Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

ЗІЛ-130 - Транспорт

 Розрахунково-пояснювальна записка

до курсового проектуКАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА АВТОМОБІЛЯ ЗИЛ-130

КП 49.00.00.000 ПЗ

Завдання

Спроектувати карданну передачу автомобіля ЗІЛ-130 зі збільшеним на 100% крутним моментом.Оглавленіе Завдання. Введення.

1. Огляд конструкцій ... .

2. Перевірочний розрахунок карданної передачі ...

2.1. Навантажувальні режими карданної передачі ...

2.2. Розрахунок карданного валу ...

2.3. Визначення осьової сили діючої на карданний вал ...

2.4. Оцінка нерівномірності обертання Кордай валів ...

2.5. Розрахунок хрестовини карданного шарніра ...

2.6. Розрахунок вилки кардана ...

2.7. Визначення допустимого зусилля, що діє на голчастий підшипник ...

2.8. Розрахунок критичного числа обертів карданного валу ...

2.9. Матеріал деталей карданного валу ...

Висновки ... ...

Література ... ... Перелік графічного матеріалу:

I. Хрестовина кардана (КП 00.00.00)

II. Вилка кардана заднього моста (КП 00.00.00)

III. Карданна передача автомобіля ЗІЛ-130 в зборі (КП 00.00.000 СБ)

Введення

ЗІЛ-130 один з поширених автомобілів, випуск яких був освоєний в 1964 році. Хоча в даний час автомобіль ЗІЛ-130 не випускається, число таких машин в автогосподарствах досить високе. Високі ціни на бензин і велика витрата палива двигуна автомобіля ЗІЛ-130 обмежують його застосування. Однак, враховуючи економічну ситуацію в країні і фінансові можливості автопідприємств, особливо в сільському господарстві, а саме: неможливість вчасно оновлювати автомобольного парк, ЗІЛ-130 ще буде використовуватися.

У містах, де існує мережа газонаповнювальних станцій, багато автогосподарства переводять ЗІЛ-130 на використання стисненого газу. Але занадто висока вартість газонаповнювальних станцій обмежує їх масове впровадження.

Тому слід розглянути варіант встановлення більш потужного дизельного двигуна, що дозволить використовувати а / м ЗІЛ-130 у складі автопоїзда з 2-ма і більше причепами, тим самим знизити собівартість перевезень. Даний варіант особливо актуальний на збиранні врожаю, перевезення зерна з елеватора на млин і т. Д., Один такий автопоїзд замінить два три одиночних серійні автомобілі. При цьому також підвищаться екологічні показники. Понизиться кількість відпрацьованих газів на тонну перевезеного вантажу. Викид шкідливих речовин (СО, NO, CH) в дизельних двигунах менше, а при використанні сучасної паливної апаратури також знизити вміст сажі.

Припустимо, що дизельний двигун, що вимагає найменшої переробки рухового відсіку автомобіля ЗІЛ-130, має крутний момент 820 н ? М, що на 100% більше ніж у серійного двигуна. Установку даного двигуна можна без проблем зробити в будь-якому автогосподарстві.

Двигун і к.п.п. поставляються разом, задній міст серійний, тому метою роботи є проектування карданної передачі.

Огляд конструкцій

Карданні передачі застосовуються в трансмісіях автомобілів для силової зв'язку механізмів, вали яких не соосни або розташовані під кутом, причому взаємне положення їх може змінюватися в процесі руху. Карданні передачі можуть мати один або кілька карданних шарнірів, з'єднаних карданними валами, і проміжної опори. Карданні передачі застосовуються також для приводу допоміжних механізмів.

До карданним передачам висувають такі вимоги:

- Передача крутного моменту без створення додаткових навантажень в трансмісії (згинаючих, скручують, вібраційних, осьових);

- Можливість передачі крутного моменту із забезпеченням рівності кутових швидкостей ведучого і веденого валів незалежно від кута між сполучаються валами;

- Високий ККД;

- Безшумність;

- Кути нахилу карданних валів повинні бути по можливості мінімальними, оскільки при цьому карданна передача буде працювати з більш високим ККД (проте дуже малі кути можуть викликати ефект брінелленія);

- Жорсткість карданної передачі треба вибирати з урахуванням динамічних характеристик всіх елементів трансмісії;

- Критичні числа обертів карданної передачі повинні бути вище чисел оборотів максимально можливих за умовами експлуатації.

Елементами карданної передачі є карданний вал (вали) карданний шарнір (Рис.3), проміжна опора і пружні муфти. З цих елементів карданні шарніри, відрізняються великою різноманітністю конструкцій і в найбільшого мірою впливають на характеристику карданної передачі.

Тип карданної передачі визначається, як її розташуванням щодо автомобіля, так і типом карданів і наявністю або відсутністю компенсуючого пристрою.

Закрита карданна передача (Рис.1) застосовується для легкових і вантажних автомобілів, в яких реактивний

 Рис.1 Закрита карданна передача

момент в задньому мосту сприймається трубою, карданна передача розміщується всередині труби. Іноді ця труба служить для передачі штовхають зусиль. Оскільки довжина карданного валу в такій конструкції не змінюється при відносних переміщеннях кузова і заднього моста, що компенсує

з'єднання в карданної передачі такого типу відсутній і використовується тільки один карданний шарнір. При цьому нерівномірність обертання карданного валу в деякій мірі компенсується його пружністю.

Відкриті карданні передачі (Рис.2) застосовуються для автомобілів у яких реактивний момент сприймається ресорами або реактивними тягами. Карданна передача повинна мати не менше двох шарнірів і компенсує з'єднання, оскільки відстань між шарнірами в процесі руху змінюється.

 Рис.2 Відкрита карданна передача

На довгобазних автомобілях часто карданна передача складається з двох валів: проміжного та головного. Це необхідно в тих випадках, коли застосування довгого валу може призвести до небезпечних поперечним коливанням,

в результаті збігу його критичної кутової швидкості з експлуатаційної. Короткий вал володіє вищою критичної швидкістю.

 Рис.3 Класифікація карданних шарнірів

Карданні передачі рівних кутових швидкостей (синхронні), застосовують в приводі провідних і одночасно керованих коліс, кут нахилу відомого валу залежно від конструкції шарніра може досягати 450. Деякі конструкції синхронних шарнірів виконуються з компенсуючим пристроєм усередині механізму, тобто універсальними. Прості шарніри відрізняються від універсальних тим, що компенсація осьового переміщення здійснюється не в них, а в шлицевом з'єднанні.

В основі всіх конструкцій карданних шарнірів рівних кутових швидкостей (далі ШРУС) лежить єдиний принцип: точки контакту, через які передаються окружні сили, знаходяться в биссекторной площині валів.

Конструкції таких ШРУСов різноманітні. Розглянемо найбільш застосовувані.

Чотирьохкулькові карданний шарнір з ділильні канавками (типу «Вейс») (Рис.4). Встановлений на ряді вітчизняних автомобілів в приводі управління коліс. При русі автомобіль вперед зусилля передається однією парою кульок; придвижении заднім ходом - іншою парою. ШРУС цього типу забезпечує кут між валами.

 Рис.4 Карданний шарнір типу "Вейс"

 Канавки в кулаках 2 і 3 нарізані по дузі кола радіуса R '. Чотири кульки 6 распологаются на перетині симетрично розташованих канавок 5 в биссекторной площині, що забезпечує рівність кутових швидкостей валів 1 і 4. Шарик 7 центрирующий.

1

2

Переваги:

- Мала трудомісткість виготовлення (найменша в порівнянні з ШРУС інших типів);

- Простота конструкції;

- Високий ККД, тому в ньому переважає тертя кочення;

Недоліки:

- Передача зусилля тільки двома кульками при теоретично точковому контакті призводить до виникнення великих контактних напруг (встановлюється на машини з навантаженням на вісь не вище 25 - 30 кН);

- При роботі виникають розпірні навантаження, особливо якщо центр шарніра не лежить на осі шворня;

- Довговічність в експлуатації зазвичай не перевищує 25 - 30 тис. Км.

Шестішаріковий ШРУС з ділильні важелем (типу «Рцеппа») (Рис.5). Основними елементами цього шарніра є сферичний кулак 4, закріплений на шліцах вала 5 і сферична чашка 3, пов'язана з іншим валом 1. На кулаці і на внутрішній стороні чашки вифрезерувана по шість меридіональних канавок напівкруглого перетину. У канавках розміщено шість кульок, які пов'язані сепаратором 6. При нахилі валів кульки встановлюються в биссекторной площині за допомогою ділильної важеля 2, який повертає направляючу чашку 7, а разом з нею і сепаратор. Пружина 8 служить для стиснуті ділильної важеля до

 Рис.5 Карданний шарнір типу "Рцеппа"

 гнізда в торці вала 5 при зміні положення важеля в результаті нахилу валів. Точність установки кульок в биссекторной площині залежить від підбору плечей ділильної важеля. (На схемі рис. В).

 Карданний шарнір з ділильні важелем допускає максимальний кут g = 37 0.

Переваги:

- Так як зусилля в цьому шарнірі передаються шістьма кульками, він забезпечує передачу великого крутий. моменту при малих розмірах;

- Розпірні навантаження відсутні в шарнірі, якщо центр останнього збігається з віссю шворня;

- Шарнір володіє великою надійністю;

- Високий ККД;

Недоліки:

- Технологічно складний у виготовленні;

- Всі деталі його піддаються токарної і фрезерної обробці з дотриманням суворих допусків, що забезпечують передачу зусиль усіма кульками;

- Висока вартість.

Шестішаріковий карданний шарнір з ділильні канавками (типу «Бірфільд») (Рис.6). На кулаці 4, поверхня якого виконана по сфері радіуса R1вифрезеровано шість канавок. Канавки кулака мають змінну глибину. Внутрішня поверхня корпусу 1 виконана за сфері радіуса R2і також має шість канавок змінної глибини. Сепаратор 3, в якому розміщені кульки 2, має зовнішні і внутрішні поверхні, виконані по сфері радіусів відповідно R1і R2. У положенні, коли вали соосни, кульки знаходяться в площині, перпендикулярній осях валів, що проходить через центр кульок.

При нахилі одного з валів 5 на кут g верхня кулька виштовхується з звужено простору канавок вправо, а нижній кулька переміщається сепаратором вліво. Центри кульок завжди знаходяться на перетині осей канавок. Це забезпечує їх розташування в биссекторной площині, що є умовою синхронного обертання валів.

 Рис.6 Карданний шарнір типу "Бірфільд"

Переваги:

- Відсутність ділильної важеля дозволяє цьому шарніру працювати при куті g = 470;

- ККД при малих кутах вище 0,99;

- Ресурс приблизно 150 тис. Км. (За умови герметичності гумового захисного чохла);

Недоліки:

- ККД при g = 300- 0,97;

- Порівняно великі втрати пояснюються тим, що поряд з тертям кочення для нього характерне тертя ковзання

- Шарнір простий, тому потрібно компенсує пристрій.

Універсальний Шестішаріковий карданний шарнір (типу ГНК) (Рис.7). На внутрішній поверхні циліндричного корпусу шарніра нарізані шість поздовжніх канавок еліптичного перетину, такі ж канавки є на сферичної поверхні кулака паралельно поздовжній осі валу. У канавках розміщуються шість «кульок», встановлених в сепараторі. Осьове переміщення відбувається по поздовжніх канавках корпусу, причому переміщення карданного шарніра одно робочої довжині канавок корпусу, що впливає на розміри шарніра.

 Рис.7 Карданний шарнір типу "ГНК"

Недоліки:

- При осьових переміщення кульки не перекриваються, а ковзають, що знижує ККД шарніра.

- Уголдо

 Переваги:

 · Має найменші розміри, ніж шарнірів інших типів

 · Сепаратор не виконує функції розподілу кута між валами, він менш навантажений, тому вимоги до точності виготовлення менше.

 · Шарнір має високий ККД (0,99 прі.g = 10 0)

Універсальний шести кульковий карданний шарнір з ділильні канавками (типу «Лебрен») (Рис.8). Складається з циліндричного корпусу 1 на внутрішній поверхні якого під кутом (прімерно15 - 160) до твірної циліндра нарізані шість прямих канавок; сферичного кулака 2 так само з нарізаними на його поверхні шістьма канавками і сепаратора 3 з кульками 4, центрована зовнішньої сферичної поверхнею по внутрішньої циліндричної поверхні корпусу 1. Кульки встановлюються в перетинах канавок, чим забезпечується синхронність обертання валів, так як кульки, незалежно від кута між валами, завжди знаходяться в биссекторной площині.

 Рис.8 Карданний шарнір типу "Лебрен"

Трехшіповой карданний шарнір (типу «Трипод»). Конструктивно ці шарніри мають два виконання: шарніри дозволяють передавати момент при кутах g до 430, але не допускають осьових переміщень (рис.9), і універсальні шарніри, але працюючі при порівняно невеликих кутах між валами (рис.10).

 Рис.9

 Переваги:

 · Малі втрати при осьовому переміщенні, так як це забезпечується практично тільки коченням, що визначає високий ККД.

У цьому шарнірі рівність кутових швидкостей валів досягається завдяки зміні положення центру кінця валу.

 Рис.10

Здвоєний шарнір. Ці шарніри можуть мати різні конструкції. Один з варіантів: два шарніра нерівних кутових швидкостей об'єднуються загальною виделкою. Рівність кутових швидкостей повинно забезпечуватися ділильні важелем. Однак така рівність можливо тільки при рівності кутів g1 = g2, що в даній конструкції не дотримується точно, тому при нахилі валу плече, пов'язане з лівим валом, залишається постійним, а плече, пов'язане з іншим валом, збільшується. Тому в здвоєному шарнірі з ділильні важелем синхронне обертання з'єднуються валів може бути забезпечене тільки з деяким наближенням. Коефіцієнт нерівномірності здвоєного шарніра залежить від кута між валами. Наприклад, при g = 300коеффіціент нерівномірності не перевищує 1%, що в 30 разів менше коефіцієнт нерівномірності шарніра нерівних кутових швидкостей при цьому ж.

Недоліки:

- Для подвійного шарніра на голчастих підшипниках характерний значний знос цих підшипників і шипів хрестовини. Це пояснюється переважно прямолінійного руху автомобіль, де голки підшипників НЕ перекочуються. Внаслідок чого поверхні деталей з якими вони стикаються схильні брінеллірованію.

Кулачковий карданний шарнір (Рис.11 і рис.12). Кулачкові шарніри застосовуються на автомобілях великої вантажопідйомності в приводі до провідних керованим колесам. Якщо розділити по осі симетрії кулачковий карданний шарнір неоднакових кутових швидкостей з фіксованими осями гойдання (так само як у здвоєного карданного шарніра). Завдяки наявності розвинених поверхонь взаємодіючих деталей шарнір здатний передавати значний за величиною крутний момент при забезпеченні кута між валами 45 - 500.

 Рис.11 Дисковий кулачковий карданний шарнір.

 Складається:

 1 і 4 дві вилки

 2 і 3 два кулаки

 5 диск.

 Рис.12 «Шарнир Тракту»

 Складається:

 1 і 4 дві вилки

 2 і 3 два фасонних кулака.

ККД кулачкових шарнірів нижче, ніж ККД інших шарнірів рівних кутових швидкостей, так як для їх елементів характерне тертя ковзання. В експлуатації спостерігається значний нагрів, а іноді й задираки деталей шарніра внаслідок незадовільного підведення мастильного матеріалу до поверхні тертя.

Пружні полукарданние шарніри (рис.14) встановлюються головним чином у карданних передачах легкових автомобілів, і залежно від конструкції кут нахилу валу може бути 8 ? 100.

Пружний полукарданний шарнір допускає передачу крутного моменту від одного вала до іншого, розташованому під деяким кутом, завдяки деформації пружного ланки, що зв'язує обидва валу. Пружне ланка може бути гумовим (рис.13), гумовотканинним або гумовим, посиленим сталевим тросом. В останньому випадку полукарданний шарнір може передавати значний крутний момент і під кілька великим кутом, ніж у перших двох випадках.

 Рис.13. Пружне ланка

 Рис.14. Карданна передача з пружним полукарданний шарніром:

 1і3 - фланці; 2 - втулка; 4 - карданний вал; 5 - центрирующее кільце.

Переваги:

- Зниження динамічних навантажень при різких змінах частоти обертання (наприклад, при різкому включенні зчеплення);

- Відсутність необхідності обслуговування в процесі експлуатації;

- Завдяки еластичності такий шарнір допускає невелике осьове переміщення карданного валу.

Недоліки:

- Упругий полукарданний шарнір повинен центрироваться, інакше порушитися балансування карданного валу

Жорсткі полукарданние шарніри використовують для компенсації неточності монтажу з'єднуються механізмів на недостатньо жорсткому підставі. Вони допускають кут нахилу вала не більше 20. В даний час на автомобілях застосовується вкрай рідко. Причиною цього є недоліки, властиві такому шарніру: швидке зношування, трудомісткість виготовлення, шум при роботі.

Карданні шарніри нерівних кутових швидкостей (асинхронні), що мають дві фіксовані осі гойдання, використовують в карданної передачі при нахилі відомого валу зазвичай на кут не більше 200. Універсальні шарніри відрізняються від простих тим, що в них осьова компенсація здійснюється в самому механізмі шарніра, а не в шлицевом з'єднанні.

Типова конструкція карданного шарніра нерівних кутових швидкостей є хрестовина з голчастими підшипниками, розміщеними в ковпачках.

Застосовувані в сучасних автомобілях карданні шарніри нерівних кутових швидкостей на голчастих підшипниках задовольняють поставленим вимогам за умови, якщо шарнір має раціональну конструкцію, технологія виробництва строго дотримується, а голчасті підшипники надійно змащуються.

Недоліки:

- ККД карданного шарніра залежить від кута g між сполучаються валами. Зі збільшенням g ККД різко знижується;

- Надійність і довговічність сильно залежать від якості мастила голчастого підшипника;

- Хрестовина карданного шарніра повинна суворо центрироваться

Таким чином, проаналізувавши різні типи карданних передач і карданних шарнірів можна здійснити вибір прототипу карданної передачі, задаючись наступними вимогами:

1. Максимальний крутний момент дорівнює 610 кгс ? м (I-а передача)

2. Nmax = 3500 об / хв .;

3. gmax = 180;

4. lк / п = 2,5 м.

Враховуючи, довжину карданної передачі і обороти двигуна доцільно застосувати просту двохвальною карданну передачу з однієї проміжної опорою і трьома шарнірами. Карданні шарніри нерівних кутових швидкостей в даному випадку будуть переважно, по перше, кут g дозволяє застосування даних шарнірів, по друге, застосування шарнірів рівних кутових швидкостей призведе до серйозного подорожчання конструкції.

На автомобілі ЗІЛ-130 застосовується саме така ж карданна передача, тому має сенс як прототип взяти карданну передачу автомобіля ЗІЛ-130, без будь-яких змін і провести перевірочний розрахунок, на можливість передачі збільшеного крутного моменту.

2. Перевірочний розрахунок карданної передачі

Карданна передача має два валу - основний і проміжний - і три жорстких карданних шарніра на голчастих підшипниках.

За своєю кінематичної характеристиці карданна передача автомобіля ЗІЛ-130 проста, з шарнірами нерівній кутової швидкості. Карданна передача розраховується на міцність, довговічність, жорсткість і критичне число обертів валу.

Перевірочний розрахунок карданної передачі проводиться в такій послідовності:

1. Встановлюється навантажувальний режим.

2. Визначається максимальна напруга кручення і кут закручування карданного валу.

3. Визначається осьова сила, що діє на карданний вал.

4. Проводиться оцінка нерівномірності обертання карданного валу і інерційного моменту, що виникає від нерівномірності обертання.

5. Розраховується хрестовина карданного шарніра.

6. Розраховується вилка карданного валу.

7. Визначаються допустимі зусилля, що діють на голчастий підшипник.

8. Визначається критичне число обертів карданного валу.

9. Проводиться тепловий розрахунок карданного шарніра.

2.1.Нагрузочние режими карданної передачі.

На карданні вали діє крутний момент, переданий від коробки передач, і осьові сили, що виникають при коливаннях ведучого моста на ресорах. При збільшенні швидкості обертання можуть виникнути поперечні коливання карданного валу. Поперечний вигин вала відбувається за рахунок відцентрових сил, що виникають внаслідок неспівпадання осі обертання валу з його центром ваги. Розбіжність може мати місце за рахунок неминучих неточностей виготовлення, прогину вала під дією власної ваги та інших причин.

2.2.Расчет карданного валу

Карданний вал працює на кручення, розтягнення або стиснення і вигин (при поперечних коливаннях).

Максимальна напруга кручення валу визначається для випадку докладання максимального моменту двигуна і при дії макс. динамічних навантажень.

КД- коефіцієнт динамічності - змінюється в межах 1-3.

Вал карданної передачі автомобіля ЗІЛ-130 (порожнистий).

Зовнішній діаметр вала D = 75 мм.

Внутрішній діаметр вала d = 70 мм.

Момент опору крученню визначається за формулою:

Максимальна напруга кручення валу визначається за формулою:

кгс / см2 = 460 МПа

[] = 300400 МПа

Розрахунок вала на кут закручування

Величина кута закручування валу визначається за формулою:

120

де: G - модуль пружності при крученні, G = 850000 кг / см2

Lкр - момент інерції перерізу вала при крученні для полого валу

см2

L - довжина карданного валу моста, дорівнює 142,5 см

Величини кутів закручування складають при Кд = 1 від 3 до 90на метр довжини валу.

[] = 780

2.3.Определеніе осьової сили діючої на карданний вал

Крім крутного моменту, на карданний вал діють осьові сили Q, що виникають при переміщеннях ведучого моста.

Рис.15. Схема кочення заднього моста при русі автомобіля.

1 - ведучий вал А; 2 і 4 - вилки карданного валу; 3 -

карданний вал В; 5 - ведений вал С; a - кут повороту

вала А, b - кут повороту вала В, j - кут повороту

вала С, g1і g2- кути нахилу між валами А, В і С.

Задній міст при русі автомобіля (рис.15) по нерівностях здійснює хитання щодо осі сережки ресори (точка О) по радіусу R1. Карданний вал заднього моста коливається навколо точки О2по радіусу R2.

Внаслідок нерівності радіусів R1і R2совершаются осьові переміщення карданного валу.

Величина осьового переміщення на переважаючих режимах експлуатації становить 2 - 5 мм.

Величина осьової сили Q діючої на карданний вал при коливаннях автомобіля визначається за формулою:

де Dші dш- діаметри шліців по виступах і западин;

- Коефіцієнт тертя в шлицевом з'єднанні.

Коеффіціентзавісіт від якості мастила:

при гарній мастилі = 0,04 - 0,6; при поганій мастилі = 0,11 - 0,12.

У разі заїдання при недостатньому мастилі величина = 0,4 - 0,45.

Для шліцьового з'єднання карданного валу автомобіля ЗІЛ-130 dш = 62 мм dш = 54 мм.

Тоді величини осьової сили будуть складати:

при гарній мастилі - = 0,05,

= 1050 кгс;

при поганій мастилі - = 0,115,

= 2400 кгс;

при заїдання - = 0,45,

= 9480 кгс;

Осьові зусилля, що виникають в карданної передачі, навантажують підшипники К.П. і головної передачі.

Зниження осьового навантаження буде мати місце при наявності з'єднання, в якому тертя ковзання при осьовому переміщенні буде замінено тертям кочення (шліци з кульками).

2.4.Оценка нерівномірності обертання карданних валів.

Схематично карданна передача ЗІЛ-130 представлена на рис.

Для одиночного карданного шарніра співвідношення між кутах (див. Рис.15) може бути представлено виразом:

Диференціюючи, отримаємо:

,

,

- Кутова швидкість вала А; - кутова швидкість вала В.

Ставлення

, В той же час.

Уявімо

Помножимо праву частину натогда

звідси отримаємо:

Звідси випливає, що = тільки коли, в загальному випадку, тобто при рівномірній швидкості обертання валу А вал У обертатиметься нерівномірно.

Величина різниці між значеніяміізавісіт від кута між валами

Переймаючись кутом повороту вала А, можна оцінити нерівномірність обертання валa В при постійному куті між валами,

при = 0 при = 2700

;;

при = 900прі = 3600

;;

при = 3600

;

Кутова швидкість вторинного валу для а \ м ЗІЛ-130 при русі на першій передачі з Мmax (n = 1700 об / хв)

24 січня / сек.

Побудуємо графік (рис.16) коливань кутової швидкості карданного валу заднього моста (В) залежно від повороту ведучого вала А й кута.

Приймемо кут перекосу валів А і В близьким до максимального.

 , Град.

 , 1 / сек.

 при, 1 / сек

 0 24 25,1

 90 24 23

 180 24 25,1

 270 24 23

 360 24 25,1

 , Град.

Рис.16. Графік залежності кутовий

швидкості вала Ось кутовий

швидкості вала Аі кута

перекосу валів.

Співвідношення між кутами повороту валу В і С має вигляд:

.

Доведемо, що = прі. Враховуючи положення вилок валу В і зсув провідних виделок I і II на 900, один щодо одного, отримаємо, відраховуючи кут повороту від положення вала А,

або

,

;,

Звідси

при ,,.

При русі а \ м через нерівномірність обертання вал У буде додатково навантажувати інерційним моментом

де IA, IB- моменти інерції обертових частин, наведені відповідно

до валів А і В.

2.5.Расчет хрестовини карданного шарніра

На шип хрестовини карданного шарніра діє сила Р.

Величина сили Р визначається за формулою:

7821,6 кгс,

де R - відстань від осі хрестовини до середини шипа, R = 39 мм.

Сила Р діє на шип хрестовини, викликаючи його зминання, вигин і зріз. Напруга зминання не повинно перевищувати 800 кгс / см2, напруга вигину - 3500 кгс / см2,

напруга зрізу - 1700 кгс / см2.

Напруга зминання визначається за формулою:

= 1040 кгс / см2

де d - діаметр шипа, d = 3,05 см

l - довжина шипа, l = 2,5 см

Напруга вигину:

= 3480 кгс / см2

для шипа

= 2,8 кгс / см2

Напруга зрізу

= 1080 кгс / см2

Сили Р, прикладені до шипам, дають равнодействующие N, викликають напругу на розрив в перетині II-II.

Напруга на розрив хрестовини визначається за формулою:

= 760 кгс / см2

Площа F перерізу визначається з креслення (А-А).

2.6.Расчет вилки кардана.

Рис.17. Графік залежності коеффіціентаот

Перетин лапи вилки знаходиться під одночасним впливом згину та кручення.

Перетину лапи вилки виконано близьким до прямокутного.

Моменти опору на вигин для перетинів вилки визначається за формулами:

щодо осі Х - Х

щодо осі V - V

Моменти опорів крутінню:

при визначенні напружень в точках 1 і 3

при визначенні напружень в точках 2 і 4

- Коефіцієнт, що залежить від відношення сторін прямокутника і визначається за

цього відношення з діаграми (рис.17).

Для хрестовини ЗІЛ-130 а = 60 мм, b = 27 мм, n = 2,22, = 0,25

Плечі сил рівні (см.КП 00.00.00 РЧ) з = 25 мм, m = 26,2 мм, R = 39 мм.

Напруга вигину в точках 2 і 4

=== 1200 кгс / см2

напруга вигину в точках 1 і 3

= 2670 кгс / см2

напруга кручення в точках 2 і 4

=== 845 кгс / см2

напруга кручення в точках 1 і 3

= 1980 кгс / см2

Найбільші результуючі напруги визначаються за напруженням вигину і крутіння, що виникають в одній і тій же точці. У точках 1 і 3

= 2300 кгс / см2

в точках 2 і 4.

= 1044 кгс / см2

Величини допустимих напружень у виконаних конструкціях (500 - 1500) кгс / см2

7.Определение допустимого зусилля, що діє на голчастий підшипник.

Допустиме зусилля визначається за формулою:

де-число роликів або голок;

-робоча довжина ролика, см;

d - діаметр ролика, см;

-число оборотів шипа в хвилину,

g- кут між осями карданних валів;

g- може досягати, приймемо g =;

k- поправочний коефіцієнт, що враховує твердість.

При твердості поверхонь кочення шипа хрестовин корпусу підшипника і самих роликів, складових по Роквеллу HRC = 59-60, k = 1.

Для автомобіля ЗІЛ-130:

де = 64 шт. Ммах = 82 кгм

= 15 мм при n = 1700 об / хв

d = 2,58 мм = 7,44

g = k = 1

Тогдабудет одно

2.8.Расчет критичного числа обертів карданного валу.

При обертанні вала за рахунок відцентрових сил, що виникають внаслідок навіть незначної розбіжності осі обертання валу з центром ваги, може виникнути поперечний прогин вала.

При наближенні швидкості обертання до критичної, амплітуда поперечних коливань вала зростає і можлива поломка вала.

Карданний вал при виготовленні піддається динамічному балансуванню, причому допустимий дисбаланс становить 15-20 гсм.

Величина биття карданного валу в зборі не повинна перевершувати 0,5-0,8 мм.

На величину критичної кутової скоростівліяют:

a) характер защемлення валу в опорах,

b) величини зазорів у з'єднаннях і підшипниках,

c) нестерпність деталей,

d) некруглість і разностенность труби і ряд інших чинників.

Для вала постійного перетину з рівномірно розподіленим навантаженням, рівної власній вазі, і вільно лежить на опорах, які не сприймають згинальних моментів

де- 1,2,3 - ступені критичної кутової швидкості,

Е - модуль пружності,

- Довжина вала між опорами,

- Момент інерції перерізу вала для випадку згину,

Р і m - вага і маса одиниці довжини валу.

Кутова швидкість w карданного валу не повинна досягати. Для трубчастого вала із зовнішнім і внутрішнім діаметром D і d

;

Для ЗІЛ-130

D = 75 мм = 0,075 м;

d = 70 мм = 0,07 м,

= 1425 мм = 1,425 м

= 6000 об / хв.

Велічінадолжна бути більше, гдемаксімальное число обертів карданного валу, становить

Тепловий розрахунок карданного шарніра

Робота тертя на шипах карданного шарніра викликає його нагрівання. Рівняння теплового балансу

де L - потужність, що підводиться до карданного шарніру, вт (дж / сек),

dt - час роботи карданного шарніра

m - маса деталі, кг,

с - питома теплоємність сталі (с = 500 дж / кг ? град),

k - коефіцієнт тепловіддачі

= Поверхню охолодження нагріваються деталей ,;

- Різниця між температурою нагріваються деталей карданаі температурою навколишнього повітря;

dt -приріст температури нагріваються деталей карданного шарніра.

Визначення площі поверхні охолодження нагріваються деталей карданного шарніра ЗІЛ-130.

Площі окремих елементів карданного шарніра визначаються за розмірами, наведеними на рис.18.

Зовнішня щока вилки Внутрішня щока вилки

? площі хрестовини ? бічній щоки вилки

Рис.18. До визначення площі бічної поверхні

нагріваються деталей карданного шарніра.

S зовнішньої щоки = 0,0037 м2,

S внутрішньої щоки = 0,0019 м2,

R-радіус підшипника = 0,0195 м

S половини бічній щоки = 0,0017 м2,

S половини поверхні хрестовини = 0,0033 м2,

S всій поверхні хрестовини = 0,0066 м2,

S - загальна площа охолодження деталей карданного шарніра = 4S щоки зовн. + 4 (S щоки внутр. -) + Боків. щоки + S хрестовини = 0,043 м2.

Щільність стали - 7,8 ? 10-3кг / м3.

Маса хрестовини mк = 569 м

V щоки вилки =; див. рис.8.

Маса однієї щоки

Загальна маса: хрестовини + 4 щоки вилки = 3,285 кг.

L - потужність що підводиться до карданного шарніру.

де: m - коефіцієнт тертя між шипом і виделкою m = 0,03,

R - відстань від осі обертання вилки до точки прикладання сили R = 0,0475м,

d1- діаметр шипа хрестовини d1 = 0,025 м,

g - кут нахилу між валами g = 40,

Мm- 82 кгс ? м при n = 1700 об / хв.

Нагрівання карданного шарніра визначається за формулою:

,

де:

Залежність температури нагріваються деталей карданного шарніра від часу роботи представлена в таблиці

 Час роботи карданного шарніра, сек

 t - нагрів карданного шарніра, С 0

 0 0

 10 0,56

 60 3,26

 120 6,64

 180 10,2

 240 12,9

 600 26,6

 960 33,4

 1440 43,8

 2880 53,4

 4320 55,4

 14400 55,8

 t 0

 t, сек

Графік залежності наведено на рис. 19.

Ріс.19.Завісімость разностімежду температурою

нагріваються деталей кардана Т1ітемпературой навколишнього

повітря Т2от часу роботи карданного шарніра.

2.9.Матеріал деталей карданної передачі автомобіля ЗІЛ-130

Карданні вали - Сталь20; труба, волочіння з холоднокатаної стрічки (ТУ 1046-62); твердість HRC 80-100.

Вилка кардана (приварна) - Сталь35 (ГОСТ 1050-60); твердість НВ 207-241.

Фланець-вилка - Сталь35 (ГОСТ 1050-60); твердість НВ 217-255.

Хрестовина кардана - Сталь 20ХГНТР (ЧМТУ 22-58 ЦНІІЧМ); глибина нітроцементірованного шару шипів 1,1-1,5 мм; твердість поверхневого шару HRC 60-65.

Ковзна вилка - Сталь 45 (ГОСТ 1050-60); глибина загартованого шару 2-4 мм; твердість загартованого шару HRC 42-56.

Шлицевая втулка проміжного карданного валу. Сталь 40Х (ГОСТ 4543-61); твердість НВ 255-285.

Розпірні втулки підшипника опори проміжного валу - Сталь 45 (ГОСТ 1050-60); глибина загартованого шару 1,5-3 мм; твердість HRC 45-56.

Передня і задня кришки підшипника опори проміжного валу - Сталь 08, лист товщиною 1 мм (ГОСТ 3680-57 і ГОСТ 914 56).

Висновки

Зробивши перевірочний розрахунок карданної передачі автомобіля ЗІЛ-130 на можливість передачі збільшеного на 100% крутного моменту, можна зробити висновок, що дана карданна передача повністю не задовольняє збільшеним вимогам. Для усунення виниклих недоліків потрібно посилення деяких деталей карданної передачі:

1. максимальне напруження кручення перевищує припустиме на 15%, кут закручування перевищує на 50% - це можна усунути, збільшивши зовнішній і внутрішній діаметри вала приблизно на 10% (при збереженні пропорції е);

2. сила, що діє на шип хрестовини, викликає напруження зминання на 30% перевищує допустимий - це можна усунути двома шляхами:

а) шляхом застосування більш міцного матеріалу, але цей спосіб менш кращий, так як розраховується хрестовина виготовляється з високолегованої сталі з подальшою термохімічної обробкою і тому застосування більш дорогих сталей призведе до суттєвого подорожчання деталі;

б) шляхом збільшення діаметра і довжини шипа.

3. найбільшу результуюча напруга в точках 1 і 3 вилки кардана перевищує припустиме на 53% це можна усунути шляхом застосування більш міцного матеріалу або збільшенням розмірів a і b.

4. інтенсивний нагрів шарніра потребують застосування більш термостійкої мастила.

Література:

1. Я.Е.Малаховскій, А.А.Ленін, Н.К.Веденеев. Карданні передачі. М., 1962

2. В.В.Осепчугов, А.К.Фрумкін. Автомобіль. Аналіз конструкції, елементи розрахунку. М., "Машинобудування"; 1989

3. Н.А.Бухарін, В.С.Прозоров, М.М.Щукін. Автомобілі. Л .; "Машинобудування", 1973

4. А.А.Звягін, П.А.Кравченко. Проектування автомобіля, частина 3. Л., Лісі, 1973
Правила дорожнього руху
1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ 1.1. Справжні Правила дорожнього руху* встановлюють єдиний порядок дорожнього руху на всій території Російській Федерації. інші нормативні акти, що стосуються дорожнього руху, повинні засновуватися на вимогах Правил і не суперечити ім. 1.2. У Правилах використовуються

Порядок проведення технічного огляду
ЗВІТ ПО ПРАКТИЦІ 1. Ознайомлення зі структурою Першотравневого ГИБДД. 2. Ознайомлення з правами і обов'язками інспекторів по попередженню і розслідуванню ДТП. 3. Ознайомлення з правилами проведення техогляду автотранспорту. Ні в одній сфері суспільних відносин не здійснюється таке безліч правопорушень,

Щури
Контрольна робота з дисципліни "Біологія" Виконала Група 2-25-17 УДГУ Кафедра біології Іжевськ, 2002 Введення Щури з'явилися на Землі 30-40 мільйонів років тому, в Південно-Східній Азії, задовго до самих далеких предків людини. Але сусідами ці тварини стали зовсім недавно. Спочатку

Навантажувачі TOYOTA
Міністерство Освіти Російської Федерації СПбГАСУ Інститут автомобільно-дорожній Кафедра транспортно-технологічних машин Будівельні та дорожні машини Курсова робота Навантажувачі TOYOTA нової 7-ї серії Виконав: студент гр. ПТМ - V Ткаченко В. А. Санкт-Петербург 2003 ЗМІСТ 1. Резюме фірми. 2.

Структурний функционализм в соціології релігії
Яблоков И.Н., доктор філософських наук Істотний внесок в розробку структурно-функціонального підходу вніс Е. Дюркгейм; подібні ідеї розвивали А. Раклифф-Браун, Б. Маліновський і особливо Т. Парсонс і P.Мертон. Суспільство розглядалося як ієрархічна система, що складається з деякої безлічі

Звіт по практиці судноводіння
I Частина. ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ СУДНОВОДІННЯ СХЕМА РОЗМІЩЕННЯ ПРИЛАДІВ a) Гірокомпас «Курс-4»: 1. Прилади 1Т; 4Д; 9Б; 10Т; 12Т; АТГ-4 і прилад 25 розміщуються в гіропосту; 2. Прилади 34, 10Т, 38 розміщуються в штурманської і рульової рубках; 3. Прилади 20А, 19А та 22 розміщуються на крилах ходового

Організація збирання переривника-розподільника ЗіЛ-130
1. Введення 1.1 Роль автомобільного транспорту в народному господарстві. Автомобільний транспорт має велике значення в загальній транспортній системі Р.Ф., не його частку припадає понад 2 \ 3 всіх вантажних перевезень в народному господарстві. Основними напрямками економічного і соціального

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати