Компоновка планетарного колёсного редуктора МАЗ-509

[NoxFelix 21]

Здравствуйте !

 

Уважаемые форумчане,

просьба помочь советом в проектировании и построении 3D модели сборки

модернизированной планетарной бортовой передачи на основе серийной МАЗ-509 ( снят с производства ) . 

 

 Это не "курсовая", а , возможно, практически полезный проект колесного редуктора для широкого круга ТС,  включая  с/х , строительную и садовую технику.

 

 Цель работы :

 

   Используя стандартные шестерни редуктора-донора , и , по мере возможности, его же стандартные  детали - 

   изменить направление вращения выходного звена ( ступицы ) и увеличить передаточное отношение редуктора на 1 

 

  с       N₁= --  S/A  ,  на      N₂ = 1+S/A  ,      где S - число зубьев солнечной шестерни,  

                                                                           A - число зубьев кольцевой ( коронной ) шестерни .

 

  Для этого коронная шестерня делается неподвижным звеном, а водило освобождается и делается ведомым звеном.

 

   В результате проектирования могут  появиться "дополнительные" детали :

    цапфа, ступица, держатель коронной шестерни, крышка водила....    

 Но , как всегда, чем их меньше появится , тем лучше..  

 

   Исходные данные по картинкам ( чертежей , к сожалению, не имеется - размеры есть только подшипников, полуоси,

и шлицевых соединений ) :

 

   Мост МАЗ-500 :

 

  

 

 

 

 

 

   

  Колесный редуктор : 

 

 

 

 

 

  Статья про мост ( Устройство,  материалы, технологии обработки, ТУ )

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Кинематическая схема работы планетарного колесного редуктора МАЗ-500  - водило зафиксировано неподвижно , ведомое звено - коронная шестерня . ( в "оригинале" - 3 сателлита,  а не 4 , как на схеме )

 

 

   

 

   Эту схему и требуется поменять ...        

    

Заранее извиняюсь за плохое владение CAD-ами , поэтому эскизы в Paint  - 

 первое, что придумалось - классическое,

внешнее ( по отношению к ступице ) расположение редуктора :

 

 

 

 

 

 

 

   Но, встречается ( правда реже )  и внутреннее ( по отношению к ступице ) расположение редуктора - там привод через вал, а не через крышку водила...

   Вот и  стало интересно, в каком из вариантов  будет меньше деталей, вЕса, трудоёмкости...... 

 

Заранее благодарен !

Изменено 6 января 2016 пользователем NoxFelix

[ДУЧ 14]

Добрый день!

Попробуйте вариант "через вал". В текущем варианте нет ясности с заплечиками подшипника 27 и соединение ступицы с обновленной крышкой водила смутно представляется.

[NoxFelix 21]

Добрый день!

Попробуйте вариант "через вал". В текущем варианте нет ясности с заплечиками подшипника 27 и соединение ступицы с обновленной крышкой водила смутно представляется.

 

   Спасибо , попробую ,  к вечеру нарисовать второй вариант  ...

 

  По поводу соединения крышки водила со ступицей с внешним расположением  - оно стандартное фланцевое, для таких редукторов...

 

  На новых МАЗах , например, такие крышки :

 

  

http://www.mazrezerv.ru/price/get_foto?url=9894_4.jpg

  

 

http://www.mazrezerv.ru/price/get_foto?url=9894_3.jpg

 

А ступицу, всё равно, новую точить придётся, ИМХО...  

 

Думаю, и подшипники можно варьировать - благо они станлартные и недорогие изделия...

 

  Классическая схема, внешнее расположение, МАЗ :

 

http://www.autoopt.ru/auto/catalog/main/maz/maz-5434/73/

 

 

 

 

 

 

 А вот, Т-150К :

 

   

 

 

      С подшипниками - полная гармония...

 

[ДУЧ 14]

Наверное, я поторопился...

В предлагаемой Вами сборке для держателя коронной шестерни в месте посадки роликового радиального, а в перспективе роликового радиально-упорного, подшипника не предусмотрен заплечик, что может увеличить трудоемкость модернизации. Меня эти самые заплечики часто вгоняли в ступор при казалось готовой документации.

Болты №17 в Вашем варианте сначала соединяют водило со ступицей, а потом вся эта сборка монтируется в планетарку, так? Тяжело попадать втемную сателлитами... Или я не правильно понял?

Скажите, пожалуйста, числа зубьев колес и расстояние между осями сателлитов на водиле, хочу просчитать геометрию. А если еще диаметры наружные и ширины зубчатых венцов скажете, то и смоделирую.

[ДУЧ 14]

Кстати, обратите внимание, что в приведенных вариантах переднего моста МАЗ и Т-150К в наличие плавающий венец (коронная шестерня)!

[NoxFelix 21]

Наверное, я поторопился...

В предлагаемой Вами сборке для держателя коронной шестерни в месте посадки роликового радиального, а в перспективе роликового радиально-упорного, подшипника не предусмотрен заплечик, что может увеличить трудоемкость модернизации. Меня эти самые заплечики часто вгоняли в ступор при казалось готовой документации.

Болты №17 в Вашем варианте сначала соединяют водило со ступицей, а потом вся эта сборка монтируется в планетарку, так? Тяжело попадать втемную сателлитами... Или я не правильно понял?

Скажите, пожалуйста, числа зубьев колес и расстояние между осями сателлитов на водиле, хочу просчитать геометрию. А если еще диаметры наружные и ширины зубчатых венцов скажете, то и смоделирую.

   

    Всё так.  Ступицу все равно - новую надо сочинять.

 

   Попадают ведь как-то сателлиты при сборке на ВСЕХ сплошных крышках  ступичных планетарных передач :

   

     

 

 

 

Вот пример пошаговой разборки такой планетарной бортовой передачи с цельнолитой крышкой-корпусом водила :

 

 http://www.pirate4x4.com/forum/7891887-post30.html

 

 

   

    Размеры -  см. первое сообщение - там подробно об имеющихся размерах :

 имеются только подшипники , полуось и шлицы кожуха моста / водила ... Остальное позже можно только штангелем измерить,

 на глазок , и это будет неофициальный размер...

  Или же по сборочному чертежу масштабировать, что тоже - "весьма приблизитнльно"...

  Чертежи бы где-нибудь достать  на этот древний мост..     Была б тогда бОльшая польза от этой работы.

   

 

     расстояние между осями сателлитов на водиле НЕИЗВЕСТНО.

 

   Подшипники :  http://www.autoopt.ru/auto/catalog/truck/maz/maz-5335/153/

 

    Внешний   http://www.podshypnik.info/index.php?zid=bearing_info&standart=gost8328&bearing=2224

 

    Внутренний двухрядный  http://www.avtoall.ru/podshipnik_stupicy_maz_500_zadneiy-078898/

 

  

    Шестерни для двух модификаций ПЧ  :

 

       Коронная    z=59      ( z=58 )

 

       Сателлит   z=20       ( z=19 )

 

       Ведущая    z= 19      ( z=20 )

 

      Интересует , конечно , ПЧ самое большое ~ 3,1 ( 59/19 ) , которое переведём потом в 4,1

 

  

 

 Ведущая ( солнечная ) 19 зуб.:

 

  

 

 

  Сателлит 20 зуб.

 

 

  

    

 

   Коронная 59 зуб. :

 

   

 

   

   № деталей можно уточнить в каталоге :  http://www.autoopt.ru/auto/catalog/truck/maz/maz-5335/126/

 

 

 

  ДУЧ , если  Вам приходилось ранее рассматривать двухступенчатые планетарные мосты , то Вы легко увидите,

что планируемая "внешняя"  компоновка  - это традиционная, уже давно ставшая стандартной ,  

для всех производителей планетарных колесных редукторов  ( DANA, ZF , Carraro , RABA , МТЗ , и т.п. ).

   Именно в таком виде они предлагаются сторонним производителям колесной техники.

 

 Гораздо реже встречается  "внутренняя" компоновка и привод через вал...

  Примером мржет служить мост мтз-92 :

 

  Но, на то он и коллективный разум   - чтобы выбрать, что именно будет логичнее и рациональнее применительно к

исходному материалу. 

 

    

[NoxFelix 21]

Кстати, обратите внимание, что в приведенных вариантах переднего моста МАЗ и Т-150К в наличие плавающий венец (коронная шестерня)!

 

Это позволяет  коронной шестерне лучше "находить" сателлиты под нагрузкой ? 

 

 В некоторых моделях погрузчиков ( древнем Балканкаре , например ) - коронная шестерня "плавать" может только на шлицах цапфы, что вряд ли возможно -  подбно водилу МАЗ - 509 ...

 

  

 

 

  

 

  Как поступить с этой особенностью ?

[ДУЧ 14]

Планетарные редукторы доводилось на горной технике изучать, соответственно есть опыт проектирования и сборки, знание нюансов изготовления. Собирать из ремфонда новые изделия тоже доводилось, но удовольствия было в этом мало.

Чертежи может у старых "мазистов" есть, или спецремонтных предприятий "совка" (в нашей отрасли они назывались рудоремзаводы). Но это лирика...

Штангельные замеры - это лучше, чем ничего. Потом можно расчетом размерных цепей выгладить.

Про плавание... Как правило, есть отклонения в изготовлении межосевого расстояния водила, радиальное биение венцов сателлитов и т.д. Поэтому делают плавающие(самоцентрирующиеся) солнечное и коронное колеса при неподвижном радиально водиле, плавающее водило при фиксированных солнечном и коронном колесах... Я это к вопросу трудоемкости проектирования и изготовления.

Сборку делать втемную можно, но сложно, приспособы городить и риски наносить...

 

 

С Рождеством православным!

Как быть?

Зазор в шлицах чуть больше делать, длина общей нормали(толщина зуба по хорде) чуть меньше... и все. Шлицы выполнять зубодолбежкой.

[NoxFelix 21]

С Рождеством православным!

Как быть?

Зазор в шлицах чуть больше делать, длина общей нормали(толщина зуба по хорде) чуть меньше... и все. Шлицы выполнять зубодолбежкой.

 

 Спасибо, и Вас с Рождеством !

 

 

 Т.е. шлицевое соединение "кожух полуоси - водило" на МАЗ-509 может вполне сгодиться по своим параметрам  для "плавающего" держателя коронной шестерни, если делать его цельным с зубчатым венцом ? 

 

  Понемногу собирать размеры будем. Подшипниковые диаметры выложил выше, в сообщении.

  Можно ли сделать 3D модель параметрической - чтобы   потом размеры скорректировать без ущерба для общей геометрии ? 

[NoxFelix 21]

 А как быть со ступичным подшипником , ограничивающим взаимное радиальное "плавание"  водила и коронной шестерни в оригинальном МАЗ-509 ? 

Он ведь посажен на шейку водила, а не на кожух полуоси моста... ( да и у Балканкара так же сделано )  ...

 

Размеры номинальные и ремонтные :

 

   Полуось 

 

Кожух полуоси, 24 шлица

 

Ступица задняя

 

 Пока это всё, что удалось найти из официального ...

[ДУЧ 14]

Ответ простой: высокая точность изготовления, может быть селективная сборка. Но это плохо в отношении ремонтопригодности конструкции. В более поздних вариантах от этого стараются уходить.

Вы на СТО "мазовские" по поводу чертежей обращались?

Если нужна конфеденциальность, пишите на почту itc.burg@mail.ru.

[NoxFelix 21]

Нет, не обращался . Полагаю, никто мне их не выделит, даже если таковые имеются.

 МАЗ-500 уже не встретишь в центральном регионе... 

 

 По поводу селективной сборки - похоже , что так...

 В статье , указанной в первом сообщении темы ,  http://bibliotekar.ru/spravochnik-56/18.htm

 написано про совместную обработку 2-х чашек водила. Они не взаимозаменяемы....

 или же там просто допуск на межосевое расстояние позволяет такие "плавания" ?

 

 Прилагаю схему (в общих чертах)  "внутреннего" расположения редуктора и привода вых. звена пустотелым валом .

  Извиняюсь за нарушение штриховки - картинка сугубо схематичная...

 

 Вопрос : в какой из схем намечается больше деталей и трудоёмкости ( внешней - с крышкой-водилом,  или внутренней, с валом)  ?

 

 

 

 

   P.S. :

  Надо отметить, что ступично-редукторный узел сочетает в себе 2 вида нагрузок, в отличие от обычного редуктора :

  Трансмиссионные + нагрузки от Массы и скорости  ТС ...

  Т.е. мы имеем "2 механизма в одном узле" , объединённых общими  подшипниками....

 

  Эта  схема ( с валом ) подразумевает излишнее нагружение редуктора от массы ТС, возможно, имеет смысл разделить нагрузки , добавив  отдельные подшипники для ступицы и отдельные - для водила, например...

  Но это сильно усложняет конструкцию - не хотелось бы отступать от "классики", где редуктор находится с внешней стороны колеса и не испытывает доп. нагрузки.. Или я ошибаюсь ?

 

[ДУЧ 14]

Первый вариант наименее затратен, второй или не продуман, или не вариант.

У меня авария: в мышке сдохла батарейка - чертить не могу.

 

Скажите, потребность в этой модернизации есть, спрос, реализация будет? Или большой объем ремфонда в наличии?

 

[NoxFelix 21]

Первый вариант наименее затратен, второй или не продуман, или не вариант.

У меня авария: в мышке сдохла батарейка - чертить не могу.

 

Скажите, потребность в этой модернизации есть, спрос, реализация будет? Или большой объем ремфонда в наличии?

 

  

   1)

   Хотелось бы более обоснованного сравнения. С " + " ми  и  "- "ми...  

  Почему вторая схема - "..не вариант" или не продумана ? 

   Интересно обсудить оба варианта...

 

 

   2)

          Потребность  в мостах и редукторах, как таковых ,безусловно  есть всегда, и, как всегда  - вопрос  упирается в "цена/качество" .

    Предложений на рынке - море.  И новых и Б/У. На любой вкус и кошелёк.

 

    Поэтому, пока не просчитывал коммерческие перспективы проекта -  интересует больше инженерная сторона задачи  . 

 

    Просто  "подходящее"  получается ПЧ при удачном "типоразмере" - не очень большой  и  достаточно крепкий  редуктор .

 

    Цель модернизации - не столько конечное изделие ( которое всегда лучше "с чистого листа")  ,

 сколько - метод, технология доработки уже имеющихся в наличии или эксплуатации  редукторов .

 

     Ремфонд где-то еще остается,  но ...  уменьшается быстро  

 

 Спасибо !

[lobzik 395]

Попытки использовать старые детали в столь радикально разных узлах редко когда приводили к удачным конструкциям. Недостатки не устраняются, а преимущества реализовать трудно.

Экономия копеечная. Оправдывает себя лишь при изготовлении демонстраторов и первых прототипов. Только ради сокращения времени

Взять конструкцию за базу и сделать новый узел - правильная стратегия.

Изменено 8 января 2016 пользователем lobzik

[ДУЧ 14]

В варианте №2 водило сидит на одном подшипнике, да и браться за модернизацию полуосей я бы не рискнул - похожи на торсионные валы.

[lobzik 395]

Дам небольшую наколку:

Щалещайте в базу патентов, набираете zf и achsgetriebe (например) и смотрите дату. Если прошло 20 лет - выбирайте компоновку внаглую никого не стесняясь.

Ну или даже из любой книги, если первое издание 20 лет.

Это срок, по которому любой патент в Германии теряет силу.

[NoxFelix 21]

В варианте №2 водило сидит на одном подшипнике, да и браться за модернизацию полуосей я бы не рискнул - похожи на торсионные валы.

  

  А в "оригинале" - разве водило на 2-х подшипниках ?  Тоже на одном.

 Связь между  ступичными подшипниками - через шлицы на кожухе,  с одной стороны, и жесткая, через ступицу, с другой. 

 

  О какой  модернизации полуосей   идет речь во второй схеме ?  

  Там жесткий пустотелый шлицевой вал из обрезков кожуха полуосей.... На него одеты с двух сторон ступица и водило .

Стягивается гайками для регулировки натяга ступичных конических подшипников...

  Полуось стандартная остаётся - колея компенсируется  вылетом колёсного диска, например...

 

 Просто на схеме я этот вал "разорвал", а надо было целиком заштриховать  - может быть, поэтому кажется, что он "на одном подшипнике висит"     

 Извиняюсь за неточность..

 

      В этом проекте , всё что "ДО" ведущей шестерни ,   не рассматривается.

 Только сам редуктор, как отдельный механизм и его предполагаемое крепление ( фланец или цапфа - зависит от схемы ) ...

 

    Сравнивая две схемы - Т.к. шестерни и подшипники одни и те же - то отличия видятся в креплении и в выходном звене. 

 

    В схеме "внешней" - проще  выходное звено , но сложнее крепление - нужна оригинальная цапфа, чтобы "приболтиться" к мосту,

и дополнительная сложная деталь  "держатель коронной шестерни", которую ещё надо снаружи "обойти" крышкой водила -

растет наружный диаметр сборки... Нужна новая ступица ( согласованная по размерам с крышкой водила).

    В схеме "внутренней" - нет держателя коронной шестерни - она сама и является присоединительным фланцем ( к мосту ) .

Однако , присутствует дополнительный вал, ступица , корпус подшипников (цапфа)...

     

     В общем, склоняюсь тоже к классической ( внешней) компоновке , но,  выигрыш пока  не очевиден... 

[ДУЧ 14]

Сравните приблизительные габариты новых деталей - диаметр и длину, все сразу станет ясно. Получить эффект можно при незначительной трудоемкости и материалоемкости. А остальное при детальной проработке с размерами.

[NoxFelix 21]

Сравните приблизительные габариты новых деталей - диаметр и длину, все сразу станет ясно. Получить эффект можно при незначительной трудоемкости и материалоемкости. А остальное при детальной проработке с размерами.

  

 Весьма кривые размеры, но всё же