Курсовая работа с разработкай и модернизацией КПП 6 ступенчатой (БЕНЗИН) / Пристромский ПЗ курсвоая Автомобили
.pdf
Окончание таблицы 3.1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ND |
кВт |
2,834 |
5,668 |
8,502 |
11,336 |
14,17 |
17,004 |
==0,02 |
|
NЗ |
кВт |
3,131 |
8,0439 |
16,521 |
30,343 |
51,293 |
81,152 |
|
И |
- |
0,1517 |
0,1823 |
0,2495 |
0,3675 |
0,5764 |
1 |
|
|
|
||||||||
|
|
КИ |
- |
2,2222 |
2,0559 |
1,7379 |
1,3245 |
0,9563 |
1 |
V |
|
Е |
- |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
ψ=ψ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КЕ |
- |
1,0893 |
0,9954 |
0,957 |
0,9623 |
1 |
1,0585 |
|
|
|
||||||||
|
|
ge |
г/(кВт·ч) |
556,74 |
470,7 |
382,51 |
293,16 |
219,95 |
243,45 |
|
|
Qs |
л/100км |
12,978 |
14,094 |
15,682 |
16,556 |
16,799 |
24,514 |
+0.005=0,025 |
|
ND |
кВт |
3,5425 |
7,085 |
10,628 |
14,17 |
17,713 |
21,255 |
|
NЗ |
кВт |
3,8395 |
9,4609 |
18,646 |
33,177 |
54,835 |
85,403 |
|
|
|
||||||||
|
|
И |
- |
0,186 |
0,2144 |
0,2816 |
0,4018 |
0,6162 |
1,0524 |
|
|
КИ |
- |
2,0366 |
1,8962 |
1,608 |
1,235 |
0,9275 |
1,0246 |
|
|
Е |
- |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
V |
|
КЕ |
- |
1,0893 |
0,9954 |
0,957 |
0,9623 |
1 |
1,0585 |
ψ=ψ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ge |
г/(кВт·ч) |
510,23 |
434,13 |
353,93 |
273,34 |
213,32 |
252 |
|
|
|
||||||||
|
|
Qs |
л/100км |
14,585 |
15,289 |
16,377 |
16,879 |
17,417 |
26,433 |
3.2 Расчет расхода топлива
Удельный расход топлива определяется выражением
ge |
geN |
KИ |
KЕ |
, |
(3.8)
где КИ – коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности,
КЕ – коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от степени использования угловой скорости коленчатого вала двигателя,
geN – удельный расход топлива при максимальной мощности, г/(кВт·ч), принимаемый на 5…10% больше минимального удельного расхода:
geN ge min 1,05 ,
где ge min – минимальный удельный расход, ge min
(3.9)
=240 г/(кВт·ч) из прото-
типа.
geN 240 1,05 252 г/(кВт·ч).
КИ определяется по формуле:
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
23 |
|
|||
|
|
KИ 3,27 8,22 И 9,13 И |
2 |
3 |
. |
|
3,18 И |
КЕ определяется по формуле:
KE 1,25 0,99 E 0,98 E |
2 |
3 |
. |
|
0,24 E |
(3.10)
(3.11)
Для соответствующих значений степени использования мощности и степени использования угловой скорости коленчатого вала двигателя находим значение коэффициентов:
K |
И |
|
3,27 8,22 0,18 9,13 0,18 |
2 |
3 |
|
3,18 0,18 |
2,03
,
K |
E |
|
1,25 0,99 0,2 0,98 0,2 |
2 |
3 |
|
0,24 0,2 |
1,089
,
а также соответствующий удельный расход топлива:
g |
e |
230 1,2 1,08 301,87 |
|
|
г
/
(кВт ч)
.
Остальные значения удельного расхода топлива находим аналогично и результаты вычислений сводим в таблицу 3.1.
По выражению (4.1) рассчитываем путевой расход топлива:
Q |
100 |
510, 23 3,83 |
14,58 |
|
|||
S |
3,6 |
730 5,55 0,92 |
|
|
|
л
/ 100км
.
Остальные значения путевого расхода топлива при различных скоростях движения находим аналогично, результат вычислений сводим в таблицу 3.1, а также строим топливно-экономическую характеристику автомобиля.
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
24 |
|
|||
|
|
4 Описание конструкции разрабатываемого агрегата
Шести-ступенчатая коробка передач современного автомобиля является ярким представителем устройств нового поколения. Данная конструкция имеет ряд передаточных чисел улучшенной плотности, благодаря чему осуществляется передача максимального крутящего момента на колеса транспортного средства. Данное свойство коробки особенно ценится при эксплуатации машины на дорогах плохого качества и при быстрой езде по ровным покрытиям (спортивные модели).
Включение передач осуществляется путем поворота и продольного перемещения центрального штока с поводками, вводимыми в зацепление с той или иной качающейся вилкой включения передач.
Первичный вал вращается в радиальном шарикоподшипнике, установленном в картере сцепления. Между первичным и вторичным валами установлен подвижный в осевом направлении роликоподшипник с цилиндрическими роликами. Он расположен в расточке первичного вала. Ведущая шестерня постоянной передачи выполнена заодно целое с первичным валом.
Вторичный вал вращается в радиальном шарикоподшипнике, установленном неподвижно в картере задней части коробки передач, и в подвижном в осевом направлении роликоподшипнике, расположенном в первичном вале.
Заодно целое с вторичным валом выполнены шестерни третьей и четвертой передач. Включаемые шестерни первой, второй, шестой передачи и передачи заднего хода установлены на нем на игольчатых подшипников. Их называют также свободно вращающимися шестернями. Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении с соответствующими им шестернями, которые вращаются вместе с валами. Только при включении той или иной передачи они соединяются со вторичным валом посредством соответствующих муфт синхронизаторов и могут передавать на него крутящий момент.
Прежде чем включить какую-либо передачу, необходимо уравнять (синхронизировать) частоты вращения включаемой шестерни и ступицы муфты синхронизатора. Чтобы увеличить используемые для синхронизации поверхности трения и тем самым снизить усилия при переключении передач, применен трехконусный синхронизатор первой и второй передачи. Третья и четвертая передачи, а также передача заднего хода включаются посредством двухконусного синхронизатора. Пятая и шестая передачи включаются посредством одноконусного синхронизатора.
Выравнивание частот вращения муфты синхронизатора и шестерен первой или второй передачи производится за счет сил трения, создаваемых трехконусным синхронизатором. Блокирующий венец синхронизатора допускает завершение процесса включения передачи только после выравнивания скоростей вращения муфты синхронизатора и шестерни включаемой передачи.
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
25 |
|
|||
|
|
1 – картер механизма сцепления; 2 –вал первичный; 3 – ведущая шестерня; 4 – муфта синхронизатора; 5 –шестерня V передачи; 6 –шестерня III передачи; 7 –шестерня IV; 8 –шестерня II передачи; 9 –шестерня I передачи; 10 – шток с вилкой для переключения передач; 11 –шестерня передачи заднего хода; 12 – вторичный вал; 13 – промежуточный вал; 14 – задний отсек КПП; 15 – шестерня I передачи и передачи заднего хода; 16 –шестерня II передачи; 17 –ше- стерня IV передачи; 18 –шестерня III передачи; 19 –шестерняV передачи; 20 – шестерня постоянной передачи.
Рисунок 4.1 – Коробка передач
Шестиступенчатая коробка передач 08D оснащена тросовым приводом механизма переключения передач. Расположенный в салоне рычаг управления связан с коробкой передач посредством двух тросов, один из которых служит для выбора передач, а другой для их включения.
Впривод механизма переключения передач входят рычаг управления с опорой, тросы управления, упор тросов, а также рычаги выбора и включения передач.
Механизм опоры рычага управления служит для преобразования его перемещений при выборе и переключении передач в продольные перемещения тросов.
Врасположенном снаружи модуле переключения передач продольные перемещения тросов преобразуются во вращательные движения рычагов и валов выбора и включения передач.
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
26 |
|
|||
|
|
5 Функциональный и прочностной расчёт коробки переключения пере-
дач
Рисунок 5.1 – Расчётная схема коробки переключения передач
Передаточные числа зацеплений:
U1 = 4,62;
U2 = 3,4;
U3 = 2,51;
U4 =1,84;
U5 =1,35;
U6 =1.
Минимально допустимое значение межосевого расстояния aw определим из следующей зависимости:
aw=ka(Mвых)1/3; |
(5.1) |
где kа = 9 – эмпирический коэффициент;
aw = 9 (171,3)1/3 = 49,98 мм.
Коэффициент ka для коробок передач автомобилей находится в пределах 8,6…9,6. Причем большие значения относят к коробкам передач автомобилей с дизельными двигателями.
Определим модуль шестерен:
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
27 |
|
|||
|
|
m |
2a |
w |
cos |
; |
(5.2) |
|
|
|
|
||||
|
z (i |
П |
1) |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
При выборе угла наклона линии зубьев косозубых зубчатых колес необходимо учитывать требования обеспечения плавности работы зубчатого зацепления и требования обеспечения долговечности подшипников. Угол находится в
|
|
. Плавность работы зубчатого зацепления зависит от коэф- |
пределах от 18 |
до 26 |
фициента осевого перекрытия . В автомобильных КП практически достижимо только 1, при этом
arcsin mn ;
bw
(5.3)
Зададимся модулем для первой пары зацепления m=3,5. Тогда Найдем диаметры всех валов:
а) Диаметр первичного вала;
d=5,94 (Mmax)1/3;
d=5,94 (279,5)1/3 = 30 мм.
б) Диаметр промежуточного вала;
d = (0,4…0,65) aw
d = 0,4 49,98 = 25 мм.
в) Диаметр вторичного вала;
d = (0,4…0,65) aw ;
d = 0,43 49,98 = 30 мм.
Оценка ширины зубчатых колес имеет вид:
bw=(0,19…0,23)aw
Имеем:
bw1 = 25 мм, bw2 = 25 мм, bw3 = 25 мм, bw4 = 25 мм,
25 |
0 |
. |
|
|
(5.4)
(5.5)
(5.6)
(5.7)
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
28 |
|
|||
|
|
bw5 = 25 мм; bw6 = 25 мм.
Необходимый момент трения синхронизатора определяется по выражению:
MI u 2 нач ,
tc
(5.8)
где
I
– суммарный приведенный момент инерции для той части системы,
угловая скорость которой изменяется под действием момента
M
, кг.м2 ;
u – передаточное число от вала, к которому приводится момент инерции к включаемому зубчатому колесу;
нач – начальная разность угловых скоростей вала и установленного
на нем включаемого зубчатого колеса, рад/с;
tc – принятое время синхронизации, с.
При этом принимают допущения, что за время включения синхронизатора (переключения передачи) скорость автомобиля практически не изменяется. Обычно угловая скорость вала двигателя, при которой рекомендуется производить переключение передач, близка к следующим значениям:
- при переключении на высшие ступени:
Д 0,8 Р 0,8 514,96 343, 7 рад / с,
-при переключении на низшие ступени:
(5.9)
|
Д |
0,5 |
Р |
0,5 514,96 257, 48 рад / с, |
|
|
|
(5.10)
где |
Р 2 514,96 |
(рад/с) – угловая скорость двигателя при максимальной |
мощности двигателя.
Найдем тогда значения I и нач :
J 0,134кг / м2
|
85,82 рад / с. |
нач |
|
Необходимый момент трения M ориентировочно определяем исходя из заданного времени синхронизации tc , которое назначаем для высших передач 1,2 с.
Подставив найденные численные значения в формулу находим значение необходимого момента трения для рассматриваемого синхронизатора:
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
29 |
|
|||
|
|
|
|
|
I |
|
2 |
|
|
|
0,134 1 85,82 |
|
|
M |
|
|
|
u |
нач |
|
9, 58Нм. |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
t |
|
|
1, 2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетный средний радиус поверхности трения синхронизатора:
|
|
r |
M |
|
sin( ) |
, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
где 7 |
|
– половина угла конуса к горизонтали (=6…8); |
||||
|
||||||
0,07 – коэффициент трения для пары сталь-бронза; |
||||||
Q – осевая сила, приложенная к каретке синхронизатора; |
||||||
Осевая сила находится по формуле:
(5.11)
Q Ppup
100 3 0,9 276Н
,
(5.12)
где |
Pp |
100(Н ) – нормативное усилие на рукоятке переключения пере- |
|||||
дач; |
|
|
|
|
|
|
|
|
u p |
3 |
– передаточное число от рукоятки рычага к муфте; |
||||
|
0,92 |
– КПД привода переключения передач. |
|||||
Подставляя численные значения в формулу (5.13), получаем: |
|||||||
|
|
|
r |
M sin( ) |
|
9,58 0,122 |
0,1м. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Q |
|
0, 07 276 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Необходимая ширина кольца по образующей конуса:
b |
|
M |
|
|
|
|
9,58 |
|
|
0, 002м |
p |
|
r |
|
2 3,14 0, 07 1, 4 10 |
|
0,1 |
||||
|
2 |
|
2 |
|
6 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
где pN 1,4(МПа) – допускаемое давление на поверхности трения, площадь
которой определяется в предположении отсутствия на ней канавок: для пары сталь – бронза.
Поверхности блокирующих элементов выполняются под углом . Угол , который определяется из условия невозможности включения передачи до окончания процесса синхронизации:
tg( ) |
r |
, |
(5.13) |
sin( ) r |
|||
|
б |
|
|
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
30 |
|
|||
|
|
где rб 0,123(м) – средний радиус блокирующих поверхностей.
Из формулы находим значение , но так как для того, чтобы после завер-
шения процесса синхронизации произошла |
разблокировка и включилась пере- |
дача, необходимо, чтобы угол , найденный по формуле был больше угла трения |
|
блокирующих поверхностей. Поэтому практически принимают |
|
лишь на 2…3 |
меньше предельного значения, допустимого условием. Таким образом, |
значение |
|||
27 . |
|
|
||
27 |
В результате получили параметры синхронизатора |
r 100ì ì , |
b 3ì ì |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
31 |
|
|||
|
|
6 Техническая характеристика автомобиля
Техническая характеристика рассчитываемого автомобиля приведена в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Техническая характеристика автомобиля
Параметр |
|
|
|
|
|
Значение |
|
|
|
|
|
|
|||
Полная масса автомобиля, кг: |
|
|
|
2600 |
|||
на переднюю ось |
|
|
|
|
1500 |
||
на заднюю ось |
|
|
|
|
1100 |
||
Количество посадочных мест, |
|
|
|
9 |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Длина автомобиля, м |
|
|
|
|
4,85 |
||
|
|
|
|
|
|
||
Ширина автомобиля, м |
|
|
|
|
1,762 |
||
|
|
|
|
|
|
||
Высота автомобиля, м |
|
|
|
|
2 |
||
|
|
|
|
|
|
||
Колея передних колес, м |
|
|
|
|
1,732 |
||
|
|
|
|
|
|||
Номинальная мощность двигателя, кВт |
|
|
|
76 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Угловая |
скорость |
коленчатого |
вала |
при |
максимальной |
514,96 |
|
мощности, рад/с |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
Максимальный крутящий момент, Нм |
|
|
|
279,5 |
|||
|
|
|
|
|
|||
Рабочий объем цилиндров двигателя, л |
|
|
|
2,0 |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Колесная формула |
|
|
|
|
4 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Размер шин |
|
|
|
|
|
215x70R16 |
|
|
|
|
|
|
|||
Передаточные числа коробки передач: |
|
|
|
|
|||
1- |
я передача |
|
|
|
|
4,62 |
|
2- |
я передача |
|
|
|
|
3,4 |
|
3- |
я передача |
|
|
|
|
2,51 |
|
4- |
я передача |
|
|
|
|
1,84 |
|
5- |
я передача |
|
|
|
|
1,35 |
|
6- |
я передача |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
Передаточное число главной передачи |
|
|
|
5,0075 |
|||
|
|
|
|
||||
Максимальная скорость движения автомобиля, км/ч |
|
|
112 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
32 |
|
|||
|
|