Расчет карданной передачи

     Тогда получаем 

     

. 

     3) Выбираем размеры наружного и  внутреннего диаметров карданного  вала по ГОСТ 5005 – 82 и значениям крутящих моментов, соответствующих статическим уровням напряжений кручения в карданных валах грузовых автомобилей ( ). Принимаем наружный и внутренний диаметры карданного вала соответственно равными и мм.

     4) Определяем допустимую длину  карданного вала. 

      ,    (5.3) 

     где и – соответственно наружный и внутренний диаметры карданного вала, см.  

     После подстановки значений получаем 

     

. 

     Длины карданных валов принимаем равными  80 см и 43 см.

     Основные  размеры крестовин и вилок  выбираем из отраслевого стандарта  ОСТ 37.001.068 – 86 «Шарниры карданные неравных угловых скоростей. Основные технические требования».

     В качестве определяющего размера  карданного шарнира принимаем размер между торцами крестовин, значение которого должно быть равно или больше меньшей из следующих величин 

        или ,   (5.4) 

     где – момент, определяемый по формуле (5.2), для дизельных двигателей умножаем на коэффициент, равный ;

           – вес, приходящийся на  мост, к которому подводится момент  через рассчитываемую карданную  передачу, при полной нагрузке  автомобиля, , 

      , ,      (5.5) 

     где – полная масса на приводную ось, – ускорение свободного падения. Получаем  

     

; 

           – коэффициент сцепления  шин с дорогой;

           – передаточное число главной  передачи. 

     Получаем 

     

< . 

     Определенный  таким образом размер соответствует карданным шарнирам автомобилей с дизельными двигателями. Зная размер , выбираем соответствующий типоразмер карданного шарнира. Параметры крестовины выбранного карданного шарнира:

     - передаваемый момент 9,5 кН∙м;

     - высота по шипам Н=165мм;

     - диаметр шипа 45 мм. 

     5.2 Прочностной расчет  крестовины карданного  шарнира 

     Расчетная схема крестовины представлена на рисунке 5.1. 

     

     Рисунок 5.1 – Расчетная схема крестовины карданного шарнира 

     При расчете крестовины карданного шарнира  определяют следующие параметры.

     1) Расчетный крутящий момент  на карданном валу.

     В качестве расчетного принимаем момент из формулы 5.2, который равен 

     2) Условно сосредоточенную нормальную  силу, действующую в середине  шипа, 

      , ,     (5.6) 

     где – расстояние между серединами игольчатых роликов противоположно расположенных карданных подшипников, ;

           – угол установки карданного  вала. 

     

 

     3) Напряжение изгиба шипа  

      , ,     (5.7) 

     где – плечо силы , (определяется исходя из того, что сила приложена в середине игольчатого ролика карданного подшипника);

           – момент сопротивления  сечения шипа, , для шипа с отверстием для смазывания  

               (5.8)

     

 

     Оценку  напряженного состояния шипа при  изгибе производим, сопоставляя значение со средним статистическим уровнем напряжений изгиба (  )

     Получаем  напряжение изгиба шипа, равное 

     

 

     Следовательно, условие выполняется.

     4) Напряжение среза шипа  

      , .          (5.9) 

     Получаем  напряжение среза шипа равным 

     

 

     Следовательно, условие выполняется. 

     5.3 Расчет трубы карданного  вала 

     Расчетная схема трубы карданного вала представлена на рисунке 5.2.

     При расчете трубы карданного вала определяют следующие параметры. 

     1) Критическую частоту вращения карданного вала по формуле 

      ,     (5.10) 

     где и – соответственно наружный и внутренний диаметры карданного вала, 

           – длина карданного вала.  

         

         Рисунок 5.2 – Расчетная  схема трубы карданного вала 

     

 

     2) Напряжения кручения трубы под  действием расчетного момента   

      ,      (5.11) 

     где – момент сопротивления трубы 

     Напряжения  кручения не должны превышать 

     Получаем 

     

< ;

      

     Следовательно, условие выполняется.

     3) Угол закручивания трубы карданного  вала под действием расчетного  момента  

      ,     (5.10)  

     где – полярный момент инерции сечения;

           – модуль упругости при  кручении, для стали  . 

     

 

     Условие жесткости при кручении на 1 м длины вала выполняется.

 

      6 Техническая характеристика  автомобиля 

     Таблица 6.1 – Техническая характеристика автомобиля

 
 

 

      Заключение 

     В курсовом проекте были рассчитаны основные параметры для  бензинового двигателя и трансмиссии автомобиля пятого класса, пятого вида с максимальной скоростью 97 км/ч. Все данные для расчета выбраны из прототипа рассчитываемого автомобиля и дополнительной литературы. В качестве прототипа к проектируемому автомобилю выбрали автомобиль  МАЗ-5551А2-4327. В данном курсовом проекте был произведен проектировочно-тяговый расчет автомобиля, проверочно-тяговый расчет автомобиля, топливно-экономический расчет автомобиля.

     В проектировочно-тяговом расчете  были рассчитаны номинальная мощность двигателя, максимальный крутящий момент и передаточные числа трансмиссии.

     В проверочно-тяговом расчете были рассчитаны кинематические скорости автомобиля по передачам, тяговая характеристика автомобиля, динамическая характеристика автомобиля и характеристики разгона  автомобиля.

     В топливно-экономическом расчете  были рассчитаны баланс и степень  использования мощности и расход топлива.

     В индивидуальном задании была разработана карданная передача, произведен функциональный и прочностной расчет.

     Все основные параметры проектируемого автомобиля предоставлены в таблице 6.1.

     В графической части предоставлены  график тягово-динамического и топливно-экономического расчета, а также сборочный чертеж карданной передачи и рабочие чертежи ее деталей. 

 

      Список использованной литературы 

     1. Роговцев В. Л., Устройство и эксплуатация транспортных средств. – М.: Транспорт, 2000, – 430 с.

     2.Гришкевич А.И. Проектирование трансмиссий автомобиля: Справочник -М.: Машиностроение, 1984, - 272с., ил.

     3. Михайловский Е.В., Устройство автомобиля. – 5-е изд., перераб. и доп.. – М.: Машиностроение, 1985. – 352 с., ил.

     4. Методические указания к выполнению 2-й и 3-й контрольных работ  для студентов-заочников специальности  Т.04.02.00 «Эксплуатация транспортных  средств». – Могилев: ГУ ВПО  «Белорусско-Российский Университет», 2002 –  2 с. 

 

      Приложение А (обязательное)