4 Расчет главной передачи

Главная передача - механизм трансмиссии автомобиля, преобразующий крутящий момент и расположенный перед ведущими колесами автомобиля.

4.1 Алгоритм расчета главной передачи

a. Радиус средней точки зуба ведущей шестерни:

2. Радиус средней точки зуба ведомой шестерни:

,

где Z1 - число зубьев ведущей шестерни;

Z2 - число зубьев ведомой шестерни;

L - длина образующей делительного конуса;

В1 - длина зубьев ведущей шестерни;

В - длина зубьев ведомой шестерни;

?1 - угол наклона винтовой линии;

Mn - расчетное значение величины нормального зацепления;

3. Половина угла при вершине начального конуса ведущей шестерни:

3. Половина угла при вершине начального конуса ведомой шестерни

4. Радиус кривизны зуба ведущей шестерни:

5. Радиус кривизны зуба ведомой шестерни:

6. Эквивалентное число зубьев ведущей шестерни:

7. Эквивалентное число зубьев ведомой шестерни:

.

8. Торцевой шаг по основанию конуса ведущей шестерни:

9. Торцевой шаг по основанию конуса ведомой шестерни:

10. Окружная сила ведущей шестерни:

11. Окружная сила ведомой шестерни:

,

где Мр - расчетный крутящий момент.

12. Осевая сила шестерни (i = 1 - ведущей, i = 2 - ведомой):

13. Радиальная сила шестерни (i = 1 - ведущей, i = 2 - ведомой):

14. Напряжение изгиба (i = 1 - ведущей, i = 2 - ведомой):

где i₁ - передаточное число 1 - й передачи;

i_R - передаточное число раздаточной коробки;

k_D - коэффициент динамичности;

Y - коэффициент формы зуба.

15. Напряжение смятия шестерни (i = 1 - ведущей, i = 2 - ведомой):

16. Ресурс главной передачи:

,

где Rо - радиус качения колеса.

R2 - расчетное значение радиуса начальной окружности ведомой шестерни:

4.2 Обоснование выбора исходных данных

Рассчитаем длину зубьев ведущей шестерни, длину зубьев ведомой шестерни.

Длина зубьев ведущей шестерни:

,

где L - длина образующей делительного конуса, L=180 .

мм.

Длина зубьев ведомой шестерни:

;

мм.

Угол наклона винтовой линии (BET 1), угол наклона винтовой линии (BET 2), смещение осей (Е), угол зацепления (AL), коэффициент динамичности (Kd) выбраны согласно рекомендациям в [2, стр. 249, таб.11.1].

Передаточное число первой передачи (U1), передаточное число раздаточной коробки (Up), радиус качения колеса (Ro), расчётный крутящий момент (Mtr), максимальный крутящий момент (Me max) выбраны согласно данным производителя [1].

Число зубьев ведущей шестерни (Z1), число зубьев ведомой шестерни (Z2) выбраны согласно рекомендациям в [2, стр. 249, таб.11.1].

4.3 Проведение расчета

Таблица 7 - Исходные данные для расчета главной передачи

Таблица 8 - Результаты расчета главной передачи

Ресурс главных передач до капитального ремонта лежит в пределах 125…250 тыс. км. пробега для легковых автомобилей, следовательно рассчитанная главная передача имеет малый ресурс, но в целом удовлетворяет установленным требованиям.

5 Расчет полуоси

5.1 Алгоритм расчета полуоси

Для полностью разгруженной полуоси определяют только напряжении кручения.

1. При прямолинейном движении:,

где R - величина нормальной реакции на внутренний конец полуоси со стороны дифференциала.

m2 - максимальное значение коэффициента перераспределения веса.

G2 - вес, приходящийся на задний мост.

Wк = 0.2·D³ - момент сопротивления при кручении.

2. При динамической нагрузке:

где ,

B -расстояние от середины внешнего опорного подшипника до вертикали проходящей через центр опорной площадки колеса.

L - длина полуоси.

Mдин = 0,5 · Ме · i1 · i0 · kд(1+kб) - максимальный момент, передаваемый полуосью ведущего моста.

Ме - максимальный момент двигателя, Н*м;

i1, i0 - передаточные числа первой и главной передачи ;

Kд - коэффициент динамичности (Kд=1...1,3);

КБ- коэффициент блокировки.

для дифференциала с малым внутренним трением КБ = 0,1...0,2;

повышенного трения КБ = 0,2...0,6

блокированного КБ до 1.

5.2 Обоснование выбора исходных данных

Коэффициент перераспределения веса, расчётный коэффициент продольного сцепления, расчётный коэффициент поперечного сцепления, коэффициент динамичности, момент, подводимый к полуоси выбраны согласно рекомендациям в [3].

Вес, приходящийся на рассчитываемый мост, радиус колеса, колея автомобиля выбраны согласно данным в [1].

Диаметр полуоси, расстояние от середины внешнего опорного подшипника до вертикали, длина полуоси выбраны согласно рекомендациям в [4, стр. 143].

5.3 Проведение расчета

Таблица 9 - Исходные данные для расчета полуоси

Таблица 10 -Результаты расчета полуоси

Обратившись к [3] можно сделать вывод, что результаты расчета удовлетворяют установленным требованиям и данная полуразгруженная полуось годна к эксплуатации.

6 Расчет рессоры

Упругий элемент подвески выполняющий одновременно функции упругого элемента, направляющего устройства и гасящего устройства.

6.1 Алгоритм расчета многолистовой рессоры

Зная ориентировочное число листов n и число листов, равных по длине коренному листу n1, определяют:

1) Коэффициент формы рессоры:

B = 1 - ;

2) Коэффициент увеличения прогиба:

I = .

Длина коренных листов:

L = ,

где: Е - модудь упругости, (Е=20.5·10⁴ МПа);

f - статический прогиб рессоры, определяемый по выбранному числу колебаний подрессоренной массы nk;

Параметры рессоры:

1) Момент инерции рессоры:

J = ;

где: Р - нагрузка на упругий элемент.

2) Число листов рессоры:

n = ;

3) Значение наибольшего напряжения:

;

где: f_д - динамический прогиб рессоры.

Для получения удовлетворительной емкости подвески значение f_Д следует принимать равными, а если это допустимо по конструктивным возможностям то больше, чем статический прогиб f.

Вес рессоры рассчитываем по формуле:

G_p =

где: Y - постоянная, зависящая от формы рессоры.

Жесткость рессоры определяется по формуле:

C = P/f.

6.2 Обоснование выбора исходных данных

Коэффициент увеличения прогиба (I), коэффициент динамичности (K_Я), модуль упругости при растяжении (Е), длина активного участка рессоры (L) выбраны согласно рекомендациям в [5].

Нагрузка на рессору (Р), нагрузка на упругий элемент (Р), средняя скорость движения автомобиля (V_ср) выбраны согласно данным в [3].

Число циклов нагружения, статический коэффициент прогиба (D_d), выбраны согласно рекомендациям в [4].

Длина рессоры (L), ширина рессоры (В), толщина рессоры (Н), число листов, равных по длине коренному листу (N_k) выбраны согласно рекомендациям в [2].

6.3 Проведение расчета

6.3.1 Расчет малолистовой рессоры

Таблица 11 - Исходные данные для расчета малолистовой рессоры

Таблица 12 - Результаты расчета малолистовой рессоры

Обратившись к [2] и [3], можно сделать вывод, что результаты расчета удовлетворяют установленным требованиям.

6.3.2 Проверочный расчет малолистовой рессоры

Таблица 13 - Исходные данные для проверочного расчета

Таблица 14 - Результаты проверочного расчета

Обратившись к [8] и [3], можно сделать вывод, что результаты расчета удовлетворяют установленным требованиям и данная малолистовая рессорная подвеска годна к эксплуатации.