Гаражное оборудование

Цепная передача в данном механизме служит для передачи крутящего момента с тихоходного вала мотор-редуктора на приводные валы.
...

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2
1 Назначение тормозного стенда 3
2 Технические характеристики 3
3 Устройство и принцип работы 4
4 Определение основных параметров тормозного стенда 8
5 Расчет цепной передачи 14
Литература 23

ВВЕДЕНИЕ


В курсовом проекте разработан контрольный стенд для проверки тормозов легковых автомобилей. По конструкции стенд является стационарным роликовым. Метод диагностирования - силовой.
Стенд включает опорное устройство, основной и дистанционный пульты управления и индикации.
Стенд позволяет диагностировать легковые автомобили полной массой до 2,5 тонн. Опорное устройство стенда выполнено в виде двух независимых блоков. Роликовый узел включает в себя два связанных между собой цепной передачей ролика, мотор-редуктор и подъемное устройство.

При затормаживании колес возникающие реактивные моменты передаются на датчики УСТП силоизмерительных систем. Датчики вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные тормозной силе на каждой паре роликов, и поступают на компаратор неравномерности и компаратор суммы, и через фильтры и АЦП – на экран монитора, который показывают тормозную силу в кН.На компараторах неравномерности и суммы сигналы усилителей сравниваются с опорным напряжением. Если их сумма больше опорного напряжения, то на мониторе высвечивается надпись «Годен», а если их разница больше опорного напряжения, то высвечивается надпись неравномерности левой или правой стороны, в зависимости от знака разницы. В автоматизированном режиме сигнал компаратора суммы включает плату управления, которая через /1 – 1,5/ с вырабатывает сигналы остановки испытания, поступающие на цифровые приборы, на компараторы, на силовой щит.В результате цифровые приборы и световое табло компараторов зафиксируют свои показания, а мотор – редукторы отключатся. При этом, если в конце испытания срабатывает компаратор неравномерности, то компаратор суммы возвратиться в исходное состояние, и надпись «Годен» погаснет.На компараторы опорного напряжения подаются с генератора, который имеет три опорных напряжения. Включение каждого опорного напряжения индицируется световыми табло режимов измерения.Для контроля и установки опорных напряжений необходимо перевести переключатель S1, при этом вход прибора замкнется на общей привод, а на выход прибора подается часть опорного напряжения, соответствующая показаниям цифрового прибора в кН тормозной силы оси автомобиля. Опорное напряжение для каждого режима регулируется своим переменным резистором. Последовательный переход от одного режима измерения к другому осуществляется при включении мотор – редукторов с пульта дистанционного управления 1У /ПД/, при этом схема платы управления возвращается в исходное состояние.При неавтоматизированном режиме ключ S2 размыкается и световое табло, генератор опорных напряжений и плата управления отключаются. Приборы работают непрерывно, а выключение и отключение мотор – редукторов осуществляется с пульта дистанционного управления4 Определение основных параметров тормозного стендаК основным параметрам тормозных стендов относятся: Размеры беговых барабановРасстояние между осями барабанов одной секции стендаСкорость вращения автомобильного колеса на стендеМаксимально возможная тормозная сила на колесеМощность электродвигателя привода каждой секции стендаВесовая характеристика автомобиля (развесовка)4.1 Определение диаметра барабанаДиаметр барабана выбирается в зависимости от размера автомобильного колеса и обеспечения условий качения, приближенным к дорожным.Диаметр барабана определяется: dб ≥ (0,4 ÷ 0,6) dк = (0,4 ÷ 0,6) · 570 = 228 ÷ 342где dб – диаметр барабана dк – диаметр колеса автомобиляОбычно диаметр барабана принимают равным:dб = 150 ÷ 400 (мм)Принимаю диаметр барабана тормозного стенда равным:dб = 220 (мм)Длина барабана зависит от типа автомобиля и его параметров. Рекомендуется длину барабана определять по формуле:Lб = (Кн – Кв) / 2 + А = (1630 – 1110) / 2 +150 = 410 (мм)где Кн – наибольшая наружная колея типов автомобилей, для которых рассчитан стенд Кв – наименьшая внутренняя колея типов автомобилей, для которых рассчитан стенд А – коэффициент, учитывающий тип автомобиляДля легковых автомобилей А = 150 (мм)Для грузовых А = 100 (мм)Принимаю длину барабана тормозного стенда Lб = 500 (мм).Общая длина продольной оси барабана (ширина стенда) определяется по формуле:Lоб = 2Lб + Lмб = Кн + А = 1630 + 150 = 1870 (мм)где Lоб – общая длина продольной оси барабана Lмб – расстояние между барабанами4.2 Расстояние между осями барабановРасстояние между осями барабанов определяет устойчивость автомобиля на стенде и возможность самостоятельного съезда автомобиля с него.Достаточная устойчивость обеспечивается при условии равенства: tg α = φ,где α – угол между прямой, соединяющей ось колеса и ось барабана тормозного стенда и горизонтальной осью. φ – коэффициент сцепления шины с поверхностью барабанаДля стендов с расположением барабанов на одном уровне условия устойчивости и съезда автомобиля со стенда находятся в противоречии.Чем больше расстояние между осями барабанов, тем лучше сцепление колеса с барабаном; чем меньше расстояние между осями барабанов, тем лучше съезд.Экспериментально установлено, что:lmax = b · (rk + rб) = 1,65 · (285 +110) = 651,75 (мм)lmin = 2 rб +20 = 2 · 110 + 20 = 240 (мм)где l – расстояние между осями барабанов тормозного стенда rk – радиус колеса автомобиля rб – радиус барабана тормозного стенда b – величина, учитывающая наличие устройств, облегчающих съезд. Так как проектируемый стенд имеет подъемное устройство, облегчающее съезд автомобиля, то b = 1,65.Оптимальное значение расстояния между осями барабанов: lmax ≥ lопт ≥ lmin 651,75 ≥ lопт ≥ 240Рекомендуемое расстояние между осями барабанов можно также определить по специальной зависимости:l = (rk + rб) · 2φ / √1 + φ² = (285 +110) 2 · 0,4 / √1 + 0,4² = 398 (мм)Принимаю расстояние между осями барабанов l = 440 (мм).Скорость вращения колес автомобиля на стенде принимаю равным 5 км/ч.4.3 Определение тормозной силыТормозная сила на колесе зависит от уровня расположения барабанов, числа ведущих барабанов (в одной секции), расстояния между осями барабана и коэффициента сцепления шины с опорной поверхностью.Количественно значение максимальной тормозной силы определяется: Pτ max = R · φгде Pτ max – максимальная тормозная сила R – нормальная реакция ведущего барабана φ – коэффициент сцепленияТак как проектируемый тормозной стенд имеет барабаны на общем уровне и связанные цепной передачей, т.е. оба барабана ведущие, то нормальная реакция барабанов определяется:R1 = G (sin α1 – φcos α1) = (1+ φ²) sin 2α1 = 6000 (sin 50˚ - 0,4 cos 50˚) = 2673,0 (H) (1 +0,4²) sin 2 · 50˚R2 = G (sin α1 + φcos α1) = (1+φ²) sin 2α1= 6000 (sin 50˚ + 0,4 cos 50˚) = 5373,8 (H) (1 +0,4²) sin 2 · 50˚где G – вес автомобиля приходящегося на одно колесо α1 – угол между прямой, соединяющей ось колеса и ось барабана стенда и горизонтальной прямой (см. рис. 1)Реализуемая максимальная тормозная сила определяется:Pτ max = Gφ / (1 + φ²) cos α1 = 6000 · 0,4 / (1 +0,4²) cos 50˚ = 3218,7 (H)Определение мощности электродвигателя.Мощность электродвигателя определяется с учетом реализуемой максимальной тормозной силы и определяется по формуле:W = Pτ max · Va / (270 · 1,36) = 0,00272 Pτ max · Va = = 0,00272 · 3218,7 · 5 = 4,37 (кВт)где W – потребная мощность электродвигателя Va – скорость автомобиля (км/ч)Частота вращения барабана тормозного стенда будет равна:nб = Va / 0,377 · rб = 5 / 0,377 · 0,110 = 120,57 (об/мин)где nб – частота вращения роликов тормозного стенда.Определяю требуемое передаточное число привода:uобщ = nдв / nб = 1500 / 120,57 = 12,44где uобщ – требуемое передаточное число привода nдв – частота вращения двигателяПринимаю передаточное число мотор-редуктора равным общему передаточному числу привода. Выбираю: мотор-редуктор МРГУ-100-12,5-1 МН 4228-66двигатель для мотор-редуктора 4А100S2.а) характеристики мотор-редуктора:передаточное число uм.р. = 12,5межосевое расстояние А = 100допустимый момент на тихоходном валу, исходя из прочности по зацеплению:[T]т = (0,122 – 0,0004 · uм.р) / (nдв +900) · А³ · Кз · Кр · g = где [T]т – допускаемый момент на тихоходном валу, исходя из прочности по зацеплению uм.р. – передаточное число мотор-редуктора nдв – число оборотов червяка (число оборотов двигателя) А – межосевое расстояние Кз – коэффициент формы зацепления, принимается в зависимости от передаточного числа Кз = 1,1, т.к. uм.р. = 12,5 Кр – коэффициент режима работы[T]т = (0,122 – 0,0004 · 12,5) / (1500 + 900) · 100³ · 1,1 · 1,6 · 9,81 = 842 (Н·м)Передаваемая мощность:Pб = [T]т · nб / (9550 · η) где Рб – передаваемая мощность, допустимая по долговечности подшипников червяка η – коэффициент полезного действия червячного глобоидного редуктораPб = 842 · 120 / 9550 · 0,87 = 12,16 (кВт).б) характеристики двигателя:мощность Рдв = 4 кВтасинхронная частота вращения nдв = 1500 (об/мин)коэффициенты перегрузки Тпуск = 2; Тmax = 2,2Тном ТномОкончательно определяю частоту вращения ролика тормозного стенда:nб = nдв / uм.р. = 1500 / 12,5 = 120 (об/мин)Реальная скорость вращения колес автомобиля на тормозном стенде будет равна:Va = 0,377 · nб · rб = 0,377 · 120 · 0,110 = 4,98 (км/ч)5 Расчет цепной передачиЦепная передача в данном механизме служит для передачи крутящего момента с тихоходного вала мотор-редуктора на приводные валы.Определяем передаточное число передачи:u ц.п = uобщ = 12,5 = 1 uм.р 12,5Т.о.: n1 = n2 = nп.в = 120 (об/мин) Т1 = Т м.р = 380 (Н м); Т2 = Т п.в = 190 (Н м)Число зубьев звездочки:Т.к. передача тихоходная (V < 2 (м/с)) и необходимо обеспечить минимальные габариты, принимаю Z1 = Z min = 13. Это обеспечивает удовлетворительную плавность хода.Z2 = Z1· u ц.п = 13 · 1 = 13.