158

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 для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 23.03.03 – Эксплуатация транспорт-

ных 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 для самостоятельной работы 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 самостоятельной работы

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

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

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

3

2.Разделы учебной дисциплины, выносимые на самостоятельную работу

Всоответствии с рабочей программой изучения учебной дисциплины на самостоятельную подготовку выносятся следующие разделы.

1Анализ конструкций автомобильных шин.

2Виды нагрузок, действующих на детали рулевых управлений автомо-

билей.

3Анализ конструкций и рабочих процессов тормозных механизмов.

4Анализ конструкций и рабочих процессов тормозных приводов.

5Конструкции автомобильных рам и грузонесущих кузовов.

6Анализ конструкций и рабочих процессов приборов автомобильного светотехнического оборудования.

7Анализ конструкций и рабочих процессов приборов автомобильного вспомогательного оборудования.

По данным разделам учебной дисциплины на самостоятельное изучение 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.

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.

4

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.

После изучения указанных вопросов на самостоятельную работу выносятся следующие задачи, решение которых способствует 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.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 Н на расстоянии от центра пальца до оси сошки rшп = 50 мм.

5

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 бара-

банного тормозного механизма Fтр, если при торможении автомобиля массой 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.

6

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

ла Рт = 25 кН.

Контроль качества выполнения самостоятельной работы осуществляется ведущими преподавателями на аудиторных занятиях и в часы консультаций в соответствии с учебным планом.

3.Информационное обеспечение самостоятельной работы

Вкачестве информационного обеспечения самостоятельной работы студентов 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 при самостоятельной работе могут использоваться следующие ресурсы информационно-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 выполнению самостоятельной работы 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