Расчёт гипоидной главной передачи автомобиля





Основными достоинствами обеспечивающими, широкое распространение гипоидной передачи, являются её большая по сравнению с конической прочность и бесшумность. Повышение прочности гипоидной передачи обусловлено увеличением среднего диаметра шестерни. Так при одинаковых передаточном числе и диаметре колеса начальный диаметр шестерни гипоидной передачи больше диаметра шестерни конической передачи.

При увеличении диаметра шестерни повышается прочность зуба, так как при этом больше шаг по нормали, а следовательно, и толщина зуба (примерно на 10...15% ). Чем больше угол спирали, тем длиннее зуб и больше число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, по сравнению с конической передачей (примерно в 1,5 раза). Всё это обусловливает снижение усилия, действующего на зуб, и обеспечивает высокую плавность зацепления. Кроме того, гипоидные зубчатые колёса имеют в несколько раз большее сопротивление усталости по сравнению с коническими.

Коэффициент полезного действия гипоидной передачи несколько ниже коэффициента полезного действия конической и составляет 0,96...0,97, что связано с наличием наряду с поперечным продольного скольжения зубьев.

Наличие скольжения определяет весьма высокое сопротивление усталости гипоидной пары. Усталостное выкрашивание (питтинг) конических пар наблюдается в зоне чистого качения, т.е. у полюса зацепления. В гипоидных парах чистое качение отсутствует, для них характерно скольжение при высоком давлении, в связи с чем необходимо применять специальное гипоидное масло, наличие специальных присадок в котором препятствует разрушению масляной плёнки.

Расчётом определяют основные параметры и размеры конической пары шестерен (число зубьев, модуль, габаритные размеры). На рисунке 2.1 представлена кинематическая схема гипоидной главной передачи автомобиля.


Рисунок 2.1 – Кинематическая схема гипоидной главной передачи автомобиля.

Число зубьев ведомого зубчатого колеса:

, (2.1)

где – число зубьев ведущей шестерни лежит в пределах 5...11, в данном

расчёте для легкового автомобиля принимается 10, согласно [4].

4 40

Так как количество зубьев ведущей шестерни чётное, следовательно, количество зубьев конического колеса должно быть целым нечётным числом, согласно [5] принимается 39.

Фактическое передаточное число главной передачи:

. (2.2)

= 3,9


Отклонение фактического передаточного числа от заданного, %

. (2.3)

=2,5 %

Условие выполняется, т.к. согласно [5] не должно превышать 3 %.

Расчетный крутящий момент на ведущей шестерне,

. (2.4)

432

Половина угла при вращении начального конуса ведущей шестерни для пары конических шестерен:

. (2.5)

=15

Половина угла при вращении начального конуса ведомого колеса для пары конических шестерен:

. (2.6)

Приведенное число зубьев:

, (2.7)

где – угол наклона спирали ведущей шестерни для гипоидной передачи

лежит в пределах , в данном расчёте принимается =45 , согласно [4].

=29

Длина зуба, м

, (2.8)


где – длина образующей конуса лежит в пределах 0,09...0,15 м, в данном

расчёте принимается = 0,096 м.

0,032 м

Модуль зубьев шестерён, мм

, (2.9)

где – коэффициент формы зуба, определяется согласно таблицы 1.1 [4],

исходя из приведенного числа зубьев, в данном расчёте принимается 0,119;

– напряжение изгиба зуба, лежит в пределах 420...550 МПа, в данном

расчёте при консольном закреплении шестерни, принимается

=450 МПа.

3,44 мм

Согласно [5] принимается = 5 мм.

Радиус основания начального конуса ведомого зубчатого колеса, м

. (2.10)

0,097 м

Радиус основания начального конуса ведущей шестерни, м

. (2.11)

где – угол наклона спирали ведомого зубчатого колеса для гипоидной

передачи легкового автомобиля лежит в пределах , в данном расчёте принимается = , согласно [4].

0,033 м

Средний радиус начального конуса ведущей шестерни, м

. (2.12)

0,029 м

Средний радиус начального конуса ведомого зубчатого колеса, м

. (2.13)

0,078 м

Условное окружное усилие действующее на среднем радиусе, Н

. (2.14)

14896 Н

Длина линии контакта зубьев, м

. (2.15)

0,036 м

Радиус эквивалентной цилиндрической шестерни, соответствующей ведущей конической шестерне, м

. (2.16)

0,060 м


Радиус эквивалентной цилиндрической шестерни, соответствующей ведомому коническому колесу, м

, (2.17)

0,337 м

Контактные напряжения, Па

, (2.18)

где – модуль продольной упругости материала, в данном расчёте

принимается = Па, согласно [4], Па.

Па

Контактные напряжения в зубьях не должны превышать Па, данное условие выполняется.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате полученных данных по проектировочному расчёту легкового автомобиля появилась возможность для уменьшения расхода топлива, при движении со скоростью 100 км/ч на 36 %, по сравнению с прототипом. Этого удалось достичь за счёт уменьшения максимальной мощности двигателя на

10,2 %, что, в свою очередь, привело к установке на автомобиль оригинальной коробки перемены передач и главной передачи. Снижение мощности также повлекло за собой незначительное ухудшение динамических свойств автомобиля, увеличилось время разгона от 0 до скорости 100 км/ч на 26 %. Снижение мощности повлияло на уменьшение габаритных размеров двигателя, что в конечном итоге привело к уменьшению массы автомобиля в целом. На данный легковой автомобиль следует установить шины 155/80R13,

Данные по расчёту гипоидной главной передачи полностью удовлетворяют критериям прочности и безопасности при работе.

Таблица 2.1– Сравнительная характеристика

№ п/п Параметры Числовые значения
Прототип Расчётные
1. Максимальная мощность двигателя, Вт
2. Максимальный крутящий момент,
3. Время разгона до 100 км/ч, с 20,1
4. Расход топлива при 100 км/ч, л/100км 9,8 8,52
5. Шины 165/80R13 155-13/6,45-13
6. Передаточное число главной передачи 4,1
7. Передаточное число I-ой передачи 3,75
8. Передаточное число II-ой передачи 2,30 2,52
9. Передаточное число III-ой передачи 1,49 1,6
10. Передаточное число IV-ой передачи 1,00 1,00

 


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Краткий автомобильный справочник. – 10-е изд., перераб и доп. – М.: Транспорт, 1983. – 220с., ил., табл. – (Гос. науч.-исслед. ин-т автомоб. трансп.)

2. Конструкция, расчёт и потребительские свойства изделий. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 230100 «Сервис транспортных машин и оборудования (автомобильный транспорт)». Составитель А.В. Глазунов., – Иркутск, 2003. – Ч.1.-24 с.

3. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». – М.: Машиностроение, 1989. – 240 с.: ил.

4. Автомобили. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 150200. Составители: А.С. Бектемиров, А.Н. Герасимов. – Иркутск: Издательство Иркутский государственный технический университет-2002г. – Ч.2.-24 с.

5. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. Изд-е 2-е, перераб. и дополн. – Калининград: Янтар. сказ, 2002. – 454 с.: ил., черт. – Б. ц.

 

 





Читайте также:
Особенности этнокультурного развития народов Пензенского края: Пензенский край – типичный российский регион, где проживает ...
Основные понятия ботаника 5-6 класс: Экологические факторы делятся на 3 группы...
Как оформить тьютора для ребенка законодательно: Условием успешного процесса адаптации ребенка может стать...

Рекомендуемые страницы:


Поиск по сайту

©2015-2020 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Обратная связь
0.033 с.