4341
.pdf
20
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
Расчетные параметры карданной передачи |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения параметров |
||
№ |
Параметр, |
Условное |
Расчетные |
|
|||||
п /п |
размерность |
обозначение |
при |
равном |
Нормируемые |
||||
|
|
|
|
|
|
4о |
8о |
12о |
|
1 |
Неравномерность |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
вращения карданного |
1 |
|
m ax |
|
|
|
|
|
|
вала |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
|
m in |
|
|
|
|
|
2 |
КПД карданной пере- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Критическая частота |
|
nкр |
|
|
|
|
||
|
вращения вала, об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Запас прочности вала |
|
К |
|
|
|
|
1,2…2.0 |
|
|
по частоте вращения |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Максимальное напря- |
|
τmax |
|
|
|
250…300 |
||
|
жение кручения, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Максимальное окруж- |
|
Pmax |
|
|
|
|
||
|
ное усилие на шипах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
крестовины, кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Максимальное напря- |
|
σи |
|
|
|
|
|
|
|
жение изгиба у осно- |
|
|
|
|
|
|
|
200..300 |
|
вания шипа крестови- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ны, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Максимальное напря- |
|
τc |
|
|
|
|
|
|
|
жение среза шипа кре- |
|
|
|
|
|
|
|
600…1000 |
|
стовины, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Максимальное напря- |
|
σс |
|
|
|
|
|
|
|
жение смятия поверх- |
|
|
|
|
|
|
600 |
|
|
ности шипа , МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
4.3. Выводы по работе
1. Построить графики зависимости неравномерности вращения 2 / 1
карданной передачи от угла поворота 1 , при |
40 ,80 ,120 . |
2. На основании графика и данных табл. 9 сделать заключение о влиянии угла на максимальную неравномерность вращения.
3. Построить график зависимости КПД карданной передачи от угла ее наклона .
4. Сделать выводы о работоспособности и долговечности карданной передачи по максимальным напряжениям.
21
4.4. Контрольные вопросы
1.Как влияет угол наклона карданной передачи на ее КПД и неравномерность вращения?
2.Как определить запас прочности карданной передачи по частоте вращения?
3.Какие факторы влияют на КПД карданной передачи?
4.Как рассчитать максимальное напряжение кручения карданного вала?
5.Определить факторы, влияющие на срок службы карданной передачи.
6.Перечислить типы карданных передач и области их применения.
4.5. Литература: 1 - с. 123…126.
22
5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Испытание ведущего моста
Цель работы: определить угол закручивания полуоси и максимальные напряжения кручения, определить передаточное число передачи, окружные усилия и напряжения в зубьях шестерен гипоидной главной передачи.
Оборудование: стенд для испытания трансмиссии автомобиля, штангенциркуль, линейка, транспортиры, рычаг с захватом, подвес для гирь, набор гирь.
5.1. Методика выполнения работы
1.Составить кинематическую схему главной гипоидной передачи (рис.
4)
Рис. 4. Схема шестерен главной гипоидной передачи
23
Рис. 5. Схема сил, действующих в гипоидном зацеплении
2.На деталях ведущего моста определить следующие параметры (табл.10)
|
|
|
Таблица 10 |
|
Параметры гипоидной передачи |
|
|
№ |
Замеряемый параметр, размерность |
Обозначение |
Значение |
|
|
|
величины |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
Число зубьев шестерни |
z1 |
|
2 |
Число зубьев колеса |
z 2 |
|
3 |
Длина зуба (по спирали) шестерни, м |
b1 |
|
4 |
Длина зуба (по спирали) колеса, м |
b2 |
|
5 |
Угол конуса шестерни, град. |
2 1 |
|
6 |
Угол конуса колеса, град. |
2 2 |
|
7 |
Радиус основания конуса шестерни, м |
r1 |
|
8 |
Радиус основания конуса колеса, м. |
r2 |
|
9 |
Торцевой шаг зубьев по основанию ко- |
ts |
|
|
нуса, м. |
|
|
10 |
Гипоидное смещение, м. |
|
|
|
|
|
|
11 |
Диаметр полуоси, м |
dп |
|
12 |
Длина полуоси, м |
lп |
|
24
3. Включить первую передачу в коробке передач, затормозить барабаны ведущих колес, установить на вал маховика длинный рычаг (l1 = 1 м) с захватом и загрузить рычаг гирями общей массой mг , соответствующей мо-
менту начала буксования сцепления Мс.
Отметить показания по транспортиру возле главной передачи при полной загрузке и при полной разгрузке трансмиссии. Разность этих показаний даст суммарный угол закрутки двух полуосей 
2 п ( так как жесткость
других элементов трансмиссии в ведущем мосте значительно выше). Записать угол закрутки полуоси п и значение Мс в протокол испытаний.
4. Снять нагрузку (гири и рычаг) с вала маховика, включить нейтральную передачу в коробке передач, растормозить левый тормозной барабан. Установить вращением карданного вала транспортир на нулевую отметку, нанести после этого отметку (меловую черту) на тормозной барабан и суп-
порт левого колеса. Повернуть карданный вал на один оборот ( |
к 360о ) и |
отметить в журнале-отчете угол поворота тормозного барабана |
б . Следует |
помнить, что при полном торможении одного из ведущих колес второе вращается вдвое быстрее, чем обычно.
5.2.Методика обработки экспериментальных данных
1.Максимальный момент, закручивающий трансмиссию (момент трения сцепления) определяется по формуле (38)
М с (mг 4) l1 g |
(38) |
2.Теоретический угол закрутки полуоси определяется по формуле
|
Т |
0,5M j iк io |
ln |
|
180 |
, |
|
|
п |
J n |
G |
|
|
||
|
|
|
|
||||
где M j |
M e max - закручивающий момент, Н м ; |
||||||
iк |
- передаточное число коробки передач; |
|
|||||
io - передаточное число главной передачи; ln - длина полуоси, м.
J n - момент инерции полуоси при кручении, Jn=0,1d4
G =8500 МПа – модуль упругости материала при кручении.
3.Момент, закручивающий полуось
2 d 4
М п пG 32n Нм, 180ln
(39)
(40)
где п - угол закручивания полуоси, град; dn - диаметр полуоси, м.
25
Момент закручивания полуоси можно определить при движении автомобиля на повороте, то есть с учетом коэффициента блокировки дифференциала к
по формуле
М п' |
М ji1io (1 Кб ) |
, |
(41) |
|
|||
2 |
|
|
|
где К б - коэффициент блокировки дифференциала с коническими сателлитами. К б =0,05…0,15
4.Напряжение кручения полуоси
|
|
|
|
М п |
Па, |
|
|
|
|
|
0,2 d n2 |
(42) |
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
5. |
Передаточное число гипоидной главной передачи : по соотношению |
||||||
чисел зубьев |
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
2 |
|
|
|
|
|
i |
o |
|
|
|
|
(43) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
по соотношению углов поворота |
|
|
|
|
|
|
|
i"0 720 / 
6.Средний радиус шестерни, м
r |
r |
b Sin |
1 |
/ 2 |
, |
ср1 |
1 |
1 |
|
|
где b1 - длина зуба (ширина зубчатого венца шестерни) , м.
1 - половина угла при вершине начального конуса, град.
r1 - радиус основания начального конуса ведущей шестерни, м. 7. Окружное усилие на шестерне
Р1 |
М e max i1 |
|
rср1 |
||
|
где М e max - максимальный крутящий момент двигателя, Н 
м .
8.Нормальное усилие в зацеплении
(44)
(45)
|
Рн |
|
Р1 |
, |
(46) |
|
Cos |
1 Cos |
|||
|
|
|
|
||
где |
20 0 - угол зацепления. |
|
|
|
|
9. Напряжение изгиба зуба ведущей шестерни приближенно определяется по формуле
|
|
|
M e max |
i1 |
|
|
и (450...500)МПа , (47) |
||
и |
|
|
|
b |
|
2 |
|
|
|
|
ybt |
r 1 |
|
sin |
|
Cos |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|||||
|
|
s 1 |
|
2r1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
26
где у - коэффициент формы зуба, определяется из табл. 6
пр |
|
1 |
, |
|
Cos3 |
1 Cos 1 |
|||
|
||||
|
|
где t s - торцевой шаг по основанию начального конуса.
10. Напряжение смятия определяется по формуле
с |
0,418 |
Рн Е |
1 |
1 |
с |
||
b Sin Cos |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
2 |
|
|||
|
|
|
|
||||
(700...1000)МПа,
где Е 2,1 105 МПа – модуль упругости материала.
11. Эквивалентные радиусы |
1 |
и |
2 |
подсчитываются по формуле |
|
|
|
(48)
(49)
|
|
|
rср |
|
, |
|
|
(50) |
|
|
Cos3 |
|
|
|
|
||
|
|
Cos |
|
|
||||
|
где - угол наклона спирали зуба ( 1 |
450 , 2 |
250 ) . |
|
||||
|
Данные расчетов свести в табл. 11 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 11 |
|
Данные расчетных параметров заднего моста |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Параметр |
Обозначение, |
|
Значение параметров |
||||
п\п |
размерность |
|
|
|
||||
|
|
|
Расчетные |
Нормируемые |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
5 |
|
Максимальный момент, закру- |
М с , Нм |
|
|
|
|||
1 |
чивающий трансмиссию (мо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
мент трения сцепления) |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Угол закрутки полуоси (теоре- |
т |
|
|
|
|
6…15 |
|
тический) |
п , град/м |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Момент, закручивающий полу- |
М |
1 |
|
|
|
||
ось |
п / М п , |
|
|
|
||||
|
|
Нм |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
Напряжение кручения полуоси |
|
, Па |
|
|
|
||
|
Передаточное число главной |
|
|
|
|
|
|
|
|
передачи: |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
по соотношению чисел зубьев |
|
' |
|
|
|
|
|
|
по соотношению углов поворо- |
|
i0 |
|
|
|
||
|
|
i0'' |
|
|
|
|||
|
та |
|
|
|
|
|||
27
|
|
|
|
|
Окончание табл.11 |
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
Средний радиус шестерни |
rср1 , м |
|
|
|
|
7 |
Окружное усилие на шестерне |
Р1 , Н |
|
|
|
|
8 |
Нормальное |
усилие в зацепле- |
Рн , Н |
|
|
|
нии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Напряжение изгиба зубьев шес- |
и , МПа |
|
|
450…500 |
|
терни |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Напряжение |
смятия поверхно- |
с , МПа |
|
|
|
сти зубьев |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.3.Выводы по работе
1.Сравнить значение iо , определенное по соотношению чисел зубьев и соотношению углов поворота ведущей шестерни и полуоси.
2.Сравнить угол закрутки полуоси с нормируемым (допускаемым) зна-
чением.
3.Сравнить максимальные моменты, закручивающие полуось при прямолинейном движении и на повороте.
4.Сравнить фактические и предельные значения напряжений в полуоси
иглавной передаче. Сделать вывод об их надежности и прочности.
5.4. Контрольные вопросы
1.В чем основное отличие гипоидной передачи от конической с круговым зубом?
2.Что такое гипоидное смещение?
3.Укажите основные достоинства гипоидных передач по сравнению с обычными коническими.
4.Укажите максимальный допустимый угол закрутки полуоси.
5.От чего зависит угол закрутки полуоси?
6.По каким случаям нагружения рассчитывается полуось?
5.5. Литература: 1 - с. 126…129.
28
6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Испытание рулевого управления
Цель работы: анализ кинематики рулевого привода, построение графика зависимости углов поворота управляемых колес, определение передаточных чисел рулевого управления и определение прямого и обратного КПД управления.
Оборудование: стенд для испытания рулевого управления, линейка, транспортиры, динамометры, набор гирь.
6.1. Методика выполнения работы
1. Составить схемы кинематики поворота и нагружения рулевого управления машины (рис. 6 и 7).
Рис. 6. Схема кинематики поворота колесной машины
Рис. 7. Схема нагружения рулевого управления
2. На стенде замерить следующие параметры рулевого управления (табл. 12).
|
|
|
Таблица 12 |
|
Параметры рулевого управления |
||
|
|
|
|
№ |
Замеряемый параметр, размерность |
Обозначение |
Значение ве- |
п/п |
|
|
личины |
1 |
База автомобиля, м |
L |
|
2 |
Расстояние между осями шкворней по- |
A |
|
|
воротных цапф, м |
|
|
3 |
Плечо обкатки или радиус поворота ко- |
a |
|
|
лес относительно оси шкворня (плечо |
|
|
|
силы Рц ), м |
|
|
|
|
|
|
4 |
Плечо рулевого рычага цапфы, м |
l p |
|
|
|
|
|
5 |
Плечо сошки, м |
lc |
|
|
|
|
|
6 |
Радиус рулевого колеса (штурвала), м |
Rш |
|
3. Установить рулевое колесо (штурвал) в положение, соответствующее прямолинейному движению. При этом указатель на рулевом колесе дол-