Требования к карданным передачам и их классификация. Проверка работоспособности карданной передачи автомобиля ГАЗ-2410 при увеличении передаваемого крутящего момента и предложение изменений в ее конструкции в случае неудовлетворительных результатов.
Аннотация к работе
Выполнить проверочный расчет карданной передачи автомобиля ГАЗ-2410 "Волга" при увеличении передаваемого крутящего момента в 1,5 раза. В жизни человека автомобиль играет важную роль. Практически с момента своего изобретения он сразу занял одно из ведущих мест в народном хозяйстве. Следует отметить, что характерной особенностью производства автомобилей, особенно в последнее время, является ориентация его на конкретного потребителя. Хотя в последнее время появляется множество "семейств" автомобилей (как, например, у Волжского автомобилестроительного завода), остается значительное количество старых моделей.Карданные передачи применяются в трансмиссиях автомобилей для силовой связи механизмов, валы которых не соосны или расположены под углом, причем взаимное положение их может меняться в процессе движения. Карданная передача состоит из трех основных элементов: карданных шарниров, волав и их опор. Для автомобилей, в которых реактивный момент на заднем мосту воспринимается трубой, карданная передача размещается внутри трубы. Поскольку длина карданного вала в такой конструкции не изменяется при относительных перемещениях кузова и заднего моста, компенсирующее (телескопическое) соединение в карданной передаче такого типа отсутствует и используется только один карданный шарнир. (рис 1, б) Для автомобилей, в которых реактивный момент воспринимается рессорами или реактивными тягами, карданная передача должна иметь не менее двух шарниров и компенсирующее соединение, так как расстояние между шарнирами в процессе движения изменяется.Карданным шарниров называется сочленение, с помощью которого вращение передается с одного вала на другой при изменяющемся угле наклона между валами. Крутящий момент от вала 1 к валу 6, оси которых расположены под углом g, шарнир передает в результате поворота ведомой вилки относительно оси Б-Б и крестовины относительно оси А-А. Такой шарнир состоит из двух стальных вилок и крестовины с игольчатыми подшипниками, соединяющей вилка шарнирно (рис 4). Упругий полукарданный шарнир допускает передачу крутящего момента от одного вала к другому, расположенному под некоторым углом, благодаря деформации упругого звена, связывающего оба вала. В двойной карданной передаче (т.е. в передаче с двумя карданными шарнирами и с одним валом) к одному концу трубчатого вала 8 (рис 7, а) приварен наконечник 5 со шлицами, а к другому концу - наконечник с вилкой второго карданного шарнира 9.Скользящие вилки карданных шарниров неравных угловых скоростей изготовляют из сталей 30Х и 40 (ГАЗ) или из стали 45 (ЗИЛ), а приварные - из сталей 40 (ГАЗ) или 35 (ЗИЛ), а затем подвергают закалке ТВЧ.Карданная передача должна передавать крутящий момент от вторичного вала коробки передач, расположенной в передней части автомобиля, к ведущей шестерне главной передачи заднего моста. Шарниры равных угловых скоростей применяются в приводах на ведущие управляемые колеса, поэтому в данном случае применяются простые шарниры неравных угловых скоростей с крестовинами на игольчатых подшипниках. Автомобиль не является длиннобазным, расстояние от вторичного вала коробки передач до главной передачи невелико, поэтому можно применить карданную передачу с одним карданным валом без промежуточной опоры. Компенсирующее шлицевое соединение удобно выполнить с месте соединения карданной передачи и вторичного вала коробки передач. Таким образом, в качестве прототипа выбирается двухшарнирная карданная передача с простыми карданными шарнирами неравных угловых скоростей с крестовинами на игольчатых подшипниках с одним карданным валом без промежуточной опоры.На карданные валы действует крутящий момент, передаваемый от коробки передач, и осевые силы, возникающие при колебаниях ведущего моста на рессорах. В данной работе проверочный расчет карданной передачи производится по максимальному крутящему моменту, развиваемому двигателем - Mmax при частоте вращения NM - при движении автомобиля на первой передаче, когда крутящий момент, передаваемый через трансмиссию, максимален (передаточное число первой передачи i1 = 3,5).Максимальное напряжение кручения вала, как отмечалось ранее, определяется для случая приложения максимального момента двигателя и при действии динамических нагрузок. Действие динамических нагрузок учитывается коэффициентом динамичности: КД = 1…3. Момент сопротивления кручению определяется по формуле Максимальное напряжение кручения вала определяется по формуле Напряжения кручения в выполненных конструкциях карданный передач имеют значения 100…300 МПА.Кроме крутящего момента, на карданный вал действуют осевые силы Q, возникающие при перемещениях ведущего моста. Задний мост при движении автомобиля по неровностям совершает качание относительно оси серьги рессоры по некоторому радиусу R1. Карданный вал колеблется вокруг центра карданного шарнира, которым он соединяется со вторичным валом коробки передач по некоторому радиусу R2. Вследствие неравенства этих радиусов совершаются осевые перемещения карданного вала.
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Обзор конструкций 3
1.1. Основные требования к карданным передачам и их классификация. 3
1.2. Карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей 3
1.3. Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей. 3
1.4. Материалы основных деталей карданной передачи 3
1.5. Выбор прототипа 3
2. Проверочный расчет карданной передачи автомобиля ГАЗ-2410 3
2.1. Нагрузочные режимы 3
2.2. Определение напряжения кручения и угла закручивания карданного вала 3
2.3. Определение осевой силы, действующей на карданный вал 3
2.4. Оценка неравномерности вращения и инерционного момента 3
2.5. Расчет крестовины карданного шарнира 3
2.6. Расчет вилки карданного шарнира 3
2.7. Определение допустимого усилия, действующего на игольчатый подшипник 3
2.8. Расчет критического числа оборотов карданного вала 3