Проектирование карданной передачи

Рисунок 8 – Топливно-экономическая характеристика проектируемого автомобиля <

p>

2. Обзор конструкции проектируемой карданной передачи

Карданная передача автомобиля-аналога (ГАЗ-53А) состоит из двух последовательно соединённых валов: промежуточного вала и основного.

Необходимость в двух последовательно соединённых валах определяется критической частотой вращения вала при определённом диаметре трубы (75 мм).

Промежуточный и основной карданные валы – открытого типа, трубчатые с тремя шарнирами неравных угловых скоростей. Промежуточный карданный вал имеет дополнительную опору с креплением на поперечине рамы.

Длина промежуточного вала между центрами карданных шарниров равна 1234 мм, длина основного вала 1295 мм.

Промежуточный карданный вал представляет собой тонкостенную трубу, с одного конца которой запрессована и приварена вилка карданного шарнира, с другой – шлицевая втулка. Вилка карданного шарнира – кованная, стальная; шлицевая втулка изготовлена из бесшовной стальной трубы. В шлицевую втулку входит скользящая вилка, которая установлена в шлицевой втулке таким образом, что ушки приварной и скользящей вилок находятся в одной плоскости. Вилки должны быть расположены в одной плоскости. Допускаемое отклонение не более 2о. соблюдение этого условия обеспечивает равномерное вращение ведомого и ведущего валов, соединённых двумя шарнирами с неравными угловыми скоростями.

Подвижные шлицевое соединение промежуточного вала необходимо для обеспечения изменения длины промежуточного вала, которая связана с перемещением заднего моста по дуге окружности вверх и вниз при движении автомобиля, то есть при перемещении заднего моста вверх и вниз уменьшается или увеличивается расстояние между передним и средним шарниром карданной передачи. Рабочая длина шлицев в зацеплении всегда остаётся постоянной.

От загрязнения шлицевого соединения и для удержания смазки в шлицах на торце шлицевой втулки установлено специальное уплотнение, которая состоит из внутреннего и наружного резинового колец, разделённых разрезными стальными шайбами.

На переднем конце промежуточного вала расположен карданный шарнир, фланец которого соединён с муфтой фланца коробки передач четырьмя болтами. Карданный шарнир состоит из двух вилок и крестовины, на шипах которой находятся игольчатые подшипники. Игольчатые подшипники входят в отверстия ушков вилок, удерживаются в них крышками, которые прикреплены к вилкам двумя болтами.

Каждый подшипник имеет 26 игольчатых ролика, в которые в стакане подшипника удерживаются шайбой и колпачком, напрессованным на стакан.

В карданные шарниры с дополнительным уплотнением в игольчатые подшипники закладывают высококачественную консистентную смазку, не требующую регулярного добавления в процессе эксплуатации, в связи с чем отсутствуют пресс-маслёнки крестовин шарниров. Смену смазки в карданных шарнирах следует производить через 6 ТО-2, но не реже одного раза в 3 года.

Основной карданный вал представляет собой так же тонкостенную трубу одинакового сечения с трубой промежуточного вала, с обеих сторон которой запрессованы и приварены одинаковые вилки карданных шарниров. Вилки расположены в одной плоскости, чем обеспечивается равномерное вращение валов. Фланец заднего шарнира карданной передачи крепится 4 болтами к фланцу ведущей шестерни заднего моста.

Подшипник опоры смазывают консистентной смазкой через пресс-маслёнку, ввёрнутую в отверстие нижней части задней обоймы сальника. Для выхода воздуха из полости, заполняемой смазкой, в обойме сальника имеются два небольших отверстия.

При изготовлении карданную передачу (промежуточный и основной вал в сборе) динамически балансируют на специальных станках. Дисбаланс устраняют приваркой пластин по концам труб. Допускается дисбаланс не более 50 гс*см, а число привариваемых пластин на каждом конце не более 3.

Карданные шарниры обеспечивают наибольший угол качения от средней оси в каждую сторону, равный 21о.

3 Проектирование карданной передачи

3.1 Определение геометрических параметров передачи

При курсовом проектировании, в отсутствие готовой компоновки автомобиля, длину карданной передачи в учебных целях следует принимать равной половине базы автомобиля-прототипа:

l=0,5*L (3.1.1)

где L – база автомобиля-прототипа, мм (L=3700 мм)

l=3700*0,5= 1850 мм

γо, γст – углы наклона карданного вала при статических прогибах подвески автомобиля fо и fст от нагрузки соответственно порожнего автомобиля с номинальной нагрузкой;

γд – угол наклона карданного вала при динамическом прогибе подвески автомобиля fд под действием возмущающей силы от неровностей дороги;

∆о, ∆ - перемещение ведущего моста автомобиля от номинального положения до крайних верхнего и нижнего положения;

Н – высота между осями шарниров карданной передачи у силового агрегата автомобиля и у ведущего моста при номинальной нагрузке.

Статический прогиб подвески fст ведущего моста автомобиля при номинальной нагрузке можно определить, исходя из частоты собственных колебаний подвески. В отсутствие этих данных рекомендуется принимать fст для грузовых автомобилей fст=60-80 мм. Принимаю fст=80 мм.

Динамический прогиб подвески fд, связанный с действием на автомобиль возмущающей силы от неровностей дороги, принимается равным:

- для грузовых автомобилей fд= fст. fд =80 мм.

Уравнение зависимости прогиба подвески от нагрузки, приходящейся на её упругий элемент, представлено формулой:

lnRZ=f/fо+ lnRZо-1 (3.1.2)

где RZ – нагрузка на упругий элемент подвески ведущего моста при прогибе подвески f. При fд= fст=80 мм. Выразим fо.

RZ=G2/2 (3.1.3)

где G2 – номинальная нагрузка на ведущую ось автомобиля,Н (G2= 49049Н);

RZо – нагрузка на упругий элемент подвески ведущего моста при прогибе fо, Н:

RZ= 49049/2 = 24525 Н

RZо=((mа*g)/2)*(x2/100) (3.1.4)

где mа – снаряженная масса автомобиля (mа = 3000 кг);

х2 – снаряженная масса автомобиля, приходящаяся на ведущий мост (70%).

RZо=(3000*9,8/2)*(70/100)=10290 Н

Подсчитаем значение fо:

fо= fст / (ln RZ – ln RZо +1) (3.1.5)

fо= 80/(ln24525 – ln10290+1) = 80/(10,11 – 9,24 +1) =80/1,87= 42,8 =43 мм

Перемещение ведущего моста автомобиля от номинального положения до крайнего нижнего

∆о=fст – fо (3.1.6)

∆о=80-43=37 мм

Перемещение ведущего моста автомобиля от номинального положения до крайнего верхнего

∆=fд (3.1.7)

∆=fд=80 мм

Расстояние между осями валов силового агрегата автомобиля и ведущего моста при номинальной нагрузке

Н=l*tgγст (3.1.8) (принимаю γст=4)

Н=1850*tg4о=1850*0,07=129,5 мм

 Скачать реферат