Решение / задача 2
.docxМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2
по дисциплине «Конструкция, потребительские свойства автомобиля и техническая эксплуатация ходовой части и кузова»
по теме «Определить критическую частоту вращения карданного вала. Рассчитать на прочность крестовину карданного шарнира при наличии смазки в шлицах компенсатора длины и без нее»
Выполнил: студент 2 курса
по направлению:
23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
Принял: доц. каф. Тегжанов Аблай-Хан Савитович
Работа принята «__»____202__ г.
Подпись: ____________________________
Омск
Тип автомобиля: КрАЗ;
Длина большого вала – L = 863 мм;
Внутренний диаметр вала – d = 82 мм;
Толщина стенки – = 3,5 мм;
Внешний диаметр вала – D = 89 мм;
Диаметр шипа крестовины – dш = 33,65 мм;
Расстояние между торцами шипов – Н = 147 мм;
Длина шипа крестовины – lш = 33,65 мм;
Средний радиус приложения к шипу боковой силы – R = 55,675 мм;
Средний радиус шлицевого зацепления муфты – r = 28,3375 мм;
Коэффициент запаса для грузовых – = 1,7;
Угол между осями валов – α = 0°;
Передаточное число КП на низшей (первой) передаче – uкн = 5,26;
Коэффициент трения в шлицевом соединении без смазки – µ = 0,3;
Максимальный крутящий момент двигателя – Mmax = 883 Н·м;
Максимальная частота вращения коленчатого вала – nmax = 2100 min-1.
1) Расчет критической частоты вращения карданного вала (min-1) на КрАЗ.
Формула расчёта критической частоты вращения карданного вала:
nкр - критическая частота вращения карданного вала, min-1
min-1
Запас устойчивости карданного вала:
2) Проверочный расчет шипов крестовины на срез и изгиб в опасном сечении от действия только крутящего момента при наличии смазки.
Mкр – момент критический
Н·м
Затем момент, действующий на шипы крестовины раскладывается на пару сил из рис. 1:
Mкр = 2QR
Далее рассчитывается напряжение среза шипа и
напряжение изгиба:
(1)
(2)
[из] = 500 МПа, [ср] = 100... 120 МПа
[из] ≥ из
ср
3) Расчет шипов крестовины, когда на них дополнительно действует осевая сила трения, со стороны шлицевой муфты компенсатора длинны вала.
Р - приведенная к одному шлицу сила, с которой шлицы давят друг на друга
Такая осевая сила действует через вилку одновременно на два шипа крестовины, поэтому на один шип (рис.2, вид на крестовину сверху)
Далее определяется результирующая сила:
Новое значение силы Q' подставляется в формулы (1) и (2) и определяются напряжения среза и изгиба:
Оценка, насколько увеличились напряжения при учете несмазанных шлицев: