13 втулки 2 запрессовывают через оправку сальник 14 полуоси 1, сориентировав его рабочей кромкой наружу.
Втулку 2 вставляют в посадочное отверстие 16 кожуха 4 полуоси (балки заднего моста), направляя и совмещая отверстия крепления на фланце 3 с отверстиями на кожухе 4. Затем закрепляют втулку на кожухе 4 с помощью крепежных элементов.
Ступицу 7 надевают на втулку 2 и закрепляют подшипник 10 гайкой 12..
Полуось 1 вставляют во внутреннее отверстие 13 втулки 2 до прохода через сальник, соосно направляют полуось и проталкивают ее вдоль кожуха 4 (вдоль балки заднего моста) до совмещения шлицевой части 17 полуоси 1 с полуосевой шестерней (условно не показана). Далее проталкивают полуось 1 и муфту 5 по посадочным диаметрам, одновременно ориентируют отверстия 18 крепления муфты с отверстиями в ступице 7 и закрепляют муфту с помощью винтов 8.
По сравнению с известными устройствами (с прототипом, а также с устройством крепления колес заднего ведущего моста заднеприводных автомобилей семейства ВАЗ) заявляемая полезная модель имеет следующие преимущества:
1. Повышение воспринимаемой нагрузки от крутящего момента (Мкр) приводных полуосей за счет увеличенной размерности шлицевых соединений (за счет возможности увеличения диаметра полуоси).
2. Повышение воспринимаемой нагрузки крутящим моментом за счет применения стали приводной полуоси с увеличенными физико-механическими свойствами и применения особых режимов термической обработки, т.к. полуось выполнена без фланца.
3. Применение двухрядного шарикоподшипника повышает прочность и грузоподъемность конструкции, повышает долговечность ступичного узла.
4. Соосное положение подшипника и колеса автомобиля исключает изгибной момент от воспринимаемой нагрузки, которая возникает от веса автомобиля.
5. При поломке (скручивании) приводной полуоси автомобиль не теряет способность к самостоятельному движению.
6. Использование трех ступенчатой гидроизоляции полости заднего моста за счет уплотнительного кольца, сальника приводного вала и штатных сальников в двухрядном подшипнике.
7. Простота конструкции отдельных деталей не требует использования дорогой технологической оснастки.
Заявляемое устройство крепления ступицы подвижного колеса может быть изготовлено как в заводских условиях массового производства, так и мелкими сериями, используя существующие технологии и известное оборудование.