Розрахункове напруження згину зуба

Вибираємо для колеса (ведена шестерня) сталь 40Х, термообробка – поліпшення, твердість НВ 235…262; межа міцності МПа; межа текучості МПа.

Розрахункове напруження згину зуба визначають за формулою:

(7.1)

де - колова сила, Н;

одиничне напруження згину;

коефіцієнт, що залежить від сумарної довжини контактних ліній і величини перекриття;

коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між

зубами і залежить від точності виготовлення зубчастого колеса; при розрахунках приймають

коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по ширині вінця зуба;

коефіцієнт, що враховує динамічне навантаження в зачепленні;

коефіцієнт, що враховує властивості мастила і характер работи

колеса в зачепленні;

коефіцієнт, який враховує габаритні розміри зубчастого колеса.

Діаметр початкових кіл шестерень мм, визначається за формулою:

– ведуче колесо:

, (7.2)

– ведене колесо:

. (7.3)

Чисельні значення для першої пари зачеплення:

мм;

мм.

Діаметри кіл вершин , мм, визначаються за формулою:

(7.4)

Чисельні значення:

мм;

мм.

Діаметри кіл впадин , мм, визначаються за формулою:

, (7.5)

де нормальний кут зачеплення; ; кут нахилу зуба;

Підставляючи значення параметрів у формулу (7.5), знаходимо:

мм

Колова сила F_t , H, визначається за формулою:

(7.6)

Чисельний розрахунок:

Н.

Одиничненапруженнязгину, МПа, визначають за формулою:

(7.7)

де коефіцієнт напруженяя згину;

– параметр спряженого зубчастого колеса;

залежить від кута профілю вихідного контура;

враховує радіус перехідної кривої;

враховує перерозподіл товщини зубів шестерні і колеса.

[1, c112]

(7.8)

де фактична кількість зубів;

еквівалентна кількість зубів:

(7.9)

Чисельні значення:

З гідно з [1] визначають коефіцієнт напруження згину

У нашому випадку:

Згідно з ГОСТ 13.755-84 визначають

Знайдено:

МПа.

Коефіцієнт, що залежить від сумарної довжини контактних ліній і величини перекриття , визначають з рисунку 7.20 [1].

для косозубих коліс.

Коефіцієнт осьового перекриття:

(7.10)

Чисельне значення:

Коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами:

(7.11)

де враховує нерівномірність розподілу навантаження в початковий період роботи колеса; для визначення коефіцієнта визначають коефіцієнт ширини зуба за формулою:

(7.12)

Чисельне значення:

коефіцієнт, що враховує прироботку зубів; коефіцієнт визначають з таблиці 7.8 [1]. приймаємо

Коефіцієнт визначають графічно (рисунок 7.21 [1]).

Підставимо значення параметрів у формулу (7.11):

Коефіцієнт, що враховує динамічне навантаження в зачепленні

(7.13)

де - коефіцієнти, обумовлені похибками зубчастих колес.

При коловій швидкості V ≤ 1 м/с коефіцієнт

Колова швидкість V м/с, визначається за формулою:

(7.14)

Чисельне значення:

м/с.

Коефіцієнти визначають графічно, рисунок 7.23 [1].

Отже:

Коефіцієнт, що враховує властивості мастила і характер работи

колеса в зачепленні необхідно приймати: для ведучого зубчастого колеса [2] для веденого зубчастого колеса [2]

Коефіцієнт, що враховує габаритні розміри зубчастого колеса визначають з таблиці 7.10 [2].

Підставимо значення розрахункових параметрів у формулу (7.1):

МПа.

Допустиме напруження згину зуба:

(7.15)

де граничне напруження згину, МПа; МПа;

коефіцієнт довговічності.

Коефіцієнт довговічності визначають за формулою:

(7.16)

де: показник кривої втоми при згині; ;

– базова кількість циклів;

еквівалентна кількість циклів зміни напружень.

Базова кількість циклів для вибраного матеріалу шестерні ; еквівалентна кількість циклів визначається за формулою (значення НВ наведено в таблиці 7.1):

. (7.17)

Таблиця 7.1– Розрахункові параметри

Спосіб термообробки	Середня твердість	Сталь	, МПа
1. Поліпшення	< 350 НВ	Вуглецева і легірувана	2 НВ + 70
2. Об’ємна і поверхнева закалка	38…50 HRC	Легірувана	17 HRC + 200
3. Цементація і нітроцементація	Более 56 HRC	23 HRC
4. Азотування	550…750 HV	38X2МЮА, 40ХНМА

Чисельні значення:

Отже, допустиме напруження згину зуба колеса:

МПа.

Знаходимо межу контактної витривалості за формулою, яку наведено в таблиці 7.1:

МПа – межа контактної виносливості;

МПа – межа витривалості при згину;

Допустиме напруження при згину зуба визначимо за формулою:

.

(7.18)

де =1,7; = 1,2; .

Чисельне значення допустимого напруження згину:

МПа.

Таким чином, розрахункове значення напруження згину зуба, визначене за формулою (7.1), менше допустимих значень, визначених за формулами (7.15) і (7.18).

Розрахункки валів і підшипників коробки переміни передач здійснюють стандартними методами.

Питання для самоконтролю

1. Які масові параметри використовують при розрахунку автомобіля?

2. Запишіть формули для визначення власної і повної масс автомобіля.

3. Які сили враховують при складанні силового балансу автомобіля?

4. За якими формулами визначають положення центра масс автомобіля?

5. Охарактеризувати баланс потужності автомобіля.

6. Записати формули для визначення сил опору руху автомобіля.

7. Які характеристики можна встановити з позначень на шинах?

8. Записати формули для визначення складових балансу потужності автомобіля.

9. Відносно якого параметру визначають геометричні розміри елементів поршня?

10. З яких матеріалів виготовляють поршні автотракторних двигунів?

11. З яких матеріалів виготовляють поршневі пальці автотракторних двигунів?

12. За якими формулами ведуть розрахунок поршневих кілець з корегованим тиском?

13. Назвіть характерні геометричні розміри і показники, які визначають при розрахунку поршневих кілець?

14. З яких матеріалів виготовляють поршневі кільця автотракторних двигунів?

15. Відносно якого параметру визначають геометричні розміри елементів клапанного механізму двигуна?

16. За якими показниками визначають пропускну спроможність клапана?

17. Які параметри враховують при визначенні прохідного перерізу клапана?

18. За яких умов визначають максимальну пропускну спроможність клапана?

19. Охарактеризувати типи коробок передач.

20. Чим відрізняються тривалова і двовалова корбки передач?

21. Покажіть на схемі, через які шестерні передається крутний момент на тій або іншій передачі?

22. За якими формулами визначають число зубів шестерень коробки передач?

23. Як визначити ККД коробки передач?

24. Записати формули для визначення напружень згину зуба при коробки передач.

Рекомендована література

1.Абрамчук Ф. І., Гутаревич Ю. Ф., Долганов К. Є., Тимченко І. І. Автомобільні двигуни. Підручник. Друге видання.–К.: Арістей, 2004, –476 с.

2. Автомобили. Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия./ Под ред. Гришкевича А.И.-Минск: Вышейшая школа. - 1985.- с.-240.

3. Баженов Е.Е. Теория автомобиля. Методические указания к курсовой работе для студентов специальности 15.01.00 «Автомобиле- и тракторостроение». – Екатеринбург: кафедра «Автомобили и тракторы», 1997. – 66 с.

4.Боровских Ю.І. та ін. Будова автомобілів: Навч. посібник /Ю.І.Боровських, Ю.В.Буральов, К.А.Морозов; Пер. з рос. В.В.Клімченка. - К.: Вища шк., 1991. - 303с.

5. Вихерт М.М. и др. Конструкция и расчет автотракторних двигателей / Под ред. Ю.А. Степанова. – М.: Машиностроение, 1964. – 324 с.

6. Гуревич А.М., Сорокин Е.М. Тракторы и автомобили. Учебник. М.,’’Колос’’,1974. - 332 с.

7. Дьяченко Н.Х., Костин А.К., Пугачев Г.П. Теория двигателей внутреннего сгорания / Под ред. Н.Х.Дьяченко. – Л.: Машиностроение, 1974. – 551 с.

8. Железнов Е. И. Тяговый расчет автомобіля. Методические указания. / РПК «Политехник» Волг. Гос. технич. университета.– Волгорад.-2002.-27 с.

9.Зейнетдинов Р. А., Дьяков И.Ф., Ярыгин С. В. Проектирование автотракторных двигателей. Учебное пособие.– Ульяновск: УлГТУ, 2004.- 168 с.

10. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторних двигателей: Учебное пособие для вузов / А.И. Колчин, В.П. Демидов. –3-е изд. – М.: Высшая школа, 2003. – 496 с.

11. Лукин П. П. и др. Конструирование и расчет автомобиля. Учебник для втузов.­ – М.: Машиностроение, 1984.– 376 с.

12. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Автомобілі» для студентів спеціальності «Автомобілі та автомобільне господарство» та «Професійне навчання. Експлуатація та ремонт місцевого та автомобільного транспорту» (частина 1) / Укл: В.П. Сахно, Г. А. Філіпова, Грищук О, К, Яновський В.В., Федоров В.В.– К.: НТУ, 2006.–56 с.

13. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Автомобили». / Разраб. В. Н. Торлин, Т. А. Рогозина, С. В. Огрызков, А. Г. Остренко.–Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006. – 44 с.

14. Методические указания к выполнению курсовой работы «Тяговый расчет автомобиля» / Железнов Е. И.– Волгоград: Волгоград, гос. техн. ун-т, 202.–33с.

15. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт із курсу "Автомобілі" для студентів спеціальності “Автомобілі та автомобільне господарство / Шпилька М. М. - Полтава: Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, 2004 р. - 54 с.

16. Осепчугов В. В., Фрумкин А. К.«Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета»: Учеб­ник для студентов вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство».—М.: Машиностроение, 1989.—304 с.

17. Сирота В. І., Сахно В. П. Автомобілі. Основи конструкції, теорія: Навчальний посібник. – К.: Арістей, 2007.– 288 с.

18. Хоменко І. М. Про корегування тиску компресійних поршневих кілець автомобільних двигунів / І. М. Хоменко, А. К. Кобринець // Вісн. Черніг. держ. технол. ун-ту. – 2009. – №.40 . – С. 137-142.

19. http://coolreferat.com/ Трансмиссия автомобиля ИЖ 21251

20. http://www.bestreferat.ru/referat-196495.html

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………….…………………3

Практичне заняття 1. Розрахуноквихідних даних і побудова

зовнішньої швидкісної характеристики двигуна …………………………..…3

Практичне заняття 2. Силовий баланс автомобіля …………….…………..7

Практичне заняття 3. Баланс потужності автомобіля……..…………… 17

Практичне заняття 4. Розрахунок зчеплення автомобіля …………….… 22

Практичне заняття 5. Розрахунок деталей зчеплення на міцність………….25

Практичне заняття 6. Розрахунок основних параметрів механічної

коробки переміни передач (КПП) …………………………………...……..30

Практичне заняття 7. Розрахунок на міцність деталей механічної

коробки переміни передач ……………………………………..…….……..….36

Рекомендована література…………………………………………………….42