2.2 Характеристика основных материалов применяемых в конструкции изделия

Материалы, используемые в конструкции изделия, приведены в таблице:

Деталь	Материал детали
корпус, крышка	ВЧ50
шестерня полуосевая	сталь 25ХГТ
крестовина, болт	сталь 45
сателлит	сталь 65 (+бронзовая втулка)
шайба сателлита	сталь К270
шайба опорная	бронза

Сделаем упор на материал рассматриваемой детали (корпуса) – ВЧ50 – высокопрочный чугун 50.

Особенностью высокопрочного чугуна является шаровидная форма включений графита, относительно равномерно рассредоточенного в структуре. Такие образования графита в наименьшей степени ослабляют сечение отливки, придавая ей высокую прочность. Шаровидную форму графит приобретает в результате обработки расплава чугуна такими модификаторами, как магний, церий и др.

Высокопрочный чугун имеет перлитную, перлитно-ферритную, ферритную и другие структуры, придающие ему различные свойства. Так, перлитная структура чугуна обладает высокими показателями предела прочности при растяжении, но сравнительно низкими по удлинению; ферритная структура чугуна имеет высокие показатели относительного удлинения и несколько пониженные по пределу прочности при растяжении.

Повышенные механические свойства чугуна с шаровидным графитом позволяют использовать его для изготовления изделий ответственного назначения: рабочих деталей насосов высокого давления, деталей турбин, работающих в условиях ударных и знакопеременных нагрузок, клапанов, шатунов, прокатных валков и др. Температура плавления высокопрочного чугуна-1150- 1200° С.

Химический состав

Содержание кремния (Si), %	Содержание марганца (Mn), %	Содержание хрома (Cr), %	Содержание серы (S), %	Содержание фосфора (P), %
от 0.8 до 2.9	от 0.3 до 0.7	до 0.15	до 0.02	до 0.1

Физико-механические свойства

Состояние	Относительное сужение, %	Относительное удлинение после разрыва, %	Предел текучести, МПа	Твердость по Бринеллю, HB	Предел прочности (Временное сопротивление), МПа	Предел прочности при сжатии, МПа	Предел выносливости при растяжении, МПа	Предел выносливости при кручении, МПа
растяжение	5	7	320	-	500	-	-	-
	-	-	1120	220	-	500	240	192

Физические свойства

Состояние	Модуль упругости нормальный, ГПа	Модуль сдвига, ГПа	Плотность, кг/м3	Температурный коэффициент линейного расширения, 10-6·°С-1	Коэффициент Пуассона	Теплопроводность, Вт/(м·K)
	170	70	7200	13	0,25	47
литье	-	-	-	13	-	-

Технологические свойства

Свариваемость

не применяется для сварных конструкций

2.3 Назначение и технологический анализ детали (изделия)

При повороте колесного трактора его колеса катятся по концентрическим траекториям и проходят разные пути: внутреннее (по отношению к центру поворота) колесо проходит меньший путь, а наружное — больший. Поэтому и частота вращения колес должна быть различной — внешнего больше, чем внутреннего. Чем круче поворот и больше ширина колеи, тем больше разность частот вращения колес.

Поэтому в ведущих мостах тракторов устанавливают дифференциал, который предназначен для увеличения частоты вращения одного колеса за счет равного уменьшения частоты вращения другого колеса.

Дифференциал представляет собой механизм, в котором мощность, подведенная от центральной передачи, разделяется на два потока: к правому и левому колесам; механизм дает возможность ведущим колесам трактора вращаться с разной скоростью, что необходимо на поворотах, когда колеса проходят различный путь.

Дифференциалы предназначены для рационального распределения крутящих моментов между ведущими колесами и ведущими мостами трактора путем создания между ними дифференциальных кинематических и силовых связей, обеспечивающих снижение потерь на буксование движителя и исключение циркуляции паразитной мощности в трансмиссии.

Объективные условия движения колесного трактора предопределяют неравные угловые скорости его ведущих колес, обусловленные неодинаковыми путями, проходимыми колесами при движении трактора на повороте и по неровностям опорной поверхности, некоторой разностью радиусов качения колес из-за допусков на изготовление шин и различной степени износа их протектора, несоблюдением соответствия между давлением воздуха в шинах и нормальной нагрузкой на колеса, а также другими причинами.

Неравенство угловых скоростей ведущих колес обеспечивается применением меж колёсных и межосевых дифференциалов.

При блокированном приводе угловые скорости ведущих колес находятся в заданном соотношении и при одинаковых размерах колес они равны между собой. Поэтому в реальных условиях движения при блокированном приводе происходит рассогласование между окружной скоростью отдельных колес и проходимой ими длиной пути, вследствие чего в контакте колес с опорной поверхностью возникают касательные силы и соответствующие им деформации шин. При этом на ведущие колеса и привод действуют большие нагрузки, что отрицательно влияет на их работоспособность и на экономичность трактора. Поэтому в механических трансмиссиях применяют дифференциалы в приводе ведущих мостов и колес.

В качестве межосевых и меж колёсных дифференциалов наибольшее распространение в трансмиссиях тракторов получили зубчатые, трехзвенные дифференциальные механизмы, схемы которых приведены в таблице.

Схемы трехзвенных дифференциальных трансформаторов, используемых в планетарных коробках передач.