Конструкция, эксплуатационные свойства автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Выбор и обоснование исходных данных
• 2. Разработка компоновочной схемы проектируемого автомобиля
• 3. Тяговый расчет автомобиля
• 4. Технико-эксплуатационные свойства автомобиля
• 5. Расчет сцепления с цилиндрической пружиной
• Список литературы

Введение

Цель курсового проекта - закрепить знания по дисциплине «Автомобили», приобрести навыки выполнения тягового расчета автомобиля, научиться оценивать совершенство конструкции основных функциональных элементов автомобиля и выполнять необходимые расчеты по определению их основных параметров.

Каждый студент выполняет курсовой проект согласно индивидуального задания, которое выбирает из приведенного в данном пособии приложения 1. Номер задания соответствует двум последним цифрам зачетной книжки. В варианте задания указываются исходные данные для проектирования и тип проектируемого автомобиля. Кроме того, по приложению 2 руководитель курсового проекта определяет индивидуально каждому студенту тип разрабатываемой конструкции агрегата (узла) автомобиля.

Проект состоит из пояснительной записки и графической части.

Пояснительная записка должна обязательно иметь все разделы, которые есть в настоящих методических указаниях. Ее объем - 25...35 страниц (формат А4) рукописного текста. Допускается представлять текст пояснительной записки, отпечатанный на компьютере. Необходимые графики и кинематические схемы следует чертить на миллиметровой бумаге или компьютерной графикой.

Графическая часть - чертежи конструкции узла (агрегата), указанного в задании, выполняют в карандаше на листах формата А1. Чертежи должны отвечать требованиям ЕСКД. Допускается выполнение отдельных чертежей, графиков и узловых разработок с помощью компьютерной графики при соблюдении всех требований ЕСКД.



1. Выбор и обоснование исходных данных

Определение полной массы автомобиля.

Обьем ДВС=2,2 л

Определение количества осей автомобиля.

Примем одинарное управление А-100 кН.

1.3 Определение нагрузки на оси автомобиля.

автомобиль ось пружина колесо

Подбор шин и определение радиуса качении колеса. Шина 185R16C

Радиус качения



м

1.7 Механический КПД трансмиссии.

1.8 Факт обтекаемости автомобиля.

2. Разработка компоновочной схемы проектируемого автомобиля



3. Тяговый расчет автомобиля

Определение эффективной мощности двигателя и построение внешней скоросной характеристики двигателя.

Коэффициен сопротивления качению.

Эффективная мощность.

, кВт



кВт

,кВт

,кВт

,кВт

,кВт

,кВт

,кВт

Крутящий момент.

Удельный расход топлива.

,г/кВт ч



,г/кВт ч

Параметры внешней скоростной характеристики двигателя.

	85	170	255	340	425	510	595
	0.17	0.34	0.51	0.68	0.85	1.02	1.19
		342,89	323,28	320,364	334,08	364,32	411,408



Расчет передаточных чисел.

Минимально передаточное число трансмиссии.

3.2.2 Передаточное число главной передачи.

3.2.3Максимально передаточное число трансмиссии.

Коробка 4-х ступенчатая.



1,0

4. Технико-эксплуатационные свойства автомобиля

Тягово-скоростные свойства автомобиля. Динамический фактор автомобиля. Первая передача. Сила тяги на ведущих колесах.



Сила сопротивления воздуха.

Скорость движения автомобиля.

Ускорение автомобиля.

Вторая передача.



Сила сопротивления воздуха.

Скорость движения автомобиля.



Третья передача.

Сила тяги на ведущих колесах.

Ускорение автомобиля.



Четвертая передача.

Сила тяги на ведущих колесах.

 

Сила сопротивления воздуха.

Пятая передача

Сила тяги на ведущих колесах.



Результаты расчета скорости, динамического фактора сила тяги на ведущих колесах и ускорений автомобиля.

Передача	Пара	Числовые значения
		85	170	255	340	425	510	595
Первая передача	V,м/с
	D
	j, м/							1,43
Вторая передача	V,м/с
	D
	j, м/
Третья передача	V,м/с
	D
	j, м/
Четвер. передача	V,м/с
	D
	j, м/
Пятая передача	V,м/с
	D
	j, м/

Время Д в каждом из интервалов.



Результаты расчета скоростной характеристики автомобиля

Параметры	Интервал скоростей
	1	2	3	4
Скорость в конце интервала м/с
Ускорение в конце интервала , м/
Время разгона в интервале , с
Суммарное время разгона ф,с	1,31	3,59	12,213	44,113
Путь разгона в интервале
Суммарный путь разгона S, м	19,81	69,16	404,3	1237,74



Динамический паспорт автомобиля.

Масштабы динамического фактора по сцеплению при коэффициенте сопротивления ц=0,1 определяют по следующей зависимости:

-для ненагруженного автомобиля



-для нагруженного автомобиля на 100%

Тормозные свойства

Замедление при торможении автомобиля:

Тормозной путь автомобиля:

Остановочный путь автомобиля:

Устойчивость автомобиля



Критическая скорость при движении автомобиля на вираже по условиям опрокидывания определяется

Критическая скорость по условиям бокового скольжения при движении автомобиля на вираже.



Управляемость автомобиля.

Радиус поворота автомобиля на эластичных колесах:



Плавность хода.

Низкочастотные колебания под рессорных масс:



Высокочастотные колебания не подрессорных масс:

Вынужденные колебания:

Проходимость автомобиля

Наибольший угол подьема:



По условиям опрокидывания максимальный угол подьема :

Наибольший угол косогора, на которой автомобиль может удержаться без бокового скольжения:

Без бокового опрокидывания:

Коэффициент сцепного веса с полотном дороги:

Давление на опорную поверхность колес.

=2.5



Топливная экономичность автомобиля.

Сила сопротивления дороги

Значение коэффициента от коэффициента использованной мощности В

.

.

.

.

.

.



Параметры расчета характеристики автомобиля.

Показатели	Числовые значения
	85	170	255	340	425	510	595
	0.17	0.34	0.51	0.68	0.85	1.02	1.19
	91.37	196.07	300.487	390.162	451.437	470.983	436.13
	1,13	1,04	0,97	0,96	0,97	0,98	1,06
	2,544	5,088	7,633	10,177	12,721	15,265	17,809
kW
kW
					.	.	.
	1,70	1,65	1,60	1,48	1,25	0,97	1,00

5. Расчет сцепления

Выбор основных параметров сцепления

С учетом данных ОСТ 37.001.463-87 по максимальному моменту двигателя M_e max = 190 НЧм предварительно выбираем сцепление. В соответствии с определением с внешним диаметром сцепления и ГОСТом 1786-95 устанавливаем размеры накладок: D_н = 250 мм; D_в = 155 мм; толщина накладки = 4,0 мм.

Расчет сцепления на износ

Требуемое нажимное усилие на поверхностях трения вычисляется по формуле

где b - коэффициент запаса сцепления, принимаем b = 1,8;

m - коэффициент трения, принимаем m = 0,3;

i - число поверхностей трения, у однодискового сцепления i = 2

Удельное давление на фрикционные накладки



Величина q оказывает существенное влияние на интенсивность износа накладок и не должна превышать рекомендуемых значений (0,15…0,25 МПа)

Для расчета работы буксования используют формулы, базирующиеся на статической обработке экспериментальных данных. Для практических расчетов может быть использована следующая формула

где J_a - приведенный момент инерции автомобиля, НЧмЧс² ;

w_е - угловая скорость вращения коленчатого вала, с^-1 ;

М_ш - момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к коленчатому валу двигателя, НЧм

Момент инерции J_a определяют по формуле

где i_k и i₀ - передаточные числа коробки перемены передач и главной передачи, по заданию i_k = 3,1 и i₀ = 5,3; m_a - полная масса автомобиля, по заданию m_a = 3550 кг

Угловая скорость коленчатого вала двигателя при максимальной скорости



Угловая частота вращения коленчатого вала двигателя в момент включения сцепления

Приведенный момент сопротивления движению

где y - коэффициент суммарного сопротивления дороги;

h_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии

Расчет работы буксования

Удельная работа буксования

Массу нажимного диска находим из формулы



где g - доля теплоты, приходящаяся на рассчитываемую деталь, g = 0,5;

с - удельная массовая доля чугуна, с = 481,5 (Дж/(кгЧград))

Исходя из массы диска и плотности материала определим толщину нажимного диска

Расчет деталей

Нажимной диск

Нажимной диск обычно выполняется из чугуна, который имеет низкое сопротивление растяжению и при воздействии центробежных сил может разрушится. Поэтому он проверяется по величине окружной скорости

Цилиндрическая нажимная пружина

Нажимное усилие одной пружины вычисляют по формуле



где Р₁ - номинальная сила, действующая на пружину;

Z_n - число пружин;

Dl - рабочий ход пружины, принимаем равным 3,0 мм

При выключении сцепления деформация пружин увеличивается на величину хода Dl, в результате чего сила упругости возрастает до значения Р₂ . Управление сцеплением не затрудняется, если усилие пружин при деформации увеличится на величину не более 10-20%,т.е.

Задаемся индексом пружины

Определяем коэффициент, учитывающий кривизну витков и влияние поперечной силы

Диаметр проволоки



С ГОСТ 14963-78 номинальный диаметр принимаем d = 5,0 мм

Средний диаметр пружины:

Жесткость пружины составляет величину

Число рабочих витков пружины:

где G - модуль упругости при кручении;

принимаем G = 80 Гпа

Полное число витков

Так как посадка витка на виток не допустима, то при предельной нагрузке Р₂ , должен оставаться зазор между витками



Шаг пружины t, в свободном состоянии

Высота полностью сжатой пружины

Высота пружины в свободном состоянии

Высота пружины при предварительной деформации (под нагрузкой Р₁ )

Расчет вала сцепления

Вал сцепления рассчитывают на кручение по максимальному крутящему моменту двигателя M_e max . Диаметр вала в самом узком сечении должен быть не менее



где [ф] - допускаемые касательные напряжения, [ф] = 100 МПа

В соответствии с ГОСТ 6636-69 - «Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные линейные размеры» расчетный диаметр вала принимаем d_в = 21 мм.

Ступица ведомого диска

Для применяемых соотношений элементов шлицевых соединений основным является расчет на смятие

гдеб- коэффициент точности прилегания шлицев, б = 0,75;

z - число шлицев;

F - расчетная площадь шлицев, м² ;

r_ср - средний радиус шлицев, м

Рабочая площадь шлицев

где l - рабочая длина шлицев;

D и d - диаметр вершин и диаметр впадин шлицев, соответственно, м;

f - фаска у головки зуба

Средний радиус шлицев



Для применяемых соотношений элементов шлицевых соединений основным является расчет на смятие

Подшипник выключения сцепления

Динамическая нагрузка на подшипник выключения

где Р - эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

L - долговечность подшипника, млн. об.;

n- степень для шариковых подшипников, n = 3

Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле

где Q - осевое усилие на подшипник, Н;

Y - переводной коэффициент осевой нагрузки, Y = 2,3;

k_в - коэффициент безопасности, k_в = 1,55;

k_m - температурный коэффициент, k_m = 1,0

Осевое усилие, действующее на подшипник, вычисляется по формуле



где i_p - передаточное число рычагов выключения, i_p = 4

Эквивалентная динамическая нагрузка

Н

Долговечность подшипника вычисляется по формуле

где 0,1 - коэффициент, показывающий, что время работы подшипника составляет 10% от времени работы автомобиля;

S - пробег автомобиля до капитального ремонта, км;

n - обороты подшипника при выключении сцепления, n = 1000 мин^-1 ;

V_ср - средняя скорость автомобиля, V_ср = 35 км/ч

Динамическая нагрузка на подшипник выключения

5.7 Расчет привода фрикционного сцепления

Передаточное число гидравлического привода выключения сцепления

где  - передаточное число педали, в существующих конструкциях;

 - передаточное число вилки;

 - передаточное число рычага выключения;

 - соотношение диаметров поршней

Полный ход педали сцепления

Определяем максимальное усилие на педаль сцепления

где ?_пр - КПД привода, ?_пр = 0,9



Список литературы

1. Богатырев, А.В. Автомобили / А.В. Богатырев [и др.]. - М. : Колос, 2004. - 496 с.

2. Осепчугов, В.В. Автомобиль. Анализ конструкции и элементы расчета / В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин. - М. : Машиностроение, 1989.

3. Вахламов, В.К. Автомобили: эксплуатационные свойства / В.К Вахламов. - М. : Издательский центр «Академия», 2005. - 240 с.

4. Осипов, В.И. Методические указания к курсовому проекту по теме «Рабочие процессы и расчеты агрегатов автомобиля». Сцепление / В.И. Осипов [и др.]. - М. : МАДИ, 1989.

5. Лукин, П.П. Конструирование и расчет автомобиля / П.П. Лукин [и др.]. - М. : Машиностроение, 1984. - 376 с.

6. Гришкевич, А.И. Проектирование трансмиссий автомобилей : справочник / А.И. Гришкевич. - М. : Машинострое-ние, 1984.

7. Автомобильный справочник / пер. с англ.; первое русское издание. - М. : Изд-во «За рулем», 1999. - 896 с.

8. Литвинов А. С.,Фаробин Я. Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. М.: Машиностроение, 1989. - 237 с.

Размещено на Allbest.ru