4 Расчет главной передачи

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

4.1 Алгоритм расчета главной передачи

1. Радиус средней точки зуба ведущей шестерни:

1. 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;

β1 – угол наклона винтовой линии;

Mn – расчетное значение величины нормального зацепления;

1. Половина угла при вершине начального конуса ведущей шестерни:

1. Половина угла при вершине начального конуса ведомой шестерни

1. Радиус кривизны зуба ведущей шестерни:

1. Радиус кривизны зуба ведомой шестерни:

1. Эквивалентное число зубьев ведущей шестерни:

1. Эквивалентное число зубьев ведомой шестерни:

.

1. Торцевой шаг по основанию конуса ведущей шестерни:

1. Торцевой шаг по основанию конуса ведомой шестерни:

1. Окружная сила ведущей шестерни:

1. Окружная сила ведомой шестерни:

,

где Мр – расчетный крутящий момент.

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

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

1. 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.

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

1. 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

Длина образующей делительного конуса ( L ), мм	180
Число зубьев ведущей шестерни ( Z1 )	9
Число зубьев ведомой шестерни ( Z2 )	32
Угол наклона винтовой линии (BET 1 ), град	51,17
Угол наклона винтовой линии (BET 2 ), град	26,15
Смещение осей ( Е ), мм	31,75
Длина зубьев ведущей шестерни ( B1 ), мм	54
Длина зубьев ведомой шестерни ( B2 ), мм	50
Угол зацепления ( AL ), трад	16
Передаточное число первой передачи ( U1 )	3,67
Передаточное число раздаточной коробки ( Up )	2.135
Радиус качения колеса (Ro), мм	330
Коэффициент динамичности ( Kd )	1,5
Расчётный крутящий момент ( Mtr ), Н*м	114
Максимальный крутящий момент ( Me max ), Н*м	114

Таблица 8 - Результаты расчета главной передачи

Радиус средней точки зуба (Rср), мм	41,42
Радиус средней точки зуба (Rср), мм	106,6
Половина угла при вершине начального конуса (DEL1), град	16,13
Половина угла при вершине начального конуса (DEL2), град	76,27
Радиус кривизны зуба (Ro1), мм	27,8
Радиус кривизны зуба (Ro2), мм	129,8
Эквивалентное число зубьев (Ze1)	34,86
Эквивалентное число зубьев (Ze2)	160,6
Торцевой шаг по основанию конуса (Ts1), мм	32,76
Торцевой шаг по основанию конуса (Ts2), мм	23,4
Окружная сила (P1), Н	2,752
Окружная сила (P2), Н	1,07
Осевая сила (Q1), Н	3,462
Осевая сила (Q2), Н	0,456
Радиальная сила (Rs1), кН	2,029
Радиальная сила (Rs2), кН	0,5799
Напряжение изгиба (SIG изг 1), МПа	1,765
Напряжение изгиба (SIG изг 2), МПа	0,4287
Напряжение смятия (SIG см 1), МПа	113,2
Напряжение смятия (SIG см 2), МПа	73,36
Ресурс главной передачи, тыс. км.	1,99E+05

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.

1. 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

Вес, приходящийся на рассчитываемый мост, Н	7500
Коэффициент перераспределения веса	1,2
Расчётный коэффициент продольного сцепления	0,8
Расчётный коэффициент поперечного сцепления	1
Колея автомобиля, мм	1400
Коэффициент динамичности	1,2
Диаметр полуоси, мм	28
Расстояние от середины внешнего опорного подшипника до вертикали, мм	80
Длина полуоси, мм	605
Радиус колеса, мм	330
Момент подводимый к полуоси, Н*м	114

Таблица 10 -Результаты расчета полуоси

Максимальные суммарные напряжения, МПа	225,49
Максимальный угол закручивания, град	0,77121
Ресурс полуоси, тыс. км.	13151

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);