Билет № 25

121. Элементы, подлежащие расчету в основных деталях кривошипно-шатунного механизма: поршне, поршневом пальце, поршневом кольце, шатуне, коленчатом вале. Характер разрушения этих элементов и принцип расчета.

Рис. 4. Кинематическая схема механизма: 1 – кривошип; 2 – шатун; 3 – ползун

Кривошипно-шатунный механизм ОАВ (рис. 4) состоит из звеньев: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - ползун. Неподвижная стойка образует четвертое звено. Звенья соединены друг с другом шарнирами О, А и В. Кривошип ОА совершает вращательное движение относительно неподвижной точки О. При этом шатун АВ движется плоскопараллельно, а ползун В - возвратно-поступательно вдоль горизонтальной направляющей.

Определение закона движения основных точек механизма.

Закон (уравнение) движения точки устанавливает зависимость положения точки в пространстве от времени. Существует три способа задания движения точки: векторный, координатный, естественный [7, 9].

Воспользуемся координатным способом задания движения: выберем связанную с телом отсчета систему декартовых координат Оху.

Для расчета основных кинематических параметров за основу примем расчетную схему, представленную на рис. 5.

Рис. 5. Расчетная схема механизма

Зададим уравнения движения точек в координатной форме:

,

- угол поворота кривошипа ОА, рад;

- угловая скорость вращения кривошипа ОА, рад/сек;

- угол наклона шатуна АВ к горизонту, рад.

Точка С является центром масс шатуна АВ. Согласно рекомендациям [4], для шатуна АВ примем соотношения длин: АС = 0,3 l; СВ = 0,7 l.

Ответ в книге Колчин стр.156

122. Мосты автомобилей. Классификация мостов. Анализ конструкций мостов. Методика определения сил и моментов, действующих на балки мостов, поворотные цапфы, шкворни.

Мост автомобиля - агрегат , соединяющий колеса одной оси между собой и через подвеску - с несущей системой. Передний и задний мосты автомобиля воспринимают действующие между опорной поверхностью и рамой или кузовом вертикальные, продольные и поперечные нагрузки, которые передаются элементами подвески. При передаче крутящего момента на ведущем мосту возникает реактивный момент, стремящийся повернуть мост в направлении, противоположном направлению вращения ведущих колес. При торможении на мосты автомобиля действуют тормозные моменты, имеющие обратное направление. Обычно эти моменты передаются от мостов на раму через рессоры, но при балансирной, пневматической и независимой подвесках для их передачи используют рычаги или штанги. В настоящее время различают следующие типы мостов: ведущие, управляемые, управляемые ведущие и поддерживающие. Ведущие мосты применяют в качестве заднего и среднего (или промежуточного) моста автомобиля; управляемые - в качестве переднего моста заднеприводных автомобилей; а управляемые ведущие - в качестве переднего моста переднеприводных автомобилей или автомобилей со всеми ведущими колесами. Управляемые задние мосты применяют исключительно на многоприводных автомобилях, предназначенных для движения по бездорожью. Поддерживающие мосты - в качестве заднего или промежуточного мостов с целью повышения грузоподъемности автомобиля. Они служат только для передачи вертикальных нагрузок от рамы к колесам. Ведущий мост выполняют в виде пустотелой балки, внутри которой размещены узлы трансмиссии: элементы главной передачи, дифференциал и полуоси. Концы балки используются для установки подшипников ступицы колес. Балка имеет фланцы для присоединения опорных дисков или суппортов тормозных механизмов, а также площадки для крепления рессор или кронштейны для установки подвесок других типов.

Мосты автомобиля

Общие сведения

Схема организации передачи крутящего момента от раздаточной коробки ведущим колесам автомобиля

1 — Картер дифференциала переднего моста

2 — Картер (рукав) выходного вала переднего моста

3 — Левый приводной вал

4 — Ступичная сборка

5 — Раздаточная коробка

6 — Картер дифференциала заднего моста

Передний мост автомобиля

Передачу крутящего момента от карданного вала передним колесам автомобиля в режиме 4WD обеспечивают оборудованная неблокируемым дифференциалом гипоидная главная передача и пара оснащенных шарнирами равных угловых скоростей приводных валов.

Между дифференциалом и левым приводным валом в рукаве моста установлен выходной вал редуктора.

Ступицы передних колес стандартно комплектуются автоматическими муфтами свободного хода с вакуумным приводом, которые в случае необходимости могут быть заменены автоматическими обгонными, либо механическими с ручным переключением.

Задний мост автомобиля

Задний мост автомобиля имеет неразрезную конструкцию. Помещенные внутрь картера моста пара полуосей привода колес введены в зацепление с боковыми шестернями неблокируемого дифференциала гипоидной главной передачи, воспринимающей крутящий момент от заднего карданного вала. На полноприводных бензиновых моделях, оборудованных двигателем DOHC, задний мост может опционально укомплектовываться самоблокирующимся дифференциалом ограниченного проскальзывания (LSD).

Мосты автомобиля служат для поддерживания рамы и кузова и передачи от них на колеса вертикальной нагрузки, а также для передачи от колес на раму (кузов) толкающих, тормозных и боковых усилий.

В зависимости от типа устанавливаемых колес мосты подразделяются на ведущие, управляемые, комбинированные (ведущие и управляемые одновременно) и поддерживающие.

Ведущий мост предназначен для передачи на раму (кузов) толкающих усилий от ведущих колес, а при торможении — тормозных усилий.

Ведущие мосты:

а — разъемный;

б — неразъемный штамповано-сварной;

в — неразъемный литой.

Ведущий мост представляет собой жесткую пустотелую балку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы ведущих колес, а внутри размещены главная передача, дифференциал и полуоси. В зависимости от конструкции балки ведущие мосты бывают разъемные и неразъемные (цельные), а по способу изготовления балки — штампованно-сварные и литые.

Картер разъемного ведущего моста (рис., а) обычно отливают из ковкого чугуна, и он состоит из двух соединенных между собой частей 2 и 3, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых запрессованы и закреплены стальные Трубчатые кожухи 1 полуосей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов. Разъемные ведущие мосты применяются на легковых автомобилях, грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

Картер неразъемного штамповано-сварного ведущего моста (рис., б) выполняется в виде цельной балки 9 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состоит из двух штампованных стальных половин, сваренных в продольной плоскости. Средняя часть балки моста предназначена для крепления с одной стороны картера главной передачи и дифференциала, с другой — для установки крышки. К балке моста приварены опорные чашки 7 пружин подвески, фланцы 6 для крепления опорных дисков тормозных механизмов и кронштейны 8, 10 крепления деталей подвески. Неразъемные штамповано-сварные ведущие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми неразъемными мостами имеют меньшую массу и меньшую стоимость изготовления.

Неразъемный литой ведущий мост (рис., в) изготовляют из ковкого чугуна или стали. Балка 13 моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовываются трубы 11 из легированной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы 12 предназначены для крепления опорных дисков тормозов. Неразъемные литые ведущие мосты получили применение на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габариты.

Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные мосты, так как для доступа к главной передаче и дифференциалу не требуется снимать мост с автомобиля.

Управляемый мост представляет собой балку с установленными по обоим концам поворотными цапфами. Балка 4 (рис.) кованая, стальная, имеет обычно двутавровое сечение. Средняя часть балки выгнута вниз, что позволяет более низко расположить двигатель. Шкворень 16 закреплен неподвижно в бобышке балки клиновым болтом 3. Поворотная цапфа 9 установлена на шкворне на бронзовых втулках 1 и 8, запрессованных в отверстия ее проушин. Поворотные рычаги 18 вставлены в конические отверстия проушин цапфы и закреплены гайками. Между балкой моста и поворотной цапфой установлен опорный подшипник. Он состоит из двух шайб 6 и 7, нижняя из которых неподвижно сидит в расточке и одевается вместе с цапфой. Осевой зазор между поворотной цапфой и балкой регулируют прокладками 2. К поворотной цапфе болтами прикреплен опорный диск колесного тормозного механизма. На цапфе на двух конических роликовых подшипниках установлена ступица 10 переднего колеса. Подшипники ступицы закреплены гайкой 11, которая фиксируется замочным кольцом, шайбой и контргайкой. Гайкой 11 также регулируется затяжка подшипников во время эксплуатации.

Комбинированный мост выполняет функции ведущего и управляемого мостов. К полуосевому кожуху комбинированного моста прикрепляют шаровую опору, на которой имеются шкворневые пальцы. На последних устанавливают поворотные кулаки (цапфы). Внутри шаровых опор и поворотных кулаков находится карданный шарнир (равных угловых скоростей), через который осуществляется привод на ведущие и управляемые колеса (см. рис.).

Передний мост грузового автомобиля ЗИЛ-130:

1 и 8 — втулки шкворня;

2 — регулировочные прокладки;

3 — клиновой болт;

4 — балка моста;

5 — поперечная рулевая тяга;

6 и 7 — шайбы опорного подшипника;

9 — поворотная цапфа;

10 — ступица колеса;

11 — регулировочная гайка;

12 — контргайка;

13 — замочная шайба;

14 — сальник;

15 — тормозной барабан;

16 — шкворень;

17 — продольная рулевая тяга;

18 — поворотный рычаг.

Поддерживающий мост предназначен только для передачи вертикальной нагрузки от рамы к колесам автомобиля. Он представляет собой прямую балку, по концам которой на подшипниках смонтированы поддерживающие колеса. Поддерживающие мосты применяют на прицепах и полуприцепах, а также на легковых автомобилях с приводом на передние колеса.