146847 (730313), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Допустимое усилие определяется по формуле:

где -число роликов или иголок;

-рабочая длина ролика, см;

d – диаметр ролика, см;

-число оборотов шипа в минуту,

g- угол между осями карданных валов;

g- может достигать , примем g = ;

k- поправочный коэффициент, учитывающий твердость.

При твердости поверхностей качения шипа крестовин корпуса подшипника и самих роликов, составляющих по Роквеллу HRC=59-60, k=1.

Для автомобиля ЗИЛ-130:

где =64 шт. М_мах=82 кгм

=15 мм при n=1700 об/мин

d =2,58 мм =7,44

g =

k=1

Т огда

будет равно

2.8.Расчет критического числа оборотов карданного вала.

При вращении вала за счет центробежных сил, возникающих вследствие даже незначительного несовпадения оси вращения вала с центром тяжести, может возникнуть поперечный прогиб вала.

При приближении скорости вращения к критической, амплитуда поперечных колебаний вала возрастает и возможна поломка вала.

Карданный вал при изготовлении подвергается динамической балансировке, причем допустимый дисбаланс составляет 15-20 гсм.

Величина биения карданного вала в сборе не должна превосходить 0,5-0,8 мм.

На величину критической угловой скорости влияют :

1. характер защемления вала в опорах,

2. величины зазоров в соединениях и подшипниках,

3. несносность деталей,

4. некруглость и разностенность трубы и ряд других факторов.

Для вала постоянного сечения с равномерно распределенной нагрузкой, равной собственному весу, и свободно лежащего на опорах, которые не воспринимают изгибающих моментов

где - 1,2,3 – ступени критической угловой скорости,

Е – модуль упругости,

- длина вала между опорами,

- момент инерции сечения вала для случая изгиба,

Р и m – вес и масса единицы длины вала.

Угловая скорость w карданного вала не должна достигать . Для трубчатого вала с наружным и внутренним диаметром D и d

;

Для ЗИЛ-130

D=75 мм =0,075 м;

d=70 мм =0,07 м,

=1425 мм =1,425 м

= 6000 об/мин.

Величина должна быть больше , где максимальное число оборотов карданного вала, составляет

Тепловой расчет карданного шарнира

Работа трения на шипах карданного шарнира вызывает его нагрев. Уравнение теплового баланса

где L – мощность, подводимая к карданному шарниру, вт (дж/сек),

dt – время работы карданного шарнира

m – масса детали, кг,

с – удельная теплоемкость стали (с = 500 дж/кг×град),

k - коэффициент теплоотдачи

= поверхность охлаждения нагреваемых деталей, ;

- разность между температурой нагреваемых деталей кардана и температурой окружающего воздуха ;

dt –прирост температуры нагреваемых деталей карданного шарнира.

Определение площади поверхности охлаждения нагреваемых деталей карданного шарнира ЗИЛ-130.

Площади отдельных элементов карданного шарнира определяются по размерам, приведенным на рис.18.

Внешняя щека вилки Внутренняя щека вилки

½ площади крестовины ½ боковой щеки вилки

Рис.18. К определению площади боковой поверхности

нагреваемых деталей карданного шарнира.

S внешней щеки = 0,0037 м²,

S внутренней щеки = 0,0019 м²,

R-радиус подшипника = 0,0195 м

S половины боковой щеки = 0,0017 м²,

S половины поверхности крестовины = 0,0033 м²,

S всей поверхности крестовины = 0,0066 м²,

S - общая площадь охлаждения деталей карданного шарнира = 4S щеки внешн. + 4(S щеки внутр. - )+ боков. щеки + S крестовины = 0,043 м².

Плотность стали – 7,810^-3кг/м³.

Масса крестовины m_к = 569 г.

V щеки вилки = ;см. рис.8.

Масса одной щеки

Общая масса: крестовины + 4 щеки вилки = 3,285 кг.

L – мощность подводимая к карданному шарниру.

где: - коэффициент трения между шипом и вилкой = 0,03,

R - расстояние от оси вращения вилки до точки приложения силы R =0,0475м,

d₁ – диаметр шипа крестовины d₁ = 0,025м,

- угол наклона между валами = 4⁰,

М_m – 82 кгсм при n = 1700 об/мин.

Нагрев карданного шарнира определяется по формуле:

,

где:

Зависимость температуры нагреваемых деталей карданного шарнира от времени работы представлена в таблице

Г

t, сек

⁰

рафик зависимости приведен на рис. 19.

Рис.19.Зависимость разности между температурой

нагреваемых деталей кардана Т₁ и температурой окружающего

воздуха Т₂ от времени работы карданного шарнира.

2.9.Материал деталей карданной передачи автомобиля ЗИЛ-130

Карданные валы – Сталь20;труба, волоченая из холоднокатаной ленты (ТУ 1046-62); твердость HRC 80-100.

Вилка кардана (приварная) – Сталь35(ГОСТ 1050-60);твердость НВ 207-241.

Фланец-вилка – Сталь35(ГОСТ 1050-60);твердость НВ 217-255.

Крестовина кардана – Сталь 20ХГНТР (ЧМТУ 22-58 ЦНИИЧМ); глубина нитроцементированного слоя шипов 1,1-1,5 мм; твердость поверхностного слоя HRC 60-65.

Скользящая вилка – Сталь 45 (ГОСТ 1050-60); глубина закаленного слоя 2-4 мм; твердость закаленного слоя HRC 42-56.

Шлицевая втулка промежуточного карданного вала. Сталь 40Х(ГОСТ 4543-61);твердость НВ 255-285.

Распорные втулки подшипника опоры промежуточного вала – Сталь 45 (ГОСТ 1050-60); глубина закаленного слоя 1,5-3 мм; твердость HRC 45-56.

Передняя и задняя крышки подшипника опоры промежуточного вала – Сталь 08, лист толщиной 1 мм (ГОСТ 3680-57 и ГОСТ 914 56).

Выводы

Произведя проверочный расчет карданной передачи автомобиля ЗИЛ-130 на возможность передачи возросшего на 100% крутящего момента, можно сделать вывод, что данная карданная передача полностью не удовлетворяет возросшим требованиям. Для устранения возникших недостатков требуется усиление некоторых деталей карданной передачи:

1. максимальное напряжение кручения превышает допустимое на 15%, угол закручивания превышает на 50% - это можно устранить, увеличив наружный и внутренний диаметры вала приблизительно на 10% (при сохранении пропорции ё );

2. сила, действующая на шип крестовины, вызывает напряжение смятия на 30% превышающее допустимое – это можно устранить двумя путями:

а) путем применения более прочного материала, но этот способ менее предпочтителен, так как рассчитываемая крестовина изготовляется из высоколегированной стали с последующей термохимической обработкой и поэтому применение более дорогих сталей приведет к существенному подорожанию детали;

б) путем увеличения диаметра и длины шипа.

1. наибольшее результирующее напряжение в точках 1 и 3 вилки кардана превышает допустимое на 53% это можно устранить путем применения более прочного материала или увеличением размеров a и b.

2. интенсивный нагрев шарнира потребует применения более термостойкой смазки.

Литература:

1. Я.Э.Малаховский, А.А.Ленин, Н.К.Веденеев. Карданные передачи. М., 1962 г.

2. В.В.Осепчугов, А.К.Фрумкин. Автомобиль. Анализ конструкции, элементы расчета. М., "Машиностроение"; 1989 г.

3. Н.А.Бухарин, В.С.Прозоров, М.М.Щукин. Автомобили. Л.; "Машиностроение", 1973 г.

4. А.А.Звягин, П.А.Кравченко. Проектирование автомобиля, часть 3. Л.,ЛИСИ, 1973 г.

Характеристики

Список файлов реферата