Способы крепления и центрирования колес

Колеса крепятся к ступицам и вращаются на них. Существует два типа ступиц: фланцевые и спицевые.

На легковых автомобилях, грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности и тракторах для дисковых колес применяются фланцевые ступицы (рисунок 2.21). Колесо автомобиля крепится к фланцу ступицы 5, вращающейся на роликовых подшипниках 4 и 6, установленных на цапфе 17 поворотного кулака.

Таблица 2.2 – Соответствие размеров шин размерам профилей ободьев колес

На грузовых автомобилях для бездисковых колес применяются спицевые ступицы (см. рисунок 2.14, поз. 2). В их конструкции пять или шесть спиц выполняют функции дисков колес, а разъемно-разборный обод 3 (рисунок 2.22) устанавливают на конических посадочных поверхностях, выполненных на концах спиц 1. Колесо от поперечных перемещений удерживается прижимами, крепящимися на шпильках 2 к спицам.

Рисунок 2.21 – Фланцевая ступица:

1– колпак ступицы; 2 – гайка; 3 – стопорная шайба; 4 и 6 – подшипники;

5 – ступица; 7 – сальник; 16 – упорная шайба; 17 – цапфа

Рисунок 2.22 – Спицевая ступица:1 – спица; 2 – шпилька крепления прижима; 3 – разъемно-разборный обод

Ступицы колес изготавливают литьем из ковкого чугуна.

Применяются два способа центрирования дисковых колес при креплении на ступицах:

- по коническим и сферическим поверхностям, по которым сопрягаются прижимные части крепежных болтов (или гаек) (рисунок 2.23) и гнезда крепежных отверстий в диске – на всех колесных машинах. Радиус сферы обычно составляет 14…18 мм, а угол конуса – 60…90⁰. При сдвоенных колесах точное центрирование внутреннего колеса не обеспечивается;

- по центральному отверстию в диске (рисунок 2.24) – на грузовых автомобилях и тракторах. При этом обеспечивается точное центрирование как одиночных (рисунок 2.24, а), так и сдвоенных (рисунок 2.24, б) колес колесных машин.

Рисунок 2.23 – Крепежные детали: а и б – с конической прижимной частью; в – со сферической прижимной частью

Внутренний диаметр центрального отверстия и наружный диаметр ступицы имеют размеры с допусками. Зазор между указанными деталями может составлять от 0,2 до 0,6 мм. Крепежные отверстия – цилиндрические, требующие лишь грубой обработки. Их диаметр на 3…4 мм больше диаметра шпильки, что необходимо для предотвращения двойной посадки.

а) б)

Рисунок 2.24 – Центрирование по центральному отверстию одиночных (а) и сдвоенных (б) колес

Преимуществом способа центрирования по центральному отверстию в диске является малое радиальное биение колеса, поэтому такое центрирование применяется также на спортивных легковых автомобилях, а недостатком – коррозия в зоне центрирования как при стальных колесах, так и колесах из легких сплавов.

Центрирование разъемных в продольной плоскости ободов на ступицах (передние и задние внутренние колеса) и прижимах (задние наружные колеса) осуществляется по коническим поверхностям А (см. рисунок 2.13), которые имеют обода в замочной части с внутренней стороны.

Присоединительные размеры для крепления дисковых колес стандартизованы и включают:

Рисунок 2.25 – Параметры дисков: PCD–диаметр расположения крепежных отверстий; ЦО–диаметр центрального отверстия; ЕТ–вылет колеса

- диаметр окружности расположения отверстий под шпильки (или болты) крепления колеса (PCD);

- количество (LZ) и диаметр крепежных отверстий;

- диаметр центрального отверстия под ступицу (DIA);

- вылет колеса (обозначение ET на рисунке 2.25, от немецкого слова Einpresstiefe).

Вылет колеса – расстояние от плоскости симметрии обода до плоскости крепления к фланцу ступицы. Вылет колеса может быть положительным (как показано на рисунке 2.25) и отрицательным.

Формула колеса (рисунок 2.26) (например, PCD 4/100) указывает, что крепежных отверстий – 4, а диаметр окружности расположения их центров – 100 мм.

Параметр PCD должен обязательно соответствовать автомобилю, так как, если диаметр расположения отверстий будет отличаться всего на 2…3 мм, то колесо при качении будет иметь биение. Колеса легковых автомобилей имеют 3…6 отверстий.

Рисунок 2.26 – Формула расчета PCD по расстоянию между центрами отверстий (А)

В таблицах 2.3 и 2.4 приведены основные характеристики колес некоторых легковых автомобилей и значения коэффициентов ширины обода их шин.

Таблица 2.3 – Основные характеристики колес некоторых легковых автомобилей

Анализ данных таблицы 2.4 позволяет определить коэффициент ширины обода (отношение ширины профиля обода колеса к ширине профиля шины, b/В) шин для легковых автомобилей, который составляет 0,69…0,92. При этом на легковые автомобили устанавливаются как низкопрофильные (с посадочным диаметром d от 12 до 17”), так и сверхнизкопрофильные шины (d ≥ 13”).

Таблица 2.4 – Значения ширины обода шин легковых автомобилей

Список литературы

1. Автомобильные шины: Устройство, работа, эксплуатация, ремонт / В.Н. Тарновский, В.А. Гудков, О.Б. Третьяков. – М.: Транспорт, – 1990.

2. Афанасьев Б.А., Даштиев И.З. Проектирование элементов подсистем автомобиля из композиционных материалов: Учеб. пособие / Под ред. Б.А. Афанасьева. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, – 2007.

3. Барский И.Б. Конструирование и расчет тракторов. – М.: Машиностроение, – 1980.

4. Иванов А.М., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и др. Основы конструкции автомобиля. – М.: ООО КЖИ «За рулем», – 2005.

5. Кнороз В.И., Кленников Е.В. Шины и колеса. – М.: Машиностроение, – 1975.

6. Колеса и шины. Краткий справочник. С рекомендациями журнала «За рулем». – М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», – 2000.

7. Лукин П.П., Гаспарянц Г.А., Родионов В.Ф. Конструирование и расчет автомобиля. – М.: Машиностроение, – 1984.

8. Отчет о НИР «Исследование проблем расширения состава унифицированных семейств и улучшения эксплуатационных свойств военной автомобильной техники». ОКР «Буерак». Этап 3. «Исследование направлений улучшения параметров основных эксплуатационных свойств ВАТ». – ФГУП 21 НИИИ МО РФ, Инв.№ 9824, – 2007.

9. Оценка и выбор пневматических шин регулируемого давления для армейских автомобилей / В.Н. Абрамов, М.П. Чистов, И.В. Веселов, А.А. Колтуков; Под ред. В.В. Шипилова. – ФГУП 21 НИИИ МО РФ, – 2006.

10. Проектирование полноприводных колесных машин: В 2 т., Т.2 / Под общ. ред. А.А. Полунгяна. – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, – 2000.

11. Раймпель Й. Шасси автомобиля: Амортизаторы, шины и колеса / Пер. с нем. В.П. Агапова; Под ред. О.Д. Златовратского. – М.: Машиностроение, – 1986.

12. Родичев В.А., Родичева Г.И. Тракторы и автомобили. – М.: Колос, – 1998.

13. Техническое обслуживание автомобилей КрАЗ-255Б, КрАЗ-255В, КрАЗ-256Б, КрАЗ-257 и КрАЗ-258. Инструкция. – М.: Воениздат, – 1973.

14. Шарипов В.М. Конструирование и расчет тракторов. – М.: Машиностроение, – 2004.

15. Янчевский В. Линии жизни протектора // Коммерческий транспорт. 2007, № 2. С.134-136.

ПРИЛОЖЕНИЕ