Основы расчета конструкции АТС

Определим предельные углы поперечного уклона дороги по условиям опрокидывания и заноса на 1-ом и 4-ом участках перегона φу1=0,7; φу4=0,17 [2]:

βоп = arctg (1,93 / 2. 1) =43,9 град

βзан1 = arctg (0,7) = 34,9 град

βзан4 = arctg (0,17) = 9,6 град Определение критической скорости по условиям опрокидывания.

Критическая скорость движения АТС (км/ч) по условию опрокидывания :

υоп =, (1.42)

где R — радиус кривизны полотна дороги в плане, м;

hц — высота центра тяжести, м.

Определяем критическую скорость по условиям опрокидывания для груженого автомобиля (с высотой центра тяжести hц = 1 м) и порожнего (hц = 0,8м) при движении на 1-ом участке перегона по горизонтальному закруглению радиусом 50м:

Определение критической скорости по условиям заноса.

Критическую скорость АТС (км/ч) по условию заноса определяем по формуле:

υзан =. (1.43)

Определяем критическую скорость по условиям заноса при движении на 4-ом участке перегона по горизонтальному закруглению радиусом 30м:

.

Определение зависимости критической скорости от радиуса поворота Критическую скорость АТС по условию заноса определяем для двух значений коэффициента сцепления φ = 0,4 и φ = 0,8 и различных значениях радиуса поворота и заносим в табл. 13.

Таблица 13 — Значения критической скорости АТС по условию заноса и опрокидывания

R, м 40 50 60 70 80 90 100 υзан при φ = 0,8 63,8 71,3 78,1 84,3 90,2 95,6 100,8 υзан при φ = 0,4 45,1 50,4 55,2 59,6 63,8 67,6 71,3 υоп 70,0 78,3 85,8 92,6 99,0 105,0 110,7

Оценка свойств поворачиваемости автомобиля в груженом состоянии.

При оценке поворачиваемости ограничимся вычислениями углов увода шин передней и задней оси под действием поперечной силы. Углы увода вычисляются для поперечной нагрузки, равной 40% от веса, приходящегося на соответствующую ось в груженом состоянии автомобиля.

Угол увода шины (град) вычисляется по формуле:

δУВ = RУ / КУВ, (1.44)

где КУВ — коэффициент сопротивления уводу шины Кув (Н/рад) вычисляется по эмпирической зависимости КУВ = 5. ВШ. (ДШ + 2. ВШ). (РШ + 1), (1.45)

где Вш, Дш — ширина и диаметр обода шины, в дюймах (Вш = 9; Дш = 20)

Рш — внутреннее давление в шинах, Н/см 2(для передних 60 Н/см 2, задних 40 Н/см 2).

Н/рад

Н/рад

2 Расчет коробки передач

Расчет коробки передач может быть проектировочным и поверочным. В данном разделе производится поверочный расчет коробки передач, так как в задании на курсовое проектирование задана конкретная марка АТС.

На рисунке 2.1 представлена коробка передач автомобиля ЗиЛ-4331

Произведем поверочный расчет коробки (согласно задания).

Рисунок 2.1 — Вариант коробки автомобиля ЗиЛ-4331

2.1 Расчет деталей коробки передач на прочность

2.

1.1 Расчет шестерни

При расчете шестерен на прочность в зубьях определяются напряжения изгиба и сжатия. Напряжение изгиба для прямозубых шестерен

; (2.1)

для косозубых шестерен

(2.2)

где Р = МmaxUк/rо — окружная сила, Н;

mн — нормальный модуль косозубых шестерен mн=dcosβ/z, прямозубых шестерен mн=d/z;

Uк — предаточное число включенной передачи;

b — ширина шестерни, м;

β - угол наклона зубьев (β=20о);

r и d — радиус и диаметр делительной окружности, м;

z — число зубьев;

у — коэффициент формы зуба.

; (2.3)

zв — число зубьев ведущей шестерни.

Произведем расчет напряжений Пример расчета ведущей шестерни 4-й передачи

.

Р = 389,82 .1,38/0,0695=7724 Н

mн=139. cos 20/91 =4мм Расчет шестерни на износ. Для расчета необходимо рассчитать контактные напряжения

; (2.3)

где Е -модуль упругости, 8 104 МПа;

b — ширина контакта зубьев, 25,48 мм;

α - угол зацепления (20о)

ro1 и ro2 — радиусы делительных окружностей шестерен зубчатой пары ro1 = 0,0695, ro2 = 0,3 475 м.

.

Для стали 18 ХГТ, допускаемое напряжение изгиба 700−800 МПа, а допускаемые контактные напряжения 1000−1200 МПа. Полученные расчетные данные удовлетворяемым условиям.

2.

1.2 Расчет валов

В коробке передач ее валы работают на кручение и изгиб.

Расчет валов в коробке передач выполняют в такой последовательности: вторичный вал, промежуточный вал, первичный вал. Определение реакции опор необходимо начинать со вторичного вала, так как для расчета первичного вала нужно знать реакции на переднюю опору вторичного вала, расположенную в его торцевой части.

2.

1.2. 1 Расчет вторичного вала

При расчете вторичного вала сначала определяют силы девствующие на шестерни включенной передачи (4-я передача, рис. 2.2)

Рисунок 2.2 — Схема сил

Окружная сила Р = МmaxUк/rо = 7724 Н (п.

2.1. 1)

Осевая сила

Q= Рtgβ = 7724. 0,363 = 2811 Н Радиальная

R = Р tgα/cosβ = 7724. 0,363 / 0,939 = 2984 Н Далее определяем реакции опор вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также суммарные реакции опор RC и RD.

Rc = P m/l; RD = P n/l (2.4)

Rc = 7724. 0,227/0,333 = 5265 Н;

RD = 7724. 0,106/0,333 = 2458 Н.

Далее рассчитаем изгибающий момент

МизгC = RC n; МизгD = RD m; (2.5)

МизгC = 5265. 0,106 = 558 Нм; МизгD = 2458. 0,227 = 558 Нм.

Крутящий момент Мкр = Р ro = 7724. 0,3 475 = 268,4 Нм Результирующий момент

(2.6)

(2.7)

Нм Нм По значениям результирующих моментов рассчитывают результирующие напряжения от изгиба и скручивания вторичного вала

; (2.8)

где d -диаметр вала, м.

Шлицы вторичного вала рассчитывают на смятие

; (2.9)

где Мкрмах — максимальный крутящий момент на валу, Нм;

lш — длина шлицов, м;

i — число шлицов.

2.

1.2. 2 Расчет промежуточного вала

При расчете промежуточного вала (рис.

2.3) вначале определяют силы, девствующие силы на шестернях постоянного зацепления:

Окружная сила Рпз = Мmax/rпз Осевая сила

Qпз= Рпз tgβ

Радиальная

Rпз = Рпз tgα/cosβ

Рпз = 389,8/0,0791 = 4928 Н

Qпз = 4928. 0,363 = 1788 Н

Rпз = 4928. 0,363 / 0,939 = 1903 Н Рисунок 2.3 — Схема сил

Затем определяем силы на шестерни четвертой передачи промежуточного вала Окружная сила Р = МmaxUпз/rо = 389,8. 2,2 / 0,0695 = 12 393 Н Осевая сила

Q= Рtgβ = 12 393. 0,363 = 4499 Н Радиальная

R = Р tgα/cosβ = 12 393. 0,363 / 0,939 = 4791 Н

Заключение

В результате проделанной работы были выбраны исходные данные и рассчитаны эксплуатационные свойства автомобиля ЗиЛ-433 1.

Рассчитана внешне-скоростная характеристика ДВС. Рассчитан силовой баланс. Результаты расчета показали, что значение максимальной скорости соответствует паспортным данным. Рассчитаны показатели тормозной динамики.

Показатели тяговой динамики (время и путь разгона) соответствуют характеристикам указанных в паспортных данных данной марки АТС.

Произведен поверочный расчет элементов коробки передач. Результаты расчетов не превышают допустимых значений.

Список использованных источников

Справочник НИИАТ. Том 2 / стр. 255

Тепляшин М. В. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Автомобили» (ч.2 анализ конструкций, элементы расчета АТС). Часть 1 Анализ эксплуатационных свойств проектируемого АТС.

Автомобили: Конструкция и элементы расчета/ В. К. Вахламов. М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 480 с.

Автомобили. Конструкция, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля. Учебное пособие для вузов/ Н. А. Бухарин, В. С. Прозоров, М. М. Щукин. — Л.;Машиностроение, 1973.

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Пров.

Консул.

Н.контр.

Утв.

Эсаулов А.

Крикун С.Н.

КП190 601.

97 303.

Лист

Листов

Д

П

СВГУ, кафедра автомобильного транспорта, ААХз-(6)

Стадия

Анализ тяговых свойств АТС Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Разраб.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Разраб.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Разраб.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Разраб.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Разраб.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Разраб.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Разраб.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Разраб.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

КП190 601.

97 303.

Лист