- •Исследование технико-эксплуатационных характеристик автомобилей
- •190702 – Организация и безопасность движения и
- •190701 – Организация перевозок и управление на
- •Содержание
- •1 Общие положения
- •1.1 Цель и задачи курсового проектирования
- •1.2 Задание на курсовой проект
- •1.3 Содержание и оформление курсового проекта
- •Раздел 1 Тяговый расчет.
- •2 Нормативные ссылки
- •3 Расчетная часть
- •3.1 Тяговый расчет
- •3.2 Расчет сцепления
- •3.2.1 Расчет основных элементов сцепления
- •3. Ступенчатые коробки передач
- •3.1. Вопросы, решаемые в ходе выполнения курсового проекта
- •3.2. Методические указания и общие сведения
- •3.3. Определение межосевого расстояния
- •III - косозубая передача; IV - гипоидная передача; б - внешних;
- •1 И 2 - соответственно грузовых и легковых автомобилей с
- •3.4. Определение модуля зубчатых колес
- •3.5. Геометрический расчет зубчатых колес
- •Формулы для определения геометрических размеров зубчатых колес
- •3.7. Расчет зубчатых колес на прочность
- •3.8. Расчет валов коробки передач
- •3.9. Выбор и расчет подшипников коробки передач
- •3.10. Расчет синхронизаторов коробки передач
- •; , Где - частота вращения вала при максимальной мощности.
- •4. Карданные передачи
- •5.Раздаточные коробки
- •5.1. Вопросы, решаемые в ходе выполнения курсового проекта
- •5.2. Назначение, требования к конструкции и классификация
- •5.3. Методические указания и справочные данные
- •6. Ведущие мосты
- •6.1. Вопросы, решаемые в ходе выполнения курсового проекта
- •6.2. Назначение, требования, предъявляемые к конструкции и
- •6.3. Методические указания и справочные данные
- •6.4. Расчет главной передачи
- •6.5. Расчет дифференциала
- •6.6. Расчет полуосей
- •6.7. Расчет балки моста
- •7 Расчет и конструирование подвесок автомобилей
- •Список литературы
- •Гоу впо Кубанский государственный технологический университет
- •Пояснительная записка
6.5. Расчет дифференциала
При выполнении курсового проекта необходимо определить:
модуль шестерен дифференциала;
давление на ось сателлитов в сателлите;
давление на ось сателлитов в коробке дифференциала;
давление по торцу сателлитов;
давление по торцу полуосевых шестерен.
Средний модуль зубчатых колес дифференциала определяют по максимальному моменту с учетом того, что каждый сателлит передает нагрузку через два зуба
,
где q – число сателлитов; – число зубьев сателлита; ; - определяют как при расчете шестерен коробки передач.
Давление на ось сателлита в самом сателлите
.
Давление на ось сателлита в коробке дифференциала
.
Давление по торцу сателлитов
.
Давление по торцу полуосевых шестерен
,
где r –радиус средней точки зуба сателлита; d- диаметр оси сателлита; -радиус средней точки оси сателлита в коробке дифференциала; - диаметр торцевой опорной поверхности сателлита; и - меньший и больший диаметры контактных поверхностей полуосевой шестерни с корпусом дифференциала.
Допустимые давления - составляют 70 МПа.
В процессе дипломного проектирования необходимо также проанализировать влияние конкретного дифференциала на топливную экономичность, тяговые свойства, проходимость и управляемость автомобиля.
6.6. Расчет полуосей
Расчетные схемы нагружения полуразгруженной и полностью разгруженной полуосей, как наиболее часто встречающихся, показаны на рис. 6.2.
На рис 6.2 изображены следующие силовые факторы, воздействующие на ведущее колесо: крутящий момент от тяговой или от тормозной силы; вызванная этим моментом тяговая или тормозная сила при торможении центральным тормозом; боковая сила , возникающая при поворотах или заносах: нормальная реакция . Совместное действие максимальной продольной или поперечной сил исключается вследствие ограниченного значения силы сцепления колеса с дорогой.
В общем случае при расчете полуосей рассматривают три характерных режима нагружения:
а) максимальная тяга или торможение;
б) занос автомобиля
в) переезд через препятствие.
Полностью загруженные полуоси следует рассчитывать только для первого нагрузочного режима, так как только данный режим характеризуется воздействием крутящего момента.
Аналитические выражения для расчета сил и реакций, воздействующих на ведущее колесо при указанных режимах нагружения, приведены в табл.6.2.
Таблица 6.2
Аналитические выражения для расчета сил и реакций, воздействующих на ведущее колесо
Сила, реакция |
Максимальная тяга или торможение |
Занос автомобиля |
Переезд через препятствие |
(по двигателю) |
- |
- | |
(по сцеплению) |
- |
- | |
|
- |
- | |
|
- |
- | |
|
* При расчете используется один из коэффициентов или , характеризующих перераспределение нормальных реакций соответственно от силы тяги или от торможения.
** Знак “+” относится к полуоси внутреннего колеса по отношению направления заноса, знак “-” – к полуоси наружного колеса.
Коэффициент динамического перераспределения нагрузки для всех автомобилей и для полноприводных автомобилей определяют по формуле
,
где - ордината центра масс автомобиля; по передней оси.
Верхний знак формулы относится к переднему мосту при торможении и к заднему – при разгоне, нижний – к переднему мосту при разгоне и к заднему при торможении.
При разгоне в заднеприводном автомобиле коэффициент динамического перераспределения нагрузки на заднюю ось , в переднеприводном автомобиле коэффициент динамического перераспределения нагрузки на переднюю ось , где L – база автомобиля м, .
Значения сил и реакций в табл.6.2 расчитывают при , , коэффициент динамичности принимается равным: 1,75 - для легковых автомобилей и 2,5 – для грузовых.
Размеры полуосей определяют исходя из наиболее опасного случая нагружения. Расчет ведут по наиболее нагруженному сечению (для полуразгруженной полуоси – зона установки подшипника).
При первом нагрузочном режиме в опасном сечении полуразгруженной полуоси возникают напряжения изгиба и кручения. Эквивалентные напряжения, исходя из третьей теории прочности, определяют по формуле
, (6.1)
где d – диаметр полуоси в опасном сечении.
В формулу (6.1) подставляют меньшее из двух значений тяговой силы , определенных по аналитическим зависимостям табл.6.2, - по двигателю и по сцеплению колес с дорогой.
При заносе изгибные напряжения, действующие на полуось:
,
где верхние знаки относятся к внутренней полуоси, а нижние – к наружной по отношению к направлению заноса.
При переезде ведущих колес через препятствие изгибные напряжения
.
Полностью разгруженную полуось рассчитывают только на кручение при режиме максимальной тяговой силы .
Полуось рассчитывают также крутильную жесткость, оцениваемую относительным углом закручивания, который не должен превышать на 1 м длины
,
где - полярный момент инерции сечения полуоси.
Полуоси изготовляют из легированных сталей марок 30ХГС, 40ХМА, 40Х и подвергают закалке ТВЧ. Коэффициент запаса прочности по пределу текучести . В выполненных конструкциях МПа, МПа.
Шлицы полуосей рассчитывают на смятие и срез : [] =70МПа, МПа.
При использовании для привода колес карданных валов их рассчитывают по методике, изложенной в разд.4.
Подшипники полуосей и колес выбирают по статической нагрузке, приходящейся на колесо, . Другими нагрузками, действующими на колесо, пренебрегают вследствие их относительной малости или кратковременности действия . Расчетное число оборотов подшипников определяется исходя из средней скорости движения автомобиля.