157

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

ОСНОВЫ РАСЧЁТА СИСТЕМ

АВТОМОБИЛЕЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 23.03.03 – Эксплуатация транс-

портных и транспортно-технологических машин и комплексов, направленность «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Воронеж 2016

1

УДК 629.33.001.6

Волков, В. С. Основы расчѐта систем автомобилей, обеспечивающих безопасность движения [Текст]: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 23.03.03 – Эксплуатация транспортных и транспортно-технологических машин и комплексов / В.С. Волков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 8 с.

Ответственный редактор д-р техн. наук, проф. В.С. Волков

Рецензент: д-р техн. наук, профессор Д.Н. Афоничев

Печатается по решению учебно-методической комиссии автомобильного факультета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» от 26.05.2016 г., протокол № 9

2

Введение

Для обеспечения оптимальных режимов эксплуатации автотранспортных средств с наибольшей эффективностью для народного хозяйства, необходимо наличие специалистов данного профиля с высоким уровнем подготовки, позволяющей решать сложные технические задачи. Работа в современных условиях требует от специалистов достаточно полных знаний в части протекания рабочих процессов в системах, агрегатах и узлах, обеспечивающих безопасность движения при осуществлении транспортной работы.

К системам автомобилей, обеспечивающих безопасность движения, в первую очередь относятся системы рулевого и тормозного управления, колѐсного движителя, несущей системы, а также светотехническое оборудование. В меньшей степени в обеспечении безопасности движения участвуют также агрегаты трансмиссии: сцепление, коробка передач, главная и карданная передачи, подвеска.

1. Общие указания и порядок выполнения практических занятий

Целью практических занятий студентов является закрепление полученных на лекционных занятиях знаний на основе работы с литературными источниками и рекомендуемыми методическими материалами. Студент после лекционных занятий завершает выполнение этих работ, используя рекомендуемые методические материалы. При необходимости студент может работать в компьютерном классе, используя информационные материалы кафедры, а также с выходом в интернет.

Практические занятия по дисциплине «Основы расчѐта систем автомобилей, обеспечивающих безопасность движения» выполняется на протяжении 7 семестра после изучения дисциплин общепрофессионального цикла.

Целевое направление практических занятий состоит в приобретении навыков расчѐта и соответствующих компетенций по оценке работоспособности систем автомобилей, обеспечивающих безопасность движения. Кроме этого выполнение практических занятий способствует развитию творческой инициативы и дальнейшему совершенствованию навыков и стремлений студентов к работе с учебниками и техническим справочным материалом. Практические занятия предусматривают научить студентов на основании теоретических рассуждений выводить общие и рабочие аналитические соотношения с целью получения практических выводов, а также находить объективные научно-обоснованные критерии, позволяющие оценивать работоспособность систем автомобилей по удовлетворению требований безопасности движения посредством аналитического расчета и проведения эксперимента.

3

2.Разделы учебной дисциплины, выносимые на практические занятия

Всоответствии с рабочей программой изучения учебной дисциплины на практические занятия выносятся следующие разделы.

1 Определение расчѐтных нагрузок и оценка работоспособности автомобильной шины.

2 Определение параметров, расчѐтных нагрузок и оценка работоспособности рулевых механизмов.

3 Определение параметров, расчѐтных нагрузок и оценка работоспособности автомобильных рулевых приводов.

4 Определение параметров, расчѐтных нагрузок и оценка работоспособности автомобильных тормозных механизмов.

5 Определение параметров, расчѐтных нагрузок и оценка работоспособности элементов автомобильных приводов.

6 Определение параметров, расчѐтных нагрузок и оценка работоспособности элементов автомобильных рам.

7 Определение параметров и оценки работоспособности автомобильных фар головного обеспечения и внешних светосигнальных приборов.

8 Определение параметров, расчѐтных нагрузок и оценки работоспособности приборов вспомогательного оборудования.

По данным разделам учебной дисциплины на практические занятия выносятся следующие вопросы.

1.Объяснить основные показатели работы автомобильной шины.

2.Объяснить основные способы маркировки автомобильных шин.

3.Объяснить назначение, предъявляемые требования, классификацию и расчет основных параметров рулевых управлений.

4.Объяснить методику расчета червячного рулевого механизма.

5.Объяснить методику расчета рабочей пары «винт-шариковая гайка» рулевого механизма.

6.Объяснить методику расчета рабочей пары «рейка-зубчатый сектор» рулевого механизма.

7.Объяснить методику расчета элементов рулевой сошки.

8.Объяснить методику расчѐта шаровых пальцев рулевой трапеции.

9.Объяснить методику расчѐта рулевых тяг.

10.Объяснить назначение, предъявляемые требования, классификацию, анализ рабочего процесса тормозных систем.

11.Объяснить методику расчета барабанного колѐсного тормозного механизма с неравными разжимными усилиями на колодках при их равном перемещении.

4

12.Объяснить методику расчета барабанного колѐсного тормозного механизма с равными разжимными усилиями на колодках при их неравном перемещении.

13.Объяснить методику расчета барабанного колѐсного тормозного механизма с двумя активными колодками.

14.Объяснить методику расчѐта дискового тормозного механизма.

15.Объяснить анализ конструкций и методику расчета гидравлического тормозного привода.

16.Объяснить анализ конструкций и методику расчета пневматического тормозного привода.

17.Оценочные характеристики тормозных систем автомобилей.

18.Как осуществляются регулирование и коррекция тормозных сил?

19.Как осуществляется оценка работоспособности автомобильных рам?

20.Типы автомобильных кузовов и воспринимаемые ими нагрузки.

21.Источники вибронагруженности автомобилей и способы их локализации.

22.Рабочий процесс светового прибора.

23.Световые приборы головного освещения автомобиля.

24.Нормирование светотехнических характеристик фар головного освещения.

25.Рабочий процесс противотуманной фары.

26.Светосигнальные приборы.

27.Рабочие процессы автомобильных ламп.

28.Автомобильные приборы звуковой сигнализации.

Впроцессе практических занятий осуществляется решение следующих задач, способствующих выработке профессиональных компетенций, позволяющих решать практические вопросы по оценке работоспособности автомобильных деталей и систем, обеспечивающих безопасность движения.

1.Определить диаметр вала рулевой сошки dвс реечного рулевого механизма при нагружении окружной силой в зоне зацепления сектора Рок = 500 Н на радиусе поворота сектора rс = 60 мм и допускаемых напряжениях материала на кручение [τкр] = 20 МПа.

2.Определить усилие Рш, прикладываемое к шаровому пальцу рулевой сошки при наличии момента на рулевом колесе Мрк = 5 Нм, передаточного числа рулевого механизма Uрк = 20 и длины рулевой сошки lс = 100 мм.

3.Определить длину рулевой сошки lс при наличии усилия, прикладываемого к еѐ шаровому пальцу Рш = 1000 Н, момента на рулевом колесе Мрк = 5 Нм и передаточного числа рулевого механизма Uрк = 20.

4.Определить напряжения изгиба [σи], действующие в материале рулевой сошки эллипсного поперечного сечения с размерами а = 20 мм; b = 10 мм

идлиной lс = 100 мм при действии на сочлененный с ней шаровый палец усилия Рш = 1000 Н.

5

5.Определить усилие Рш, действующее на шаровый палец, сочлененный с рулевой сошкой эллипсного поперечного сечения с размерами а = 20 мм; b = 10 мм и длиной lс = 100 мм при напряжениях изгиба σи = 500 МПа.

6.Определить напряжения кручения [τкр], действующие в материале рулевой сошки эллипсного поперечного сечения с размерами а = 20 мм; b = 10 мм при действии на сочлененный с ней шаровый палец усилия Рш = 1000

Нна расстоянии от центра пальца до оси сошки rшп = 50 мм.

7.Определить усилие Рш, действующее на шаровый палец, сочлененный с рулевой сошкой эллипсного поперечного сечения с размерами а = 20

мм; b = 10 мм при расстоянии от центра пальца до оси сошки rшп = 50 мм при напряжениях кручения τкр = 250 МПа.

8.Определить внутренний диаметр рулевой тяги dт трубчатого поперечного сечения при нагружающем усилии от шарового пальца сошки силой

Рш = 10 000 Н, наружном диаметре Dт = 30 мм и допускаемых напряжениях материала на смятие [σсм] = 20 МПа.

9.Определить наружный диаметр рулевой тяги Dт трубчатого поперечного сечения при нагружающем усилии от шарового пальца сошки силой

Рш = 10 000 Н, внутреннем диаметре dт = 10 мм и допускаемых напряжениях материала на смятие [σсм] = 20 МПа.

10.Определить тормозной момент, действующий на передние Мт1 колеса автомобиля массой mа = 2 т с продольными координатами центра масс а = 1м, b = 1 м, высотой центра масс hg = 1 м при наличии коэффициента интенсивности торможения kит = 0,5, радиуса качения колес rк = 0,5 м при торможении на дороге с коэффициентом сцепления υх = 0,5.

11.Определить тормозной момент, действующий на задние Мт2 колеса автомобиля массой mа = 2 т с продольными координатами центра масс а = 1м, b = 1 м, высотой центра масс hg = 1 м при наличии коэффициента интенсивности торможения kит = 0,5, радиуса качения колес rк = 0,5 м при торможении на дороге с коэффициентом сцепления υх = 0,5.

12.Определить нагружающую силу Р, исходящую от поршня дисково-

го колесного тормоза, для создания тормозного момента на колесе Мт = 1000 Нм при среднем радиусе трения тормозного диска rд = 0,2 м и коэффициенте трения накладок о поверхность диска μ = 0,2.

13.Определить замедление автопоезда при наличии среднего коэффи-

циента эффективности тормозных механизмов kэф = 0,6 на дороге с коэффициентом сцепления колес с дорогой в продольном направлении υх = 0,6.

14.Определить удельную работу трения тормозных механизмов авто-

мобиля массой mа = 2 т со скорости Vан = 72 км/ч при одинаковом действии четырех барабанных тормозных механизмов с радиусами барабанов Rб = 0,2 м, в каждом из которых работают по две одинаково нагруженные колодки с углами охвата накладок β = 1 рад шириной 50 мм.

15.Определить площадь трения одной фрикционной накладки барабанного тормозного механизма Fтр, если при торможении автомобиля массой

6

mа = 2 т с начальной скорости Vан = 72 км/ч выделяется удельная энергия Lтр

=1000 Дж/см2.

16.Определить максимальную касательную силу на одном колесе ав-

томобиля, воспринимающем вертикальную нагрузку от массы mi = 1 т на дороге с коэффициентом сцепления в продольном направлении υх = 0,5.

17.Определить коэффициент сцепления колес с дорогой υх, если при торможении автомобиля массой mа = 5 т возникает суммарная тормозная си-

ла Рт = 25 кН.

3.Информационное обеспечение практических занятий

Вкачестве информационного обеспечения практических занятий при изучении дисциплины «Основы расчѐта систем автомобилей, обеспечивающих безопасность движения» рекомендуется к использованию следующая учебная литература.

1.Волков, В.С. Основы расчѐта систем автомобилей, обеспечивающих безопасность движения: учеб. пособие [Текст] / В.С. Волков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 111 с.

2.Вахламов В. К. Автомобили. Эксплуатационные свойства [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. трансп. машин и трансп.-технол. комплексов в качестве учеб. для студентов вузов / В. К. Вахламов. - М. : Академия, 2005. -

240с.

3.Тарасик В. П. Теория движения автомобиля. доп. УМО вузов РФ по образованию в обл. трансп. машин и трансп.-технол. комплексов в качестве учеб. пособия. -СПб.: БХВ-Петербург, 2006.- 478с.

4.Автомобильный транспорт [Текст] : ежемес. науч.-произв. журнал / М-во автомоб. транспорта РСФСР, ЦК профсоюза рабочих автомоб. транспорта и шоссейных дорог. - М.: Транспорт

5.Автомобильный справочник [Текст] / Б. С. Васильев, М. С. Высоцкий, К. Л. Гаврилов, А. Д. Дмитриевский, А. Ду, С. Г. Дьяков; под общ. ред. В. М. Приходько. - М.: Машиностроение, 2004. - 704 с.

6.Вахламов В. К. Автомобили. Основы конструкции [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. трансп. машин и трансп.-технол. комплексов в качестве учеб. для студентов вузов / В. К. Вахламов. - М. : Академия, 2004. - 528 с.

Кроме этого могут использоваться следующие ресурсы информацион- но-телекоммуникационной сети «Интернет»:

-www.nwpi.ru;

-www.ucheba.ru;

-www.inueco.ru;

-oz.ftways.ru;

-www.nehudlit.ru;

-ustroistvo-avtomobilya.ru/category/teoriya.

7

Оглавление

Волков Владимир Сергеевич

Основы расчѐта систем автомобилей, обеспечивающих безопасность движения

Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 23.03.03 – Эксплуатация транс-

портных и транспортно-технологических машин и комплексов, направленность «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Редактор

Подписано в печать…………. Формат 297х420 1/16. Заказ № ……. Объем п.л. …... Усл. п.л. ………. Уч.-изд.л……….. Тираж … экз

РИО ВГЛТУ: г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

8