Расчет крестовины карданной передачи.

Расчет.

1) Вычерчиваем кинематическую схему карданной передачи.

2) Определяем максимальный крутящий момент:

М_мах=β_с*М_{е мах}*U_к1

    β_с – коэффициент запаса сцепления;

    М_{е мах} – Максимальное значение крутящего момента двигателя;

    U_к1 – передаточное число первой передачи.

М_мах=1,5*121,6*3,242=591,34 Н*м

 

3) Определяем максимально возможную частоту вращения карданного вала:

n_мах=1,1*(n_{е мах}/U_кп)

    n_{е мах} – максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя;

    U_кп – передаточное число высшей передачи КПП;

n_мах=1,1*(6500/1) =7150 об/мин.

4) Определяем критическую частоту вращения карданного вала

n_кр= К_зап*n_max

           К_зап – коэффициент запаса по критической частоте вращения.

n_кр= 1,5*7150=10725 об/мин

5) Определяем внутренний диаметр трубы карданного вала.

d=а*

    a – коэффициент.

     - касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении при кручении.

d=0,95 =0,045м; принимаем d=50мм.

6) Определяем наружный диаметр трубы карданного вала:

D=d/a

D=50/0.95=52.6мм; принимаем D=55мм

7) Определяем допустимую критическую частоту вращения карданного вала

N_{д кр}=12*10^4*( /L²)

    L – длина карданного вала.

N_{д кр}=12*10^4*( /1²)=8920об/мин

8) Проверим прочность вала при кручении:

 

     - касательное напряжение, возникающее в сечении вала при кручении, должно быть не более 100-300 МПА.

9) Рассчитаем для полого вала полярный момент инерции:

=0.28*10^-6 м⁴

10) Определим угол закручивания в градусах:

 

    G – модуль сдвига материала, для стали 85 ГПа

    J_p  - Полярный момент инерции сечения.

Угол закручивания не должен превышать 6  на метр длины вала.

 

 

Расчет крестовины карданной передачи.

Размеры крестовины находятся при условии, что крестовина не будет иметь остаточных деформаций под действием максимального крутящего момента при включенной первой передачи в КПП.

    Шипы крестовины рассчитывают на изгиб и срез:

1) Определим максимальное значение силы, которая действует на детали карданного сочленения:

F_max=

    R – плечо приложения силы F_max, принимаем R=0,042м;

    α – угол между входными и выходными валами, принимаем α=3⁰.

F_max= =7050Н

2) Определим напряжение изгиба в сечении:

 

    l _ш – длина шипа, зависящая от карданного игольчатого подшипника, принимаем l _ш=15мм=0,015м;

     – осевой момент сопротивления, определим по формуле:

    d_ш – диаметр шипа, зависящий от карданного игольчатого подшипника, принимаем d_ш=20мм=0,02м.

    В конструкциях карданных шарниров напряжение изгиба не должно превышать 250-300 МПа.

=7,85*10^-7

=67,36 МПа

3) Определим касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении шипа и работающие на срез:

 

d_ш – диаметр шипа.

В конструкциях карданных шарниров касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении шипа, должны быть не более     =75-90 МПа.

=22,5 МПа

Крестовину карданного шарнира изготавливают из стали 12ХН3А, 18ХГТ, 20Х с последующей цементацией (HRC 58-65)

1.4. Расчет вилки шарнира карданной передачи.

Вилка шарнира под действием силы F_мах испытывает изгиб и кручение.

l _в – длина плеча вилки карданного шарнира. Зависит от крестовины. Принимаем l _в=0,040.

J_из.вил.=b_B* /6

    b_{B –} ширина плеча вилки карданного шарнира. Зависит от крестовины. Принимаем b_B=0,016м.

    h_B – длина плеча вилки карданного шарнира. Зависит от крестовины. Принимаем h_B=0,037.

    В конструкциях карданных шарниров напряжение изгиба должно быть не более 80 МПа.

J_из.вил.=0,016* /6=3,6*10^-6 м³

Определим касательные напряжения, возникающие в вилке:

а_В – длина плеча в вилке, принимаем а_В=0,015мм;

    J_{P_вил} – полярный момент сопротивления. Для прямоугольного сечения вычисляется по формуле:

k – коэффициент, зависящий от соотношения h_b/b_B сторон сечения.

hb/bB	k
1	0.208
1.5	0.231
2	0.246
2.5	0. 258
3	0.267

Принимаем k=0,258.

 м³

    Касательные напряжения, возникающие в вилке, должны быть не более 80-160МПа.

 

    Вилки карданного шарнира изготавливают из среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45 или 40XHMA.

1.5. Расчет шлицевого соединения карданной передачи.

Скручивающие нагрузки вызывают смятие и срез шлицев вала.

Напряжение смятия шлицев от сил действующих по их среднему диаметру:

    D_шл – наружный диаметр, принимаем D_шл =0,05м;

    d_шл – внутренний диаметр, принимаем d_шл=0,037м;

    l _шл  - длинна шлица, принимаем l _шл =0,06м;

    z_шл – число шлицов, принимаем z_шл=17.

    В конструкциях карданных шарниров напряжение изгиба должно быть не более 15-20МПа.

=3,94 МПа.

    Напряжение среза (считается, что шлицы срезаются у основания по диаметру d_шл)

 

 

b_шл – ширина шлица. Определяем по формуле:

 

  принимаем b_шл=4мм.

    Касательные напряжения в шлицах должны не превышать 25-30 МПа.

=1,6 МПа.

 

2. Заключение.

В данном курсовом проекте была рассчитана карданная передача автомобиля ВАЗ 2106.

 

Список литературы.

1. КРиПСИ, Бойко А.В.

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: