Основы расчета конструкции АТС

Содержание
стр.
Введение 5
1.Анализ тяговых свойств АТС 6
1.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя (ВХС) 6
1.2 Выбор передаточных чисел трансмиссии АТС 7
1.3 Силовой баланс автомобиля 8
1.4 Динамический паспорт автомобиля 12
1.5 Ускорение при разгоне 16
1.6 Время и путь разгона 18
1.7 Топливно-экономическая характеристика автомобиля 21
1.8 Анализ тормозных свойств автомобиля 24
1.9 Анализ устойчивости и управляемости АТС 27
2 Расчет коробки передач 29
2.1 Расчет деталей коробки передачи на прочность 29
2.1.1Расчет шестерни 29
2.1.2 Расчет валов 31
2.1.2.1 Расчет вторичного вала 31
Заключение 35
Список использованных источников

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 = 0,03475 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 . 0,03475 = 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 = 12393 Н
Осевая сила
Q= Рtgβ = 12393 . 0,363 = 4499 Н
Радиальная
R = Р tgα/cosβ = 12393 . 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
КП190601.097303.00
Лист
2
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.00
Лист
3
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.00
Лист
4
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.00
Лист
5
Изм
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Разраб.
Пров.
Консул.
Н.контр.
Утв.
Эсаулов А.
Крикун С.Н.
КП190601.097303.01
Лист
Листов
Д
П
6
40
СВГУ, кафедра автомобильного транспорта, ААХз-(6)
Стадия
Анализ тяговых свойств АТС
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
7
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
8
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
9
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
10
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
11
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
12
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
13
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
14
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
15
Изм
Лист
№ докум.
Разраб.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
16
Изм
Лист
№ докум.
Разраб.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
17
Изм
Лист
№ докум.
Разраб.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
18
Изм
Лист
№ докум.
Разраб.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
19
Изм
Лист
№ докум.
Разраб.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
20
Изм
Лист
№ докум.
Разраб.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
21
Изм
Лист
№ докум.
Разраб.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
22
Изм
Лист
№ докум.
Разраб.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
23
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
24
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
25
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
26
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
27
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
28
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
29
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
30
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.01
Лист
31
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
32
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
33
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
34
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
35
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
36
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
37
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
38
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
39
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
КП190601.097303.02
Лист
40