Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

«Институт Эненергетики и Машиностроения»

«Кафедра Двигатели Автомобили и Гусеничные Машины»

Проектировочный тяговый расчет

автомобиля с гидромеханической

трансмиссией.

Выпускная работа на степень бакалавра

Студент гр.№4035/10 _________________________Зюбин Е.В.

Руководитель: _____________________________А. Н. Филлипов

Санкт-Петербург

2013

Оглавление

Введение 3

1. Проектировочный тяговый расчет автомобиля с гидромеханической трансмиссией. 4

1.1. Исходные данные. 4

1.2. Выбор двигателя. 4

1.2.1. Определение потребной мощности двигателя. 4

1.2.2. Выбор типа и характеристик двигателя. 4

1.2.3. Расчет и построение свободной характеристики двигателя. 4

1.3. Выбор гидротрансформатора. 6

1.4. Согласование характер 7

1.5. истик совместной работы двигателя и гидротрансформатора при П<П_потр. 7

1.5.1. Определение активного диаметра гидротрансформатора. 7

1.5.2. Определение передаточного числа главной передачи i_гп. 7

1.6. Расчет и построение согласования совместной работы двигателя и ГТК-IX. 8

1.7. Расчет и построение выходной характеристики силового агрегата. 9

1.8. Определение скоростного диапазона автомобиля и разбивка его по передачам. 10

1.8.1. Определение передаточного отношения и скорости автомобиля на 1-й передаче. 10

1.8.2. Разбивка скоростного диапазона по передачам. 11

1.9. Расчет и построение динамической характеристики автомобиля. 11

1.10. Расчет и построение разгонных характеристик. 13

2. Синтез планетарной коробки передач с двумя степенями свободы. 14

2.1. Исходные данные. 14

2.2. План угловых скоростей. 15

2.3. Составление простых планетарных механизмов. 15

2.4. Отбраковка планетарных механизмов по значению параметра “k”. 16

2.5. Отбраковка планетарных рядов по относительным угловым скоростям сателлитов. 17

2.6. Отбраковка вариантов. Выбор наилучшего варианта. 17

18

3. Анализ планетарной коробки передач. 18

3.1. Расчет кинематического и силового анализа для схемы 148а 18

с помощью программы KSAN. 18

3.2. Пример расчета кинематического и силового анализа для схемы 148а. 23

3.2.1. Кинематический анализ. 23

3.2.2. К.П.Д. планетарной передачи. 23

3.2.3. Силовой анализ. 24

4. Выбор числа зубьев колес планетарных рядов. 26

5. Разработка кинематической схемы трансмиссии. 29

5.1. Разбивка трансмиссии на агрегаты. 29

5.2. Выбор плавающих звеньев. 30

5.3. Расстановка подшипниковых опор. 30

5.4. Подвод смазки к подшипникам сателлитов и другим потребителям. 30

5.5. Перестановка фрикциона Ф₄ в схеме 148а. 31

6. Поверочный расчет основных элементов коробки передач. 32

6.1. Расчет валов. 32

6.2. Расчет шлицевых соединений. 34

6.3. Расчет на прочность зубчатых колес. 35

6.4. Расчет фрикционных элементов управления (ФЭУ). 38

6.5. Расчет на долговечность подшипников сателлитов. 39

6.6. Расчет штифтовых соединений. 41

Вывод 42

Литература. 43

Введение

Целью задания является спроектировать гидромеханическую планетарную коробку передач для заднеприводного автомобиля, с двумя степенями свободы и с четырьмя передачами (три передачи вперед, одна назад).

Передача гидромеханическая это говорит о том, что на выходе из двигателя перед коробкой передач должен стоять гидротрансформатор который имеет ряд преимуществ по сравнению с классической схемой, с применением гидротрансформатора не требуется осуществления точной соосности между валами, также он имеет повышенный КПД по сравнению с механическим сцеплением, которого не требуется при установке гидротрансформатора, также он удобно компонуется с планетарной коробкой передач, обеспечивает плавность хода, трогание с места на любой передаче. Также позволяет плавное автоматическое изменение момента при наезде на препятствия.

Планетарная коробка передач представляет собой несколько планетарных рядов( в нашем случае 3 ряда) звенья которой соединены между собой так, что бы получились нужные нам передаточные числа, которые получаются вследствие включения и выключения механизмов управления, тормозов и фрикционной муфты. Основные преимущества планетарной коробки передач над вальной в том, что она обеспечивает автоматическое переключение передач что удобно при эксплуатации автомобиля, также, как уже говорилось, она хорошо компонуется с гидротрансформатором, обеспечивает простоту и легкость в управлении, также упомянем про такое преимущество, как многопоточность.

Трансмиссия транспортных машин наряду с определенными функциональными качествами (разгон, торможение, переключение передач с заданной разбивкой передаточных отношений) должна обладать требуемой долговечностью, т.е. сохранять свою работоспособность в течении некоторого заданного ресурса.

Процесс разработки гидромеханической трансмиссии транспортных машин состоит из нескольких этапов:

1. Проектировочный тяговый расчет автомобиля:

- выбор двигателя;

- выбор гидротрансформатора и согласование его с двигателем;

- выбор числа передач в трансмиссии;

- разбивка скоростного диапазона трансмиссии по передачам;

- распределение общих передаточных отношений трансмиссии между коробкой передач и главной передачей.

2. Выполнение синтеза схемы планетарной коробки передач на заданную гамму передаточных отношений, кинематический анализ, в результате которого находятся угловые скорости и крутящие моменты на звеньях. Кроме того, на этом же этапе разрабатывается компоновочная схема, служащая основой для дальнейшей конструкторской проработки.

3. Разработка эскизной компоновки трансмиссии. До ее начала необходимо выполнить проектировочные расчеты основных элементов трансмиссии: валов, зубчатых зацеплений, подшипников сателлитов, фрикционных узлов и т.п. Эти расчеты носят предварительных характер и имеют целью оценить основные размеры элементов, от которых зависят габариты и компоновка трансмиссии. В процессе конструирования можно несколько изменить размеры деталей, если того требуют компоновочные соображения, например уменьшить диаметр и увеличить ширину подшипника, изменить диаметры бустеров фрикционных элементов управления (ФЭУ), ввести отверстие в валу для подвода смазки и т.п. Кроме того, ряд элементов вводится в конструкцию вообще без расчетов, на основании опыта, накопленного в отрасли, традиций конструирования и, наконец творческой активности автора. Поэтому в законченном виде предлагаемый вариант должен пройти стадию поверочных расчетов.

4. Выполнение поверочных расчетов уже известной конструкции и размеров на статическую прочность при действии пиковых нагрузок и на долговечность с учетом вероятностных характеристик нагрузочных режимов. При этом может возникнуть необходимость доработки и усиления некоторых элементов конструкции и даже перекомпоновки трансмиссии, после чего она вновь должна пройти этап поверочных расчетов.