Проектирование карданной передачи на базе ГАЗ-31105

Перечень чертежей:

1. Графики тягового расчета А1:

Внешняя скоростная характеристика двигателя

Обратное ускорение

Тяговый баланс

Путь разгона

Динамическая характеристика

Ускорение

Мощностной баланс

Топливно-экономическая характеристика

2. Сборочный чертеж карданной передачи А1:

Углы установки карданного вала в трансмиссии в статическом состоянии автомобиля полной массы должны быть не более 3°.

Усилие сдвига игольчатых подшипников в осевом направлении должны быть не менее 10000 Н.

Рабочую поверхность стаканчиков игольчатых подшипников и шипов крестовины цементовать.

При сборке шарнира в стаканы игольчатых подшипников заложить пластичный смазочный материал Литол-24 или Фиал-2У.

Карданную передачу в сборе окрашивать в соответствии с тербованиями ГОСТ 9.104. допускается непрокрашивание обойм подшипника, полостей фланцев, крестовин, внутренних поверхностей ушек вилок.

Адгезия пленки лакокрасочного покрытия карданного вала не должна превышать 2 балла по ГОСТ 15140.

Маркировать шрифтом 3 Пр-3 ГОСТ 26.008-85.

Группа условий транспортирования и хранения по ГОСТ 15150.

Обеспечить приемосдаточные и периодические испытания карданной передачи и ее элементов в соответствии с ГОСТ 15.309.

3. Чертеж шлицованной вилки карданного вала А3:

Условное обозначение шлицевого соединения при центрировании по боковым сторонам b-6х26х30H12/f9х6F8/js7.

Неуказанные предельные отклонения размеров по ±IT7/2.

4. Рабочий чертеж вилка-фланца карданного вала А3:

Улучшение HB 201-235.

Допускается применять материал Сталь 40ХНМА ГОСТ 4543-71.

5. Крестовина А4:

Заложить на небольшие углубления в торцах шипов крестовины пластичный смазочный материал Литол-24 или Фиол-2У.

Рабочую поверхность шипов крестовины цементовать:

          Глубиной 0,7-1 мм; HV 700-840 (для поверхности Б)

Глубиной min 0,3 мм; не менее HV 620 (для поверхности В)

Глубиной max 1,3 мм (для необработанных поверхностей).

Твердость сердцевины HV 320-470.

Глубину цементационного слоя измерять до HV 525.

6. Чертеж промежуточной опоры в сборе А3.
7. Рабочий чертеж трубы заднего карданного вала А4.

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 36   страницах, где описано проектирование карданной передачи открытого типа автомобиля третьего класса на базе карданной передачи автомобиля ГАЗ-31105.

          При выборе прототипа карданной передачи необходимо соблюдать следующие требования:

• Высокая экономичность;
• Простота конструкции;
• Низкая трудоемкость ремонта и ТО;
• Технологичность изготовления и сборки.

В качестве аналога подобрана двухвальная карданная передача автомобиля Волга ГАЗ-31105. Эта передача состоит из переднего и заднего карданных валов с промежуточной опорой. Показан рисунок передачи.

Перечислены исходные данные для тягового расчета:

• Тип автомобиля – легковой;
• Класс автомобиля – 3;
• Снаряжённая масса автомобиля – 1280 кг;
• Число мест – 5;                      
• Масса одного пассажира – 75 кг;  
• Максимальный подъем, преодолеваемый на 1-й передаче – 0,26;
• Масса багажа – 10 кг;                                                           
• Максимальная скорость движения – 160 км/ч
• Коэффициент сопротивления качению – 0,012;
• Лобовая площадь – 2,12 м².

Найдены весовые характеристики автомобиля, т. е. его масса – 1705 кг, распределение нагрузки передней и задней осям – 805 кг и 900 кг, нагрузки на передние и задние колеса – 3949,33 Н и 4415,4 Н и КПД – 0,913. Подобраны широкопрофильные шины 195/65R15.

Определены параметры двигателя и передаточный числа трансмиссии. Данные занесены в таблицу:

К тяговому балансу автомобиля относится определение тяговых сил и диапазона скоростей на всех передачах КП. Также рассчитана сила сопротивления дороги – 398,161 Н и силы сопротивления воздуха на разных передачах. Сцепная сила составляет 7667,1784 Н. Найден динамический фактор на разных передачах и по сцеплению – 0,458. Все результаты расчетов по передачам приведены в табличном виде.

Определено ускорение при разгоне, время и путь разгона. На основе полученных данных построены графики. График обратных ускорений использован для определения зависимости времени разгона от скорости движения автомобиля.

Приведено уравнение мощностного баланса двигателя и высчитаны мощности на каждой передаче.

Высчитан путевой расход топлива в литрах на 100 км пути через удельный эффективный расход топлива.

Для расчета карданной передачи необходимы следующие данные:

• Передаточное число низшей передачи – 3,786;
• Максимальный момент двигателя – 175,633 Нм;
• Шарнир типоразмер III.

Приведена таблица параметров шарнира.

Выбраны размеры наружного и внутреннего диаметров переднего и заднего карданных валов. Определены следующие показатели: максимальная частота вращения карданного вала – 5549 об/мин; крутящий момент на низшей передаче – 664,95 Н/м; допустимая длина вала – 119,96 см; критическая частота вращения – 26983,81 об/мин.

Рассчитаны детали карданной передачи, а именно карданный вал, крестовина и вилка карданного шарнира. Результаты приведены в таблице:

Шлицевое соединение в данном вале относится к соединениям, которые передают только крутящий момент. Следовательно, расчет рабочих поверхностей ведется на смятие и износ. Поскольку соединение неподвижное, то расчет на износ не обязателен. Сначала находят средний диаметр шлицевого соединения – 28 мм, затем рабочую высоту шлицев – 2 мм. Тогда среднее напряжение смятия составляет – 39,58 МПа, а допустимое – 228,8 МПа.

Проведен тяговый расчет двигателя и его динамическая характеристика на всех передачах. Результаты расчетов показаны в табличном виде.

Определено ускорение при разгоне, время и путь разгона. Составлено уравнение мощностного баланса двигателя и высчитаны мощности на каждой передаче. Найден путевой расход топлива в литрах на 100 км пути через удельный эффективный расход топлива.

Рассчитана карданная передача. Также высчитано напряжение смятия для неподвижного шлицевого соединения, передающего только крутящий момент.     

Спецификация – 2 листа

В программе: Компас 3D v