Расчет червячного рулевого механизма для легковых, легких грузовых и грузовых автомобилей - Курсовая работа

Рулевой механизм 4, схема которого показана на рисунке 1, служит для передачи усилий от рулевого колеса 1 с валом 3 на сошку 5. Рулевой механизм имеет передаточное число, доходящее обычно до 15-20, вследствие чего усилие, развиваемое на сошке, получается значительно больше, чем усилие, приложенное к рулевому колесу, что облегчает поворот рулевого колеса, и управление автомобилем. Червячный рулевой механизм представляет собой червячную пару (передачу), состоящую из червяка и ролика. Такой рулевой механизм состоит из стального глобоидального (т. е. с вогнутой поверхностью) червяка 2, в зацепление с которым входит одно-двух - трехгребневой ролик 5. Червяк 2 закреплен на рулевом валу 1 и установлен на подшипниках 11 в картере 10 рулевого механизма.Межосевое расстояние Длина нарезанной части червяка Ширина венца червячного колеса Делительный диаметр червяка (червячного колеса) Диаметр вершин витков червяка (зубьев червячного колеса) Наибольший диаметр червячного колеса Основной диаметр червяка Диаметр впадин червяка (червячного колеса) Начальный диаметр червяка Высота витка червяка Высота головки витка червяка Расчетный модуль червяка (червячного колеса) Расчетный шаг червяка Ход витка Коэффициент диаметра червяка Делительная толщина по хорде витка Передаточное число рулевого механизма Коэффициент смещения червячного колеса Число заходов червяка aw b1 b2 d1(2) da1(2) dae2 db df1(2) dw1 h1 ha1 m p1 pz1 q s1 um x z1 Продолжение таблицы 1Число зубьев червячного колеса Угол профиля эвольвентного червяка Коэффициент высоты витка Коэффициент высоты головки Коэффициент высоты впадины Диаметр впадин витков червяка (зубьев червячного колеса) Коэффициент расчетной толщины Коэффициент радиуса кривизны переходной кривой Радиус переходной кривой червяка Делительный угол подъема линии витка Основной угол подъема линии витка червяка Начальный угол подъема линии витка Радиус кривизны переходной кривой червяка Условный угол обхвата Зазор в передаче Радиус приращения (смещение оси вращения вала сошки относительно центра начальной образующей червяка) Число оборотов рулевого колеса Радиус рулевого колеса Угол поворота колес Нагрузка на переднюю ось Давление в шинах Расчетный момент Усилие на рулевом колесе Радиус начальной окружности червяка (сектора) Передаточное число рулевого управления/привода z2 ?n h* h*a h*f df1(2) s* ?*f ?f1 ? ?b ?w ? 2? ?s ?R n Rp ? G psh М Fp Rw upy/uпр Значение модуля (m) червяка, коэффициента диаметра червяка (q), числа витков червяка (z1), межосевое расстояние (aw), задаются пользователем путем выбора из нормативов, которые приведены в таблице 4; При геометрическом расчете определяется: - Число зубьев червячного колеса находится по формуле: z2=z1um, (1) где z2 - число зубьев червячного колеса; z1 - число витков (заходов) червяка; um - передаточное отношение. Длина нарезанной части червяка определяется по формуле: b1?(с1 с2z2)m 3m, (23) где b1 - длина нарезанной части червяка, мм; с1,с2 - коэффициенты для определения длины нарезанной части червяка, которые зависят от числа заходов червяка и коэффициента смещения червяка и определяются по таблице 2.Требуемые нормативно-справочные данные для расчета червячного рулевого механизма приведены в таблице 4. Межосевое расстояние ?w, мм легковой автомобиль 43…60 грузовой автомобиль 66…90 Число оборотов рулевого колеса n легковой автомобиль 3...3,5 грузовой автомобиль не более 3,5 Радиус рулевого колеса Rp, м легковой автомобиль 0,17…0,21 грузовой автомобиль 0,22…0,28 Давление в шинах выбиралось согласно ГОСТ 4754-97 - Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости; и ГОСТ 5513-97 - Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов; представленные в таблицах 5, 5а и 6 соответственно.Begin 1:begin Writeln(f,"Radial`naia shina"); 2:begin Writeln(f,"Diagonal`naia shina"); 1:begin Writeln(f,"Radial`naia kamernaia shina"); 2:begin Writeln(f,"Radial`naia bezkamernaia shina");После ввода запрашиваемых данных программой производится расчет рулевого механизма. В зависимости от вида автомобиля, вида шин (для легкого грузового или автобуса особо малой вместимости и грузового автомобиля) и осевой нагрузки на них, числа оборотов рулевого колеса и его радиуса, угла поворота колес, а так же непосредственно самого вида червячного рулевого механизма с коэффициентом смещения, числом заходов, модулем и коэффициентом диаметра червяка результат расчета будет изменяться. Для легкового автомобиля с осевой нагрузкой на передние колеса 8910 Н, с числом оборотов рулевого колеса 3,2 и его радиусом 0,19 м, углом поворота колес 70о, выбираем рулевой механизм - глобоидный червяк-ролик, коэффициент смещения червяка 0,5, число заходов червяка 1, модуль - 6,3 мм и коэффициент диаметра - 10. коэффициент смещения червяка x= 0.500 мм; 4. в качестве исходных данных по геометрическим параметрам червяка запросит: коэффициент смещения червяка, число з

Содержание

Введение

1. Постановка задачи

2. Математическое описание

3. Нормативно-справочные данные

4. Блок-схема и программа

4.1 Блок-схема

4.2 Текст программы

5. Результаты расчета

6. Инструкция пользователя

Выводы и предложения

Список литературы

Используемые ГОСТЫ

Одной из важнейших деталью автомобиля является его рулевой механизм. Рулевой механизм 4, схема которого показана на рисунке 1, служит для передачи усилий от рулевого колеса 1 с валом 3 на сошку 5. Рулевой механизм имеет передаточное число, доходящее обычно до 15- 20, вследствие чего усилие, развиваемое на сошке, получается значительно больше, чем усилие, приложенное к рулевому колесу, что облегчает поворот рулевого колеса, и управление автомобилем.

В данном курсовом проекте производится расчет червячного рулевого механизма.

Червячный рулевой механизм представляет собой червячную пару (передачу), состоящую из червяка и ролика. Они находятся в постоянном зацеплении и расположены в картере. Существуют следующие разновидности зацепления: - цилиндрический червяк - центральный сектор, представленный на рисунке 2;

- цилиндрический червяк - боковой сектор, рисунок 3;

- глобоидный червяк - одно- двух- и трехгребневый ролик, представленный на рисунке 4.

Наибольшее применение получил рулевой механизм, выполненный в виде пары - глобоидальный червяк и ролик на подшипниках качения. Такой рулевой механизм состоит из стального глобоидального (т. е. с вогнутой поверхностью) червяка 2, в зацепление с которым входит одно-двух - трехгребневой ролик 5.

Червяк 2 закреплен на рулевом валу 1 и установлен на подшипниках 11 в картере 10 рулевого механизма. Ролик 5 установлен на шариковом 9 или игольчатом 4 подшипнике на оси 3, закрепленной в головке вала 6. Вал лежит на подшипниках в приливе картера. На наружном конце вала закреплена сошка 7.

При повороте червяка ролик перемещается по его винтовой нарезке, поворачивая вал с сошкой. При вогнутой поверхности червяка получается правильное зацепление червяка с роликом при различных его положениях. В такой паре трение и износ значительно уменьшаются, так как при работе ролик не скользит, а катится по червяку.

Вогнутая поверхность червяка и дуга, по которой поворачивается ролик, описаны разными радиусами R1 и R2 из разных центров так, что дуги сближаются в средней плоскости и расходятся по краям, что обеспечивает малый зазор между роликом и червяком в среднем положении и увеличенные зазоры в крайних положениях ролика. Это повышает чувствительность рулевого управления при среднем положении колес, облегчает вывод рулевого колеса из крайних положений и способствует более равномерному износу червяка.

Рулевой механизм расположен в картере 10, который крепится на раме и заполнен маслом.

Для поддержания правильного зацепления пары и устранения повышенных зазоров в рулевом механизме, что может вызвать большой свободный ход рулевого колеса, применяют регулировочные устройства. При этом регулируют осевой зазор червяка в подшипниках (с помощью прокладок 12, установленных под верхней или нижней крышкой 8 картера, или с помощью торцовой гайки, завернутой в картер), осевой зазор вала сошки и зацепление пары (осевым перемещением вала 6 сошки с помощью регулировочного винта 13).

По форме боковой поверхности витка червяки разделяют: а) архимедовы (обозначение ZA), б) конволютные (ZN), в) эвольвентные (Z1), г) нелинейчатые с поверхностью, образованной конусом (ZK) и с вогнутым профилем витка (ZT).

Достоинством червячных передач является плавность и относительная бесшумность, а недостатком - низкий КПД.