8. Силовой расчет трансмиссии автомобиля

Трансмиссия автомобиля (рис.1) включает в себя фрикционную муфту сцепления 3, коробку перемены передач 4, главную передачу 5 заднего моста, дифференциал 6 и полуоси 7.

Коробка перемены передач состоит из двух пар шестерен: первая пра с числом зубьев Z_{1 и} Z_2, вторая пара с числом зубьев Z₃ и Z₄.

Шестерня Z₂ – подвижная по промежуточному валу и может выходить из зацепления с Z_1. Прямая передача может включаться с помощью кулачковой муфты при разъединении шестерен Z_{1 и} Z_2.

Передаточное отношение коробки перемены передач вычисляется по выражению:

i_p = i₁ *i_2.

Передаточное отношение первой зубчатой пары i₁ =Z₂ /Z₁ , а второй i₂ =Z₄ /Z₃ т.е. i_p =(Z₂ /Z₁) *( Z₄ /Z₃)=120/24*100/20=25.

Передаточное отношение конических шестерен главной передачи: i_k =Z₆ /Z₅ =50/25=2

Общее придаточное положение i_общ= i_p * i_k =25*2=50.

Частота вращения выходного вала коробки передач п_вых=п_g /i_p=1000/25=40 об/мин; а ведомого вала п_вед=П_вых/i_k=40/2=20.

М_дв= Р_т*R=0,085*1*70=5,95

Крутящий момент на ведомом валу: м_ведом=М_дв *i_общ=5,95*50=297,5.

9.Прочностный расчет узлов и деталей двигателя.

9.1. Поршень.

Поршень рассчитывается на сжатие от силы давления газов P_r по наименьшему сечению, расположенного выше поршневого пальца, на удельное давление тронка, на прочность днища, а поверхность опорных гнезд пальца (бобышек) проверяется на наибольшее удельное давление (рис.7)

Напряжение сжатия определяется из выражения:

Н/см²,

Где – наименьшее сечение поршня над пальцем (в большинстве конструкций проходит по канавке последнего кольца), см².

Т.к.; Н;

То диаметр поршня , см,

Где – максимальное давление газов в цилиндре.

Допустимое напряжение для поршней из алюминиевых сплавов

= 50,0 …70,0 Н/мм², и для стальных =100 Н/мм².

Расчет тронка поршня на удельное давление и определение длины направляющей части производится по формуле , где= (0,07…0,11);=2…7 кг/см².

Днище поршня рассчитывается на изгиб. При плоском днище условие прочности (максимально-допустимое напряжение изгиба) имеет вид

, где - толщина днища поршня, мм.

Допустимое напряжения на изгиб днищ для алюминиевого поршня

= 700 н/мм², а для остальных = 100 н/мм².

При проектировании используются эмпирическими зависимостями, установленными практикой.

Толщина днища алюминиевых поршней 8 = (0,1 ... 0,12) Д и стальных (0,06 ... 0,1) Д.

Толщина стенки поршня за кольцами принимается равной (0,05

... 0,07) Д;

Общая длина поршня Lп = (1,2 ... 1,8)S, Где S - ход поршня, S = 2R, [мм]

Расстояние от нижней кромки поршня до оси пальца С = (0,7 ... 1,2) Д.

Поверхность опорных гнезд пальца (бобышек) проверяется на

наибольшее удельное давление.

Р max = Р г. шах / d_п * lп, н/мм'

Где d_п - наружный диаметр поршнего пальца, мм, d_п / Д = 0,4. ln - длина гнезд пальца, мм, ln = 2 d_n .

Допускаемые удельные давления составляют [р] = 20 ... 40, н1мм²

9.2. Поршневой палец.

Поршневой палец проверяется по наибольшему давлению сгорания Р г. шах = Р 4 на изгиб и на срез.

Палец рассматривается как балка с равномерно распределенной на-

грузкой и концами, лежащими на опорах.

Изгибающий момент относительно опасного сечения 1 -1:

Ми = Р_г._тах/2 (L/2 - а/4), н*см, L = Д - d_n, Где L - расстояние между опорами, см,

а - длина подшипников верхней опоры шатуна, см, а = d_ll

Напряжение изгиба

cr_и = Ми / w_и, н/см"; ~ [cr_и],

где W и - момент сопротивления изгибу w_и= 0,1 * ((d⁴_п - d\) / d), см:',

Где d_B - внутренний диаметр поршневого пальца, см; d_B = 0,5* d, [cr_и] = 1200 н/см² для углеродистой стали.

Срезывающие напряжения пальца cr_cp = Р г. шах / 2F < [cr_cp] . F - поперечное сечение пальца, см",

F=(1t/4)* (d²_п-d²_в)

[cr_cp] = 500 ... 600 н/см².

Литература.

1. Росляков Е. «Энергосиловое оборудование систем жизнеобеспечения»: учебник / Е. Росляков, и. Кравчук, В. Гладкевич, А.Дружинин. - СПб: Политехника, 2004. - 350 с.: ил.

2. «Многоцелевые гусеничные и колесные машины.» Под ред. Акад., докт. техн. наук,проф. Г.И.Гладкова - М: Транспорт, 2001. - 214 с.

3. Скойбеда А.Т и др. «Детали машин и основы конструирования» учебник / А.Т. Скойбеда. - М:, Высшая школа, 2000. - 584 с.

20