Конструкция, расчет и потребительские свойства изделий

Конструкция, расчет и потребительские свойства изделий

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Специальность 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)»

Сыктывкар 2013

Лопарев А.А., Якимов Ю.В.

.

Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию дисциплины «Конструкция, расчет и потребительские свойства изделий» предназначено для студентов кафедры Автомобили и автомобильное хозяйство очной и заочной формы обучения Сыктывкарского лесного института, обучающихся по специальности 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)».

В пособии приведены необходимые исходные данные и основные требования при выполнении курсового проекта или курсовой работы по расчету автомобилей, указаны алгоритм и методики расчетов, определен объем пояснительной записки и графической части, приводится последовательность выполнения проекта и рекомендуемая литература. Учебно-методическое пособие позволяет лучше и в кратчайшие сроки выполнить курсовой проект или курсовую работу за счет систематизации разрозненных данных.

Введение

Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию предназначено для студентов кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство», обучающихся по специальности 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)», а также может быть использовано студентами других инженерных специальностей.

В пособии приведены необходимые исходные данные для выполнения курсового проекта или курсовой работы (в зависимости от срока обучения) по определению и оценке показателей безаварийной эффективности автомобилей, указаны алгоритм и методики расчетов, объем и сроки выполнения, а также необходимые справочные данные.

В первом разделе пособия сформированы цель, задачи и объем курсового проекта или курсовой работы. Второй раздел посвящен выбору исходных данных для последующих расчетов. Третий раздел содержит теоретическое обоснование темы проекта (работы). В четвертом разделе приведены методика построения тягово-тормозного паспорта автомобиля и прогноз тормозной динамичности и безопасности автомобиля и системы ВАДС. Пятый раздел посвящен анализу динамических процессов автомобиля по графикам разгона, обгона и экстренного торможения. В шестом разделе приводятся методики расчетов и проектирования механизмов шасси. Седьмой раздел посвящен конструктивной разработке механизмов шасси. В последующих разделах изложены требования к оформлению курсового проекта или курсовой работы и порядок защиты. В приложениях приводятся основные параметры и схемы механизмов шасси.

Внимательное ознакомление студентов с учебно-методическим пособием «Конструкция, расчет и потребительские свойства изделий» позволит лучше и в кратчайшие сроки выполнить курсовой проект или курсовую работу за счет использования систематизированных и упорядоченных данных, приведенных в нем.

Выбор исходных данных

Выбор исходных данных производите в следующей последовательности.

Пользуясь зачетной книжкой и таблицей 2.1, определите модель автомобиля и значение коэффициента коррекции К_р стендовой внешней скоростной характеристики двигателя следующим образом.

Таблица 2.1 – Модель автомобиля и значения коэффициента коррекции К_р

Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки	Последняя цифра шифра
Ваз-2190 «Гранта»	УАЗ-3163 «Патриот»	ГАЗ-2217 «Соболь»	ПАЗ-3205	МАРЗ -52661	ГАЗ-3302 «Газель»	ЗИЛ-5301 «Бычок»	ГАЗ-3507	ЗИЛ 4314.10	КАМАЗ 6520
	0,930	0,975	0,950	0,930	0,975	0,950	0,930	0,975	0,950	0,930
	0,935	0,970	0,945	0,935	0,970	0,945	0,935	0,970	0,945	0,935
	0,940	0,965	0,940	0,940	0,965	0,940	0,940	0,965	0,940	0,940
	0,945	0,960	0,935	0,945	0,960	0,935	0,945	0,960	0,935	0,945
	0,950	0,955	0,930	0,950	0,955	0,930	0,950	0,955	0,930	0,950
	0,955	0,950	0,975	0,955	0,950	0,975	0,955	0,950	0,975	0,955
	0,960	0,945	0,970	0,960	0,945	0,970	0,960	0,945	0,970	0,960
	0,965	0,940	0,965	0,965	0,940	0,965	0,965	0,940	0,965	0,965
	0,970	0,935	0,960	0,970	0,935	0,960	0,970	0,935	0,960	0,970
	0,975	0,930	0,955	0,975	0,930	0,955	0,975	0,930	0,955	0,975

- выберите модель автомобиля в головке таблицы 2.1 согласно последней цифре номера зачетной книжки;

- выберите значение коэффициента коррекции К_р в колонке таблицы 2.1 согласно предпоследней цифре номера зачетной книжки;

- пользуясь таблицей 2.2, определите значения скоростей υ₁ и υ₂.

Таблица 2.2 - Значения скорости υ₁ обгоняющего автомобиля

и скорости υ₂ обгоняемого средства

последняя цифра шифра	значения скоростей υ1, м/с	предпоследняя цифра шифра	значения скоростей υ2, м/с

- неуказанные эмпирические значения параметров выбирайте из справочных данных с учетом модели автомобиля;

- необходимые конструктивные соотношения и характеристики систем шасси и деталей выбирайте из предложенных данных или справочной литературы;

- соотношения размеров сборочных единиц выбирайте согласно рекомендациям справочной литературы.

Во всех спорных вопросах необходимо отдавать предпочтение наиболее новым описанным в литературе способам решения задач и новейшим конструкторским идеям.

Автомобиля

Безотказность автомобиля как его свойство «непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки» [4, с.2] постепенно превращается в «ресурсный отказ, в результате которого объект достигает предельного состояния», но может внезапно и скачкообразно превратиться в «эксплуатационный отказ, возникающий по причине, связанной с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации» [4. с.4], а также в перемежающийся эксплуатационный отказ (ПЭО) – «многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера» [4. с.4],например, блокировка (ω_т = 0) и Ю3 (S = 1) колес при торможении на скользкой (φ < 0,4) дороге, вызывающие переходы устойчивость↔неустойчивость автомобиля на дороге, управляемость ↔ неуправляемость автомобиля водителем, имеющим высокий уровень профессионального мастерства и персональный «почерк следами юза» не только на скользких, но и сухих, чистых и шероховатых покрытиях.

Переходы «устойчивость ↔ неустойчивость» и управляемость ↔ неуправляемость, задаваемые мастером-водителем в опасной дорожной обстановке, превращают безотказный автомобиль в живучий, а при условии достаточности времени проявления живучести, - в безаварийный объект системы ВАДС. «Как ни печально, но большинство водителей беззащитны в аварийной ситуации и чаще всего реагируют на нее естественной защитной реакцией – резким торможением, которое отнимает у них последнюю возможность сохранить управляемость автомобиля. Это не вина водителя, а беда, потому что арсенал его мастерства очень скуден, а профессиональный опыт не всегда может помочь в конкретной дорожной ситуации» [5, с.35].

Автомобиль как потенциальный источник опасности, обычно реализует свою «потенцию» в опасность и аварию в процессе управления водителем, не знающим своих контраварийных возможностей и не обладающим «чувством автомобиля», не умеющим предсказывать поведение других участников дорожного движения, прежде всего пешеходов и «крутых» нарушителей Правил дорожного движения.

Двигателя

При найденных значениях максимальной мощности двигателя

N_{е, max} = …кВт при частоте вращения коленчатого вала n_N = …мин^-1 и максимального крутящего момента М_е,max = …кН∙м при частоте вращения коленчатого вала n_м = …. мин^-1 определяем:

- мощность при максимальном крутящем моменте

N_{е, м} = 0,105 М_е,max n_м = …., кВт; (4.1)

- крутящий момент при максимальной мощности

…, кН∙м ; (4.2)

- коэффициенты приспособляемости к допустимой кратковременной перегрузке

… (4.3)

и уменьшению угловой скорости

…, (4.4)

а также коэффициенты

= …, (4.5)

…, (4.6)

… (4.7)

На листе формата А4 строим поле внешней скоростной характеристики двигателя, имеющей в начале координат нулевые значения n (горизонтальная шкала), N_е и G_т (левая шкала), М_е и g_е (правая шкала), по значениям N_{е, max} и М_{е, max} выбираем удобный масштаб n, N_е, и М_е и пунктирными вертикалями, проходящими через значения n ~ 600…800 мин^-1, n_м , n_N и n_хх, делим поле характеристики на интервалы:

- регуляторный от n_хх до n_N (у дизеля и карбюраторного двигателя с ограничителем n);

- корректорный от n_N до n_м;

- неустойчивой работы и заглохания под нагрузкой при n ~ 600…800 мин^-1.

В пояснительной записке составляем таблицу 4.1 и заносим в нее найденные (н), принятые (пр) или рассчитанные (р) значения.

Таблица 4.1 – Расчетная внешняя скоростная характеристика двигателя

________________

n мин-1	n < nм	nм	n > nм	n < nN	nN	n < nN	nхх
пр	н	пр	пр	н	пр	н
Nе, кВт	пр	р(4.1)	р	р	н	пр
Ме, кН∙м	р(4.1)	н	р	р	р(4.2)	р(4.1)
ge ,					р(4.10)	p
ηe					пр
Gт , кг/ч					р(4.11)
n/nN

Принимаем и записываем в таблицу 4.1 удобные значения n > n_м и

n < n_N, отмечаем их на графике и подставляем в формулу

…, (4.8)

в которой значения коэффициентов

а + в - с = 1 (4.9)

определены ранее по формулам (4.5) – (4.7), а К_р – коэффициент коррекции выбран по таблице 2.1.

Принимаем значение эффективного КПД двигателя η_e,N = ___ из интервала 0,35…0,42 (дизель) или 0,25…0,32 (двигатели с искровым зажиганием) с учетом уровня его конструктивного совершенствования и условий реальной эксплуатации на предприятии, качества топлива и моторного масла, применения присадок и ревитализантов. Определяем расчетом при низшей теплоте сгорания топлива Н_u =_____ МДж/кг (см.3.1) значения:

- удельного расхода топлива

… (4.10)

- часового расхода топлива

G_Т,N = g_e,N ∙ N_{е, max}∙ 10^-3 =… (4.11)

Используя ряд дискретных значений

	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
Кп	1,03	0,99	0,97	0,96	0,96	0,97	1,00	1,04

и ряд подобных отношений в таблице 4.1, определяем методом интерполяции значения коэффициента К_n и удельного расхода топлива

g_{e, n} = К_n∙ g_e,N, (4.12)

часового расхода топлива

G_т,n = g_e,n∙ N_е,n∙10^-3 (4.13)

и эффективного КПД

. (4.14)

Все найденные (н), принятые (пр) и рассчитанные (р) значения показателей таблицы 4.1 проверяем «на безошибочность» через их «принадлежность» кривым N_e = f(n), M_e = f(n), G_т = f(n), g_e = f(n) и η_e = f(n), находим и устраняем ошибки в найденных, принятых и расчетных значениях этих показателей созданного и эксплуатируемого автомобильного двигателя, как правило, малозависимого от шасси автомобиля – его трансмиссии, ведущих колес, несущей, управляющей, тормозной и других систем.

Энергетическая эффективность автомобиля любого класса и транспортного назначения в самом общем виде описывается формулой (3.12), содержащей в правой части только десять показателей, среди которых сомножители η_e и η_вк имеют по два нулевых значения – при минимальной и максимальной загрузке, зависимой от трансмиссии, условий (ψ) и режима (j) дорожного движения.

Трансмиссия как трансформатор, распределитель и передаточный механизм вращательного движения от двигателя к ведущим колесам предназначена для согласования их скоростных характеристик, определяющих основные показатели назначения автомобиля – его мгновенную действительную скорость υ_а , определяемую по формуле (3.2), и скоростной диапазон

. (4.15)

Это требуемое от автомобиля отношение его быстроходности к тихоходности превышает коэффициент приспособляемости двигателя (4.4) в несколько раз и при вынужденно больших значениях n_N и r_к вынуждает конструктора задавать трансмиссии функцию понижающего трансформатора – ступенчатого, бесступенчатого или комбинированного.

В современных условиях мирового роста производства и приобретения автомобилей автоконструкторы стремятся передать основные операторские функции водителя «бортовому» компьютеру и в связи с этой тенденцией автоматизируют все системы управления автомобилем, в том числе его коробкой передач – традиционно – ступенчатым трансформатором вращательного движения, имеющим ряд передаточных чисел:

1. Арифметический ряд, обеспечивающий постоянное приращение скорости при разгоне (переходе с низших передач на высшие):

Δυ_а = υ₂ – υ₁ = υ₃ – υ₂ =…= υ_n – υ_n-1 = const (4.16)

2. Геометрический ряд, обеспечивающий равенство отношений передаточных чисел коробки передач на смежных передачах:

(4.17)

3. Динамический ряд, обеспечивающий наибольшую интенсивность разгона неравенством

q₁ > q₂ > …> q_n. (4.18)

4. Гармонический ряд , обеспечивающий тягачу постоянное приращение тягового усилия при переходе с высших передач на низшие:

ΔР_кр = Р_n – P_n-1 = …= Р₂ – Р₃ = Р₁ – Р₂ = const (4.19)

5. Мощностной ряд, обеспечивающий наибольшее использование мощности двигателя на наиболее «ходовых» (часто используемых) передачах.

Мощность, подводимая (переносимая) двигателем к трансмиссии транспортного автомобиля, обычно равна мощности его двигателя N_e, а мощность трансформированная, распределенная и переносимая к ведущим колесам,

(4.20)

и при больших значениях ведущих моментов М_в зависит от коэффициента продольного сцепления φ_{х i} каждого ведущего колеса с дорогой и коэффициента блокировки k_б межколесного дифференциала.

Коэффициент блокировки как отношение момента трения внутри дифференциала к моменту на его корпусе (ведомом зубчатом колесе пары, в которую обычно встроен межколесный дифференциал), в обычных четырехсателлитных дифференциалах не превышает значения k_δ < 0,1, равного допустимой ВСН 24-88 разности коэффициентов сцепления φ_хi по ширине проезжей части автомобильных дорог и улиц. Однако локальное оледенение проезжей части порождает разность коэффициентов сцепления левых и правых колес Δφ_{х i} >> k_δ и превращает трансмиссию в привод только одного ведущего колеса, имеющего наименьший коэффициент сцепления φ_{х i}

и скорость υ_хв = υ_а = 0 при удвоенной дифференциалом угловой скорости 2ω_в.

При испытаниях автомобиля на стенде ведущие колеса вращают беговые барабаны и подводят к ним измеряемую мощность

, (4.21)

зависимую от полезной массы m_г и полной массы автомобиля m_а. При этом КПД двигателя, трансмиссии и ведущих колес автомобиля

(4.22)

можно измерить при разных значениях отношения m_г/m_а и определить зависимость КПД автомобиля (3.13) от перевозимой массы m_г.

Если одновременно с измерением мощности N_δ, подводимой ведущими колесами к беговым барабанам, измерять эффективную мощность двигателя

, (4.23)

то при таком эксперименте можно определить произведение КПД

. (4.24)

Раздельное измерение этих КПД возможно только после весьма трудоемкой подготовки трансмиссии к измерению «входных» и «выходных» крутящих моментов и угловых скоростей. При эксплуатации автомобилей необходимо знать и всесторонне повышать их результирующий КПД (3.12).

При поверочном динамическом расчете автомобиля реальную сумму параллельных потоков мощности (4.20) заменяем одним потоком, подобным мощности N_δ в формуле (4.24), а КПД трансмиссии определяем расчетом по формуле

, (4.25)

где η_ц и η_к – соответственно КПД цилиндрических и конических пар зубча-

тых колес и подшипников их валов; принимаем η_ц = 0,98 и

η_к = 0,97;

η_кш – КПД карданного шарнира; принимаем η_кш = 0,995;

k и l – число соответственно цилиндрических и конических пар зубчатых колес, через которые последовательно передается мощность к ведущим колесам; k = ______ и l = ______ определяем из кинематической схемы автомобиля;

m_кш – число последовательных карданных шарниров; m_кш =_____ определяем из кинематической схемы автомобиля;

N_тр,о – мощность, теряемая в трансмиссии на холостом ходу, кВт; принимаем из интервала N_тр,о = (0,03…0,05) N_e,max = _____кВт;

N_e – значения эффективной мощности согласно таблице 4.1, кВт.

На всех не прямых передачах постоянная часть формулы (4.25) имеет значение

η_тр = 0,98¯∙0,97¯∙0,995¯=______ ,

а на прямой передаче η_{тр,_} = ______.

Расчет текущих значений проводим при выполнении следующего раздела.

Установившимся замедлением

Согласно строке 1 таблицы 4.5 скорость υ_а = ____ м/с, а установленная заводом – изготовителем максимальная скорость автомобиля___________

υ_max =____км/ч = ______м/с. Поэтому принимаем υ_max =____ м/с.

Согласно определению ГОСТ Р 51709-2001 «установившееся замедление – среднее значение замедления за время торможения τ_уст от момента окончания периода времени нарастания замедления до конца торможения». Поэтому максимально возможное среднее замедление j_ср, подобное j_уст, определяем графоаналитически:

1. Выделяем на верхнем среднем поле и в таблице 4.3 скоростной интервал 0 – υ_max, складываем n табличных значений φ_υс, делим эту сумму на n, определяем среднее табличное значение φ_{ср, m} = _______ и уточняем его графическим методом определения средней ординаты: увеличиваем количество ординат до 2n, определяем их суммарную длину L_2n, делим ее на 2n и по средней длине l_cp = L_2n /2n и масштабу определяем уточненное (графическое) значение φ_ср = ______.

2. По формуле (4.55) при φ_х = φ_ср и К_э = 1 определяем среднее замедление j_ср = ___________м/с², отмечаем его значение на шкале j_хт левого поля тягово-тормозного паспорта и пунктирными линиями строим график j_ср = f(υ_т), ограничив его вертикальную линию временем торможения

(5.19)

Определяем расчетом тормозной путь

, (5.20)

на среднем верхнем поле отмечаем его точкой в масштабе шкал τ и s_т , сравниваем полученные результаты с временем и путем ступенчато-импульсного торможения.

Расчет карданных передач

Карданная передача автомобиля – это механизм трансмиссии, состоящий из одного или нескольких карданных валов и карданных шарниров, предназначенный для передачи крутящего момента между агрегатами, оси валов которых не совпадают или могут изменять свое относительное положение (рисунок 6.6).

Основными элементами карданной передачи являются шарниры, которые подразделяют по кинематическим свойствам на карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей, а по наличию фиксированных осей качания – на полные и полукарданные шарниры.

Полным карданным шарниром называют шарнир, имеющий фиксированные оси качания, полукарданным шарниром – шарнир, не имеющий фиксированных осей качания. Упругие полукарданные шарниры допускают угловые отклонения осей валов до 5°, а жесткие – до 2° и некоторое их продольное перемещение.

В трансмиссиях современных автомобилей преобладают полные карданные шарниры, осевая компенсация в которых обеспечивается установкой на шлицах карданного вала скользящей вилки.

На рисунке 6.6,а показана схема карданной передачи, получившей распространение на двухосных автомобилях и с одним задним ведущим мостом. Мощность от коробки передач I передается к заднему ведущему мосту 5 через два карданных вала 2 и 4 и три шарнира. Последний вал имеет промежуточную опору 3.

Двухосные полноприводные автомобили имеют три двухшарнирные карданные передачи (рисунок 6.6,б). В этом случае между карданными передачами устанавливают раздаточную коробку 6. На рисунке 6.6,в показана схема трансмиссии автомобиля с индивидуальным приводом мостов.

Рисунок 6.6 Карданные передачи

а – с шарнирами, имеющими крестовину; б – двухшарнирная привода ведущего управляемого колеса с независимойподвеской; в – с шарниром, имеющим крестовину, и с упругим полукарданным шарниром; г – с жесткими полукарданными шарнирами.

Карданная передача заднего моста 5 имеет два карданных вала 4 и 7, четыре шарнира и промежуточную опору 3. Карданные валы 2, 9 и 10 обеспечивают привод соответственно к раздаточной коробке 6, промежуточному 8 и переднему 11 мостам. В современных полноприводных автомобилях применяют схему с промежуточным проходным мостом (рисунок 6.6,г). В этом случае карданный вал 4 обеспечивает привод дополнительного редуктора 12, от которого мощность раздается непосредственно к промежуточному 8, а через карданный вал 7 к заднему мосту

Для привода ведущего управляемого колеса используют конструкцию (рисунок 6.6,д), вкоторой имеется несколько шарниров 13 с промежуточной опорой 3 и шлицевым соединением 14.

Расчет шарнира производят при допущении, что расчетная окружная сила Р_р (рисунок 6.7), нагружающая каждый шип крестовины и выступ вилки, приложена в точке, лежащей посередине длины шипа, и равна

(6.25)

где М_р – расчетный крутящий момент, кН∙м;

R – расстояние от середины шипа С до оси вала, м.

Рисунок 6.7 Схемы для расчета шарнира:

а) крестовины; б) вилки.

Шипы крестовины проверяют на изгиб и срез (рисунок 6.7,а). При этом в опасном сечении А – А шипа должны соблюдаться следующие условия прочности:

МПа, (6.26)

МПа, (6.27)

где W_u и F_ср – соответственно момент сопротивления изгибу (м³) и площадь (м²) среза шипа в сечении А–А.

Под действием силы Р_р вилка (рисунок 6.7,б) изгибается и скручивается. Поэтому прочность вилки обеспечивается, если в наиболее опасном ее сечении Б–Б соблюдаются условия:

МПа, (6.28)

МПа, (6.29)

где W_u и W_к – моменты сопротивления соответственно изгибу и скручиванию, м³.

Для прямоугольного сечения:

; (6.30)

, (6.31)

где К – коэффициент, зависящий от соотношения h/в сторон сечения:

h/в		1,5	1,75		2,5
К	0,208	0,231	0,239	0,246	0,258	0,267	0,282

Карданный вал рассчитывают на кручение и критическую частоту вращения. Условие прочности при кручении:

МПа, (6.32)

где D_н и D_в – соответственно наружный и внутренний диаметры трубы, м.

Условие жесткости вала при кручении равно:

, (6.33)

где θ – угол закручивания вала на 1м его длины при передаче расчетного крутящего момента М_р;

G_к – модуль упругости при кручении; для стали G_к = 8,5∙10⁴ МПа;

J_к – момент инерции сечения вала.

Чтобы не возникало явление резонанса при вращении карданного вала, надежная работа его обеспечивается при частоте

, (6.34)

где ℓ – расстояние между центрами крестовин шарниров, м.

Расчет главной передачи

Главные передачи разделяют (рисунок 6.8) на одинарные, двойные разнесенные, двухступенчатые и проходные.

Рисунок 6.8 Кинематическая схема главной передачи:

а – одинарной; б – двойной; в – двойной разнесенной;

г – двухступенчатой; 1 – зубчатая муфта.

Расчет зубчатых колес главной передачи и дифференциала рассмотрен в курсе теории механизмов и машин.

Привод к задним ведущим колесам осуществляют обычно с помощью цельных валов — полуосей. Характер нагружения полуоси зависит от конструкции подшипникового узла ведущего колеса. На рисунке 6.9,а изображена схема типичного подшипникового узла ведущего колеса грузового автомобиля. Ступица 1 колеса автомобиля при помощи двух радиально-упорных роликоподшипников 2 установлена непосредственно на цапфе балки 3 моста. Вследствие этого силы, воздействующие на колеса (вертикальная Z, продольная Р и боковая Y реакции дороги), воспринимаются непосредственно балкой, а полуось 4 нагружена только крутящим моментом. Такую полуось называют разгруженной.

На рисунке 6.9,б приведена схема типичной конструкции подшипникового узла ведущего колеса легкового автомобиля. Колесо прикреплено непосредственно к фланцу 6полуоси, наружный конец которой посредством подшипника 5 опирается на полуосевой рукав. В этом случае полуось нагружена не только крутящим моментом, но и изгибающими моментами: Za – от нормальной реакции дороги и Yr – от боковой реакции, действующими в плоскости чертежа, и Рr – от продольной реакции (силы тяги Р_т или тормозной Р_τ сил), действующей в горизонтальной плоскости. Такую полуось называют полуразгруженной.

Полуось состоит из стержня, фланца для соединения с колесом и утолщенного конца для шлицевого соединения с полуосевой шестерней.

1

Рисунок 6.9 Полуоси: а – разгруженная; б – полуразгруженная

Ее изготовляют из сталей 30ХГСА, 35ХГСА, 40X, 10XHMA. Концевые участки формируют горячей высадкой на горизонтально-ковочной машине. Для повышения предела выносливости готовую полуось подвергают поверхностному упрочнению – накаткой роликами или дробеструйной обработкой.

Разгруженную полуось рассчитывают только на кручение. Ее минимальный диаметр d_пoопределяют из условия прочности

МПа.

При расчете полуразгруженной полуоси, опасным сечением которой является сечение под подшипником, рассматривают три расчетных случая нагружения: 1) при движении автомобиля с максимальной силой тяги Р_mах на ведущем колесе; 2) при заносе (движении с боковым скольжением); 3) при переезде колеса через препятствие (динамическое нагружение).

В первом случае на колесо действуют крутящий момент М_р и результирующая сила , лежащая в плоскости, перпендикулярной полуоси и отстоящей от опасного сечения на расстоянии а. Напряженному состоянию полуоси соответствует условие прочности

МПа. (6.35)

В случае заноса боковая сила достигает максимального значения Z∙φ_mах при Р_т= 0, вследствие чего второму расчетному случаю соответствует условие прочности

МПа. (6.36)

При предварительных расчетах можно принимать φ_mах = 1, а значение силы Z в соответствии со статическим распределением веса автомобиля.

В третьем расчетном случае рассматривают изгиб полуоси под воздействием только динамической вертикальной реакции Z_д, что соответствует условию прочности

МПа, (6.37)

где G – вертикальная нагрузка на одно колесо, кН;

К_д – коэффициент динамичности (для легковых автомобилей

К_д= 1,5÷1,75; для грузовых К_д= 1,8÷2,0

Оформление курсового проекта

Документация курсового проекта должна включать в себя пояснительную записку объемом 30…40 страниц текста формата А 4, выполненную рукописным или компьютерным способом, и графическую часть – 3 листа формата А 1. Объем курсовой работы – 25…35 страниц и 2 листа, соответственно. Оформление документации проекта должно соответствовать требованиям СТП ВГСХА 2 – 00.

Необходимые разделы пояснительной записки

1. Титульный лист.

2. Задание на курсовое проектирование.

3. Содержание (оглавление).

4. Введение – 1…2 стр.

5. Теоретическое обоснование темы – 3…5 стр.

6. Тягово-тормозной паспорт автомобиля – 3…5 стр.

7. Анализ динамических процессов автомобиля – 6…8 стр.

8. Анализ рабочего процесса, расчет и конструкторская разработка механизма или системы шасси автомобиля – 5…7 стр.

9. Выводы – 1…2 стр.

10. Список использованной литературы – 10…15 наименований.

11. Приложения (спецификации и т.п.).

Содержание листов графической части

1. Тягово–тормозной паспорт автомобиля.

2. Анализ динамических процессов автомобиля (графики разгона, завершенного обгона, замедления, времени и пути экстренного торможения).

3. Сборочный чертеж, конструктивной разработки – только для курсового проекта.

Защита курсового проекта

Выполненный курсовой проект или курсовая работа представляются студентом руководителю в установленные сроки для проверки, рецензирования и решения о допуске к защите. Проверенный проект или работа возвращаются студенту для доработки и подготовки к защите.

Курсовой проект, выполненный небрежно, не в полном объеме или при значительном (до 25%) использовании материалов других курсовых проектов, к защите не допускается!

Студент защищает курсовой проект перед комиссией, состоящей из преподавателей кафедры. Защита курсовой работы осуществляется только перед руководителем. При защите студент должен:

1. Сообщить цель, задачи и ход выполнения курсового проекта или курсовой работы.

2. Коротко доложить основные динамические показатели автомобиля, полученные в результате расчета, и подтвердить это на графиках. Отметить особенности конструктивной разработки.

3. Убедительно обосновать правоту принятых решений и соответствие их полученному заданию.

4. Дать четкие ответы на заданные вопросы, касающиеся оценки основных эксплуатационных свойств автомобиля по результатам расчетов.

5. Сделать выводы по итогам выполнения курсового проекта (курсовой работы).

6. После защиты проекта чертежи и пояснительная записка с пометкой комиссии об оценке сдаются на кафедру.

Приложение А1

Показатели внешней скоростной характеристики двигателей автомобилей

Модель автомобиля	Модель двигателя	Показатели двигателя
Ne, max, кВт	nN, мин-1	Me, max, кН·м	nм, мин-1	ge, N ,
ВАЗ – 2190 УАЗ – 3163 ГАЗ – 2217 ПАЗ – 3205 МАРЗ– 52661 ГАЗ – 3302 «Газель»   ЗиЛ– 5301 АО «Бычок»   ГАЗ-САЗ-3507 ЗиЛ – 4314.10 КамАЗ – 6520	ВАЗ-11183 ЗМЗ-40905 УМЗ 4216 Д – 245.12 ЯМЗ – 236 Cummins ISF 2,8   Д – 245.12   ЗМЗ – 53 ЗиЛ – 130 КамАЗ – 740.63	94,1 88,3     88,5		0,132 0,2097 0,211 0,376 0,666 0,297   0,376   0,284 0,401 1,766	1600-2700

Приложение А2

Краткая техническая характеристика грузовых автомобилей

Показатели	ГАЗ-3302 «Газель»	ЗиЛ-5301 АО «Бычок»	ГАЗ-САЗ-3507	ЗиЛ-4314.10	КамАЗ-6520
Грузоподъемность, т Собственная масса, т буксируемого прицепа, т.   Колесная формула   Максимальная скорость, км/ч   Контрольный расход топлива, л/100 км при скорости 60 км/ч   Размерность шин   Объем кузова, м3 Коэффициент нормальной загрузки ведущих колес автомобиля: порожнего λо груженого λq Передаточные числа трансмиссии на передачах: первой второй третьей четвертой пятой Радиус качения ведущих колес без скольжения rк	1,375 2,125   -   4 х 2     8,5     175 R 16С 2,4     0,51 0,70   20,76 12,00 7,15 5,13 4,35   0,33	3,0 3,73   2,5   4 х 2         235/75 R 16С 4,1     0,48 0,67   21,11 11,65 6,48 4,17 3,27   0,34	3,55 3,70   3,5   4 х 2     19,6     240–R 5,0     0,59 0,75   44,30 21,05 11,69 6,83 –   0,47	4,30   11,5   4 х 2     18,5     260–R 508 5,9     0,51 0,75   26,40 14,80 9,50 6,45   0,48	14,4 1