Спроектировать детали и узлы грузового автомобиля

 

Министерство  образования саратовской области ГОУ СПО ПКТиМ 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

на тему: “Спроектировать детали и узлы грузового автомобиля”

по дисциплине техническая механика 
 
 

Выполнил:

студент группы 761

Кутепов А.О

Проверил:

Емельянцев  А. В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2010 г. 

ВВЕДЕНИЕ 

Расчет элементов  конструкции и подбор стандартных  изделий грузового автомобиля.

Грузовой автомобиль, база которого 4м, колея 2,4 м. Движущийся со скорость 80 км/ч. Имеющий три центра тяжести: двигателя – 33кН, кабины – 8кН, кузова – 70кН. Расстояние между: центром передней оси и центром тяжести двигателя – 1 м; центрами тяжести кабины и кузова – 2 м; центром тяжести кузова и центром задней оси – 0,4 м; центром колеса и центром рессоры – 0,25.  

Актуальность  данной темы в том при проектировании автомобиля нужно учитывать: положение  центра тяжести; нагрузки на оси, подшипники; изгибающий момент на полуоси колес  в месте опоры под подшипник. 

Задание:

•    определить положение центра тяжести и дать расчетную схему,

•    определить нагрузку на переднюю ось,

•    определить нагрузку на подшипник колеса,

•    рассчитать нагрузку на колесо,

•    определить величину изгибающего момента на полуоси колеса в месте опоры  на подшипник и дать эпюру нагружения,

•    из условий прочность на изгиб определить размер поперечного сечения под  ось подшипником полуоси колеса, подобрать тип и номер подшипника по статической грузоподъемности.

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение…………………………………………………………………………2
2. Основная часть…………………………………………………………………..4
3. Заключение ……………………………………………………………………...8
4. Литература……………………………………………………………………….9

 

2. ОСНОВНАЯ  ЧАСТЬ

1. Определение положения центра тяжести грузового автомобиля.

Вводим систему координат: х, о, у, в которой определяем координаты по х центров тяжести G₁, G₂, G_3.

                                                

                                                               Рисунок 1

х₁ = l₁ = 1м.

х₂ = В – l₂ - l₃= 1,6 м.

х₃ = В – l₃ = 3,6 м.

G = 111(kH)

Формула для  определения центра тяжести грузового  автомобиля по оси: 

Зная положение  центра тяжести грузового автомобиля представим его как двух – опорную  балку с опорами на осях и составив уравнение равновесия суммы вращающих  моментов относительно осей найдем реакцию  в опорах т.е. нагрузку на ось. 
 

R_A           G    R_Б

  A     x_c =      Б 

                     B 

                      Рисунок 2

∑М_А = 0

- G ∙ l₅ + R_Б ∙ В = 0;  

∑М_Б = 0

- R_A ∙ B + G ∙ (B – l₃) = 0 

В соответствии с заданием рассматриваем нагрузку на колеса передней оси.

Ввиду симметричности приложения нагрузки RB нагрузка на колеса определяется: 

Учитывая предыдущие рассуждения можно записать величину нагрузки на подшипники. 

Нагрузка на колеса действуя на плече l₄ создает на оси в точке установки опор изгибающий момент.

M_max = Rc ∙ l₄ = 37,5 ∙0,25 = 9,4 kH∙м.

Принимаем в  качестве материала оси конструкционную  углеродистую сталь 45 ГОСТ 1050-88 [ _и] = 220 мПа

Условия прочности  на изгиб осей колеса 

Круглое поперечное сечение диаметра d для которого W_o = 0,1 d³ 
 

Окончательно  принимаем диаметр оси под подшипниками 100 мм.

d_пр = 100 мм.

Подбор подшипников  при движении автомобиля. В случае, когда автомобиль движется со скоростью, при которой частота вращения колес больше 1 об/мин подбор подшипников производится по динамической грузоподъемности: 
 
 

С_расч – расчетная динамическая грузоподъемность [H].

Р_экв – эквивалентная расчетная нагрузка.

n_k – частота вращения колеса [об/мин].

L_h – расчетная долговечность подшипников [ч.].

Принимаем L_h – 20000 часов.

10⁶ – перевод в миллионы оборотов.

х – коэффициент  радикальной нагрузки, х = 1.

V – коэффициент вращения колец (внутреннее V = 1, наружное V = 1,2).

R_max – максимальная нагрузка на подшипник R_E^’ R_C^’.

K_τ – температурный коэффициент т.к. не температура должна превышать 90º при работе подшипника K_τ = 1.

m – показатель степени; для шариковых m = 3, для роликов m =

* – скорость движения автомобиля [м/с].

d_K – диаметр колеса автомобиля

* = 80 км/ч.

d_K = 600 мм.

После определенного  диаметра под подшипником выбираем номер радиального шарикового или  роликового с выписыванием динамической грузоподъемности, а также D, B, d внутреннего посадочного диаметра определенного выше.

Если d (40 мм) – вала то внутренний диаметр подшипника  d_p = 40 ∙ 5 = 200 т.е. номер подшипника должен быть 320 или 220.

№ 3113168

D = 230 мм

B = 70 мм

C = 520000 Н

C_o = 410000 Н

Проверяем выбранный  подшипник на долговечность динамической грузоподъемности. Определяем скорость движения автомобиля в м/с. 

Д_к = 600 мм. 

Определяем Р_экв = 1 ∙ 1 ∙ 37,2 ∙ 10³ ∙ 1,5 ∙ 1 = 55800 Н.

Определяем расчетную  динамическую грузоподъемность:

_{Н =} 530,1 кН.

По таблице  ГОСТа получается что выбранный  подшипник не проходит по грузоподъемности .Принимаем динамическую грузоподъемность 520 кН, т.к разница составляет 2%, что является допустимым.

∆ = * 100% 

∆ = = 2%             

Это означает, что  необходимо принять роликовый подшипник ГОСТ 5721-75 с

d = 100 мм, требования динамической грузоподъемности удовлетворяет подшипник для данной оси автомобиля.

 

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной контрольной работе определил положение  центра тяжести и дал расчетную  схему, определил нагрузку на заднюю ось, определил нагрузку на подшипник  колеса, рассчитал нагрузку на колесо,  определил величину изгибающего  момента на полуоси, колесо в месте  опоры на подшипник и дал эпюру  нагружения  из условий, прочность  на изгиб, определил размер поперечного  сечения под ось подшипника полуоси  колеса, подобрал тип  и номер  подшипника по статической грузоподъемности. 
4.ЛИТЕРАТУРА

Курмаз  Л.В., Скойбеда А.Т. - Детали машин. Проектирование – 2005 – 309 с.

Эрдеди  Н.А. Эрдеди А.А. Детали машин. Академия – 2003 – 288 с.

Вереина Л.И.   Краснов М.М. Техническая  механика. Академия – 2004 – 176 с.

ГОСТ  5721-75– 27 с. SNR.COM.RU - Роликовые подшипники.