Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Кузбасский государственный технический университет
Кафедра автомобильных перевозок
Расчет полуосей
Методические указания к практическим занятиям по курсу
Требования к конструкции подвижного состава
для студентов специальности 190701.01 Организация перевозок и управление на транспорте (Автомобильный транспорт)
Составители А. В. Буянкин
В. Г. Ромашко
Рассмотрены и утверждены
на заседании кафедры
Протокол №78 от 07.02.2008
Рекомендованы к печати
учебно-методической комиссией
специальности 190701.01
Протокол №78 от 07.02.2008
Электронная копия
хранится в библиотеке
главного корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2008
Общие положения
Цель курса Требования к конструкции подвижного состава – дать студентам инженерные знания, необходимые для объективной оценки конструкций автотранспортных средств (АТС), их агрегатов и систем.
В данном курсе решаются следующие задачи:
знакомство с основными требованиями к конструкциям АТС, их агрегатов и систем, изучение выходных и оценочных параметров агрегатов и систем АТС;
изучение условий эксплуатации и нагрузочных режимов агрегатов и систем АТС;
изучение рабочих процессов агрегатов и систем АТС, оценка влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на рабочие процессы и выходные параметры агрегатов и систем АТС;
знакомство с основами расчета агрегатов и систем АТС на прочность и долговечность.
При изучении данного курса необходимо в первую очередь рассмотреть требования, предъявляемые к конструкции агрегатов и систем АТС, и проанализировать, как эти требования выполняются в существующих конструкциях. Основное внимание следует уделить изучению рабочих процессов и выходных параметров агрегатов и систем АТС. При этом необходимо выделить связи между рабочими процессами, нагрузочными режимами и требованиями к конструкции, а также отметить влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на рабочие процессы и выходные параметры агрегатов и систем АТС.
Проектирование трансмиссии автомобиля обычно осуществляется в такой последовательности: в зависимости от назначения автомобиля определить принципиальную схему трансмиссии, рассмотреть основные характеристики, выбрать принципиальные схемы агрегатов, провести их конструирование и выполнить расчеты на прочность основных деталей. При этом конструктор анализирует существующие конструкции, оценивает их конструктивные, производственные и эксплуатационные достоинства и недостатки, учитывает преемственность, особенности производства и возможности широкой унификации между существующими и проектируемыми образцами.
1 Нагрузочные режимы полуосей
Передача крутящего момента от межколесного дифференциала к ведущим колесам в зависимости от конструкции подвески, а также от того, управляемые колеса или нет, осуществляется с помощью цельных валов – полуосей или карданных передач с синхронными шарнирами. Полуоси применяются в приводе ведущих неуправляемых колес при зависимой подвеске.
Классификация и требования к полуосям рассмотрены в [3, 4, 5].
При расчетах полуосей используются следующие нагрузочные режимы:
передача максимальной силы тяги;
экстренное торможение;
занос;
переезд через неровности с учетом динамических нагрузок.
На режиме передачи максимальной силы тяги учитываются следующие нагрузки.
Максимальный
момент по двигателю
,
Нм, определяют по
формуле
,
(1.1)
где
– передаточное число дополнительной
коробки на низшей ступени (учитывается
в том случае, если в трансмиссии
установлена дополнительная коробка);
– коэффициент
блокировки дифференциала;
– число симметричных дифференциалов
в трансмиссии.
Коэффициент блокировки дифференциалов [5]:
легковых автомобилей – = 0,05 ÷ 0,1;
грузовых автомобилей – = 0,1 ÷ 0,15.
Максимальный
момент по сцеплению
,
Нм,
определяют по
формуле
,
(1.2)
где
–
сцепная масса (масса, приходящаяся на
ведущий мост), кг;
– продольный коэффициент сцепления;
– динамический радиус колеса;
коэффициент динамического изменения
нормальных
реакций на ведущих колесах.
Продольный коэффициент сцепления = 0,8 [5] .
Коэффициент динамического изменения нормальных реакций на задних ведущих колесах – = 1,1 ÷ 1,2 [5].
Из двух определенных моментов для дальнейших расчетов принимается меньший.
Нормальную реакцию
,
Н, рассчитывают по формуле
.
(1.3)
Продольную реакцию
,
Н, определяют по формулам
.
(1.4)
.
(1.5)
Из двух определенных продольных реакций для дальнейших расчетов принимается меньшая.
На режиме экстренного торможения учитывается нормальная и продольная реакции.
Нормальную
реакцию
,
Н, рассчитывают по формуле
,
(1.6)
где индекс "" означает, что данный параметр используется при экстренном торможении.
Коэффициент
динамического изменения нормальных
реакций на задних ведущих колесах в
режиме экстренного торможения –
= 0,8 ÷ 0,9 [5].
Продольные
реакции
,
Н, определяют по формуле
.
(1.7)
Нормальную реакцию , Н, на режиме заноса определяют по формуле
,
(1.8)
где
– высота центра масс, м;
– поперечный
коэффициент сцепления;
В – колея ведущих колес, м; "+" –
для внутренней по отношению к направлению
заноса полуоси; "–" – для внешней
полуоси.
Высота центра масс для легковых автомобилей принимается равной диаметру колеса.
Поперечный коэффициент сцепления – = 1,0 [5].
Боковую реакцию
,
Н, определяют по формуле
.
(1.9)
На
режиме переезда через неровности с
учетом динамических
нагрузок динамическую реакцию
,
Н, рассчитывают по
формуле
,
(1.10)
где
– коэффициент динамичности.
Коэффициент динамичности [5]:
для легковых автомобилей – = 1,5 ÷ 1,75;
для грузовых автомобилей – = 1,8 ÷ 2,0;
для АТС повышенной проходимости – = 2,0 ÷ 2,5.