Основы конструирования и расчета автомобилей

Эквивалентное число зубьев определяется по формуле 2.14 (2.14)Для эквивалентного числа зубьев не приведенного в таблице 2.2 коэффициент формы зуба необходимо определять методом интерполирования.Y –коэффициент, учитывающий изменение плеча действия силы по линии контакта зубьев косозубого зубчатого колеса; определяется по формуле (2.15):, м/с (2.16)где – делительный диаметр зубчатого колеса, м. – расчетная частота вращения зубчатого колеса, об/мин; - для ведущей шестерни пары постоянного зацепления трёхвальных КПП;об/мин- для ведущих шестерен всех передач трехвальных КПП ;об/миноб/миноб/миноб/миноб/мин- для ведомых зубчатых колес трехвальных КПП ;об/миноб/миноб/миноб/мин- для первой шестерни блока шестерен заднего хода;об/мин., м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/с, м/сТаблица 2.2 – Значения коэффициента формы зуба Yi. ZэквКоэффициент смещения исходного контура Х-0,5-0,6-0,25-0,1600,160,250,40,51234567891012-------3,683,4616----4,284,023,783,543,4020---4.404.073,833,643,53,3925--4,34,133,903,723,623,473,40324,54,274,053,943,783,653,593,463,40404,144,023,883,813,703,613,573,483,42503,963,883,783,733,683,583,543,493,44603,823,783,713,683,623,573,543,53,47703,793,743,683,663,613,563,553,503,48803,733,73,663,633,601,553,553,513,50903,703,683,643,623,603,553,553,533,511003,683,663.623,613,603,563,563,553,521803,643,623,623,623,623,593,583,563,56>1803,633,633,633,633,633,633,633,633,63Таблица 2.3 – Значения коэффициентадля косозубых зубчатых колес.Степеньточности6789KF0,720,810,911,00Рекомендуемые степени точности зубчатых колёс в зависимости от окружной скорости их вращения приведены в таблице 2.4 Таблица 2.4 – Рекомендуемые степени точности изготовления зубчатых колесЗубчатаяпередачаОкружная скорость< 55 ÷ 88 ÷ 12,5>12,5Цилиндрическаякосозубая9987 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; значения коэффициента принимаются по таблице 2.5 в зависимости от расположения зубчатого колеса относительно опор в КПП, в зависимости от отношения b / d , в зависимости от твёрдости зубьев зубчатых колес ( в КПП зубья всех зубчатых колес имеют твердость > HRC 40 ). Типы зубчатых колес в зависимости от местоположения в КПП приведены на рисунке 2.4.Рисунок 2.4 – Схема расположения зубчатых колес в КППТаблица 2.5 –Значения коэффициента при твердости зубьев ≥ HRC 40Тип передачиb / d2340,21,161,121,080,41,341,231,130,61,531,381,230,81,741,531,321,01,951,671,421,2-1,811,531,4--1,67 – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении зубчатых колес.Значения коэффициента принимаются по таблице 2.6 в зависимости от окружной скорости шестерен V, степени точности изготовления зубчатых колес и твердости рабочих поверхностей зубьев.Таблица 2.6 –Значения коэффициента при твердости зубьев ≥ HRC 40Окружная скорость зубчатого колеса, V, м/сCтепеньточности124681061,011,021,031,041,061,0771,011,021,031,051,071,0881,011,021,031,051,071,0891,011,021,041,061,081,09 – предел выносливости для материала зубчатого колеса на изгиб; МПа; пределы выносливости для материалов зубчатых колес приведены в таблице 2.11. Расчет зубьев шестерен КПП на изгибную выносливость удобнее выполнять в табличном виде и представить расчеты в виде таблиц 2.7 и 2.8Таблица 2.7 – Определение параметров, влияющих на изгибную выносливость зубьев зубчатых колёс КПП.Noзуб.колесаШиринавенца,b, ммДелит.диам.,d, ммОкружн.скорость,V, м/сСтепеньточностиb/dТипколесаKFKFKFVKF1'2976,54,290,4311,231,151,411"291714,290,2311,121,151,292'47884,990,5311,161,171,362"47159,54,990,3311,071,171,253'471106,190,4311,231,211,493"47137,56,190,3311,071,211,294'471327,390,4211,341,251,684"47115,57,390,4211,341,251,69пз'4793,58,690,5211,251,291,61пз"471548,590,3211,071,291,38ЗХ'2976,54,290,4311,231,151,41ЗХ″291714,290,2311,121,151,29пар.12976,54,290,4411,131,151,30пар.22976,54,290,4311,231,151,41Таблица 2.8 –Расчет зубьев зубчатых колес КПП на выносливость от изгиба.12345678910111'17174,2301298854,51,4127710001"38383,7201299534,51,2979710002'16293,8335,10,75259804,51,362883002"29533,6635,10,75259444,51,252243003'20373,7335,10,75207844,51,491603003"25463,6935,10,75207854,51,291643004'24443,6935,10,75173204,51,681403004"21383,7235,10,75174204,51,69143300пз'17313,8035,10,75148194,51,61200300пз"28513,6735,10,75148454,51,38118300ЗХ'17174,2301298854,51,412771000ЗХ″38383,7201299534,51,297971000пар.117174,2301298854,51,30244300пар.217174,2301298854,51,412773002.10 Расчет зубчатых колес КПП на контактную выносливостьРасчет зубьев зубчатых колес КПП на контактную выносливость сводится к определению контактных напряжений на зубьях ведомых зубчатых колес передач и сравнении их с допустимыми значениями напряжений. При расчете используется формула:(3.17) где - коэффициент передачи; = 270 – для косозубых передач.- передаточное число пары шестерен i - ой передачи КПП; (см. п.2.5); A – межосевое расстояние КПП; мм–вращающий момент на ведомом зубчатом колесе i–ой передачи, Нм; (см. п.2.8) –коэффициент нагрузки; где– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями шестерни, для косозубых зубчатых колес значения коэффициента принимаются по графику на рисунке 3.9 в зависимости от степени точности изготовления колеса и окружной скорости точек колеса, лежащих на его делительном диаметре. –коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; значения коэффициента приведены в таблице 2.9 в зависимости от отношения b/d, схемы расположения зубчатых колес передачи в КПП (см. рисунок 2.2), для зубьев с твердостью рабочей поверхности ≥ HRC 40.Таблица 2.9 –Значения коэффициента b /dТип передачи (см. рис.2.8)2340,21,21,151,090,41,451,31,180,61,71,51,30,821,71,431,02,31,91,561,2-2,11,721,4--1,9 KHV – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку на зубья шестерни. Значения коэффициента принимаются по таблице 2.10 в зависимости от окружной скорости вращения зубчатого колеса и степени точности его изготовления при твердости рабочей поверхности зубьев ≥ HRC 40.Таблица 2.10 – Значения коэффициента KHVСтепеньточностиОкружная скорость зубчатого колеса V, м/с1246810 6-я1,001,001,021,021,031.04 7-я1,001,011,021,031,031,04 8-я1,011,011,021,031,041,05 9-я1,011,011,021,031,041,05предел выносливости материала зубчатых колес по контактным напряжениям.Значения пределов выносливости по контактным напряжениям и напряжениям изгиба для наиболее часто применяемых материалов зубчатых колес, обеспечивающих твердость рабочих поверхностей зубьев ≥ HRC 40, приведены в таблице 2.11Значения пределов выносливости по контактным напряжениям и напряжениям изгиба для наиболее часто применяемых материалов зубчатых колес, обеспечивающих твердость рабочих поверхностей зубьев ≥ HRC 40, приведены в таблице 2.11Таблица 2.11 – Пределы выносливости материалов зубчатых колес по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.СтупениКППТип автомобилейлегковые и грузовые малойи средней грузоподъёмностиГрузовые большойгрузоподъемности,МПа,МПа, МПа,МПаПервая передача ипередача заднего хода600…9001500…2000500…10003000…4000Высшие передачи КПП300…8001000…1400200…3002000…2800 Расчет зубьев зубчатых колес КПП на контактную выносливость следует представить в табличном виде в форме таблицы 2.12Таблица 2.12- Расчет зубьев зубчатых колес КПП на контактную выносливость.Noзуб.колесаuМ″,НмОкружн.скорость,V, м/сСтепеньточностиb/dТипКолесаKHKHVKНМПаМПа1"2,2425614,290,2311,151,141,31225340002"1,8120694,990,331,141,231,0251,44143128003"1,2514296,190,331,651,231,0312,09148628004"0,8810067,390,421,161,31,0371,5611682800пз"1,651143,18,590,321,171,231,0431,5010882800ЗХ″2,2425614,290,2311,151,141,3122534000По результатам расчета необходимо сравниваем величины расчетных напряжений с предельно допустимыми и делаем вывод о том, что зубчатые колеса разработанной КПП работают в нормальных условиях при данных нагрузках.3. Построение кинематической схемы АТСАвтомобиль является заднеприводным с продольным расположением двигателя и коробки передач и колёсной формулой 4х2. Сцепление сухое однодисковое с периферийными пружинами. Для конструирования узлов и построения кинематической схемы использовались следующие источники:коробка передач – [5];межосевой дифференциал – [5];главная передача– [5] ;подшипниковые узлы – [5].ЗАКЛЮЧЕНИЕСписок используемой литературы1. Лялин В.П. Теория автомобиля : учебное пособие для вузов [Гриф УМО] / Лялин В.П., Лялин К.В. – ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2014. – 405с.2. 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.3. Чмиль В.П. Автотранспортные средства :  учебное пособие [Гриф Минобрнауки РФ] / В. П. Чмиль, Ю. В. Чмиль [и др.]. – СПб. : Лань, 2011. – 336 с. 4. Автомобили ЗИЛ-5301, -3250 и их модификации. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту/ А.С. Кузнецов. – М.: Издательский дом Третий Рим, 2006. – 216 с.Приложение