Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ижевский государственный технический университет

Чайковский технологический институт (филиал ИжГТУ)

Кафедра АТ

Курсовой проект

по дисциплине: “ Автомобили ”

«Проектирование и расчет рулевого управления автомобиля»

Выполнил: студент группы АиАХ - 06

Мовчанюк С.А.

Проверил: ст. преподаватель

Яркеев В.Ф.

2010

Содержание

1. Исходные данные для проектирования

2. Момент сопротивления повороту управляемых колес

3. Усилие на рулевом колесе для поворота на месте

4. Силовое передаточное число рулевого управления

5. Усилие, передаваемое шестерней на зубчатую рейку

6. Рулевой вал

7. Поперечная тяга

8. Шаровой палец рулевого наконечника

9. Крестовина карданного шарнира неравных угловых скоростей

Заключение

Литература

1. Исходные данные для проектирования

колесо рулевой шестерня карданный

- Предполагаемая марка автомобиля ИЖ 2126

- Разрешенная максимальная масса автомобиля, кг =1380

- Размерность шин 175/70 R13

- Допустимый суммарный люфт рулевого колеса, ⁰ 10

- Допустимое усилие на рулевом колесе, Н 400

- База автомобиля, мм L=2470

- Минимальный радиус поворота автомобиля,м 5,25

- Диаметр рулевого колеса, мм

Передаточное число рулевого механизма 20,3

- КПД рулевого управления

- начальный радиус шестерни, мм 11,1

- радиус шестерни, мм 15

- коэффициент сцепления при повороте колеса на месте =0,95

2 Момент сопротивления повороту управляемых колес

M_с = 2 , (1)

где - нагрузка на управляемое колесо, Н

р_ш - давление воздуха в шине, Мпа;

(2)

где - полная нагрузка автомобиля, Н;

, (3)

где - ускорение свободного падения,

=9,8 м/с²,

,

,

.

3. Усилие на рулевом колесе для поворота на месте

= М_с /(), (4)

где - радиус рулевого колеса

(5)

Вычисленное значение усилия на рулевом колесе не превышает указанное выше условное расчетное усилие , значит, установка рулевого усилителя не требуется.

4. Силовое передаточное число рулевого управления

(6)

где момент приложенный на рулевом колесе, Н м

(7)

,Нм

Для управления автомобилем нет необходимости устанавливать рулевой усилитель т.к. передаточное число рулевого управления имеет не большое значение.

5. Усилие, передаваемое шестерней на зубчатую рейку

,Н (8)

6. Рулевой вал

Рулевой вал (полый) нагружается моментом:

Напряжение кручения полого вала:

,Мпа (9)

где - наружный диаметр вала,м

-внутренний диаметр вала, м

;

Мпа

; - условие напряжения кручения рулевого вала выполняется.

7. Поперечная тяга

Сила вызывает напряжение сжатие и продольный изгиб тяги

МПа (10)

где F - площадь поперечного сечения

м² (11)

где -диаметр сечения тяги, м

м

м²

Критическое напряжение при продольном изгибе

, (12)

где L- длина тяги, м

E-продольный модуль упругости, МПа

- момент инерции сечения тяги

L=0,3м

(13)

Запас устойчивости

(14)

8. Шаровый палец рулевого наконечника

Напряжение среза при площади сечения шарового пальца у основания:

,

где - площадь сечения шарового пальца у основания

,м², (15)

где - диаметр шарового пальца

[] =25...35 МПа

,м

9. Крестовина карданного шарнира неравных угловых скоростей

Шипы крестовины испытывают на напряжения изгиба и смятия, а крестовина -напряжение разрыва. Расчеты ведут по формулам [3]

Рисунок 1 Расчетная схема карданного шарнира неравных угловых скоростей

Напряжение изгиба шипа крестовины:

(16)

- условие напряжения изгиба крестовины выполняется.

Напряжение среза шипа крестовины:

(17)

- условие напряжения среза крестовины выполняется

Напряжение крестовины на разрыв в прямоугольном сечении А-А площадью F:

(18)

b=10,0005мм; h=20мм

условие напряжения на разрыв крестовины выполняется.

Заключение

Используя литературные материалы и подобные конструкции, выбран тип рулевого управления для заднеприводного автмобиля: рулевой привод механический (без гидроусилителя, шестрня-рейка рулевой привод при независимой ( рычажно -телескопическая с амортизационными стойками, витыми цилиндрическими пружинами, с нижними поперчными рычагами и несущим стабилизатором поперечной устойчивости) подвеске передних управляемых колес. На основе исходных данных и проведенных расчетов такой тип рулевого управления соответствует марке автомобиля ИЖ 2126.

Литература

1. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта: Подвижной состав и эксплуатационные свойства: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: «Академия», 2004. 528 с.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для машиностроительных специальных вузов. М.: Высшая школа, 1985. 416 с., ил.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя в 3-х т. Т.3. 5 изд., переработанное и дополненное. М. Машиностроение, 1980. 559 с, ил.

4. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкции, элементы расчета. М: Машиностроение, 1979. 557 с.

5. Оформление пояснительной записки и графической части курсовых и дипломных проектов. Методические указания. В.М. Пономарёв, О.И. Горбунова, г. Чайковский. ЧТИ (филиал) ИжГТУ, 2003. 99 с.

6. В.Ф. Яркеев. Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» по дисциплине «Автомобили» Часть 2.

1. Объект и время исследования

Наша группа проводила исследование нерегулируемого перекрестка улицы Карла Маркса и улицы Кабалевского на территории города Чайковский

Сема перекрестка представлена на рисунке 1. Для исследования были выбраны 4 направления.

Рисунок 1 Схема перекрестка улицы Карла Маркса и улицы Кабалевского

Исследования проводились в интервале следующих часов наблюдения:

Исследования занесены в таблицу 1

Таблица 1

Таблица практических данных за 1 час наблюдения

	Вид транспортных средств
	Число легковых автомобилей NЛ	Число грузовых автомобилей NГ (массой до 3,5 тонн)	Число автобусов NА	Число грузовых автомобилей NГР	Число автопоездов NАВТ
направление I
	44	15	4	0	0
	48	18	4	0	0
	50	20	4	0	0
направление II
	50	8	5	0	0
	55	10	5	0	0
	60	15	5	0	0
направление III
	18	8	1	0	0
	18	10	1	0	0
	20	12	1	0	0

2. Определение интенсивности движения на направлении и уровня загрузки направления в различные часы

По результатам наблюдения выяснилось сколько и какие транспортные средства двигаются по данным направлениям.

Фактическую интенсивность дорожного движения на направлении перекрестка определяем по формуле:

NФ = NЛ + NГ + NА + NГР + NАВТ (авт/час) (1)

Приведенную интенсивность дорожного движения рассчитаем по формуле:

NпрФ = NЛ k1 + NГ k2 + NА k3 + NГР k4 + NАВТ k5 (авт/час), (2)

где k1 = 1 - коэффициент приведения для легковых автомобилей;

k2 = 1,5 - коэффициент приведения для грузовых автомобилей массой до 3,5 тонн;

k3 = 4 - коэффициент приведения для автобусов;

k4 = 4 - коэффициент приведения для грузовых автомобилей;

k5 = 5 - коэффициент приведения для автопоездов

Результаты расчета приведены в таблице 2.

Таблица 2

Интенсивность дорожного движения на направлениях

	NФ, (авт/ч)	NФ.пр., (авт/ч)	Z
направление I
	63	83	0,759
	70	91	0,769
	74	96	0,771
направление II
	63	82	0,768
	70	90	0,778
	80	103	0,777
направление III
	27	34	0,794
	29	37	0,783
	33	42	0,786

Для расчета уровня загрузки направления движения в различные часы примем в качестве пропускной способности направления движения NФ наибольшую интенсивность движения за рассматриваемые часы наблюдения. Из таблицы 2 имеем NФ = 80 авт/час. Тогда уровень загрузки направления будет определятся по формуле:

z = (3)

Результаты расчета для каждого часа наблюдения приведены в таблице 2.

3. Построение картограммы транспортных потоков. Определение уровня загрузки каждого направления

На основе данных полученных всеми членами группы выяснилось, что максимальная интенсивность движения приходится на интервале времени с 16 до 17. Для этого часа строим картограмму транспортных потоков на перекрестке (рисунок 2)

Рисунок 2 Картограмма транспортных потоков на перекрестке

Из схемы транспортных потоков (рисунок 1) имеем на исследуемом перекрестке конфликтные точки следующих видов:

точки отклонения n = 2

точки слияния n = 2

точки пересечения n = 2

4. Определение конфликтности перекрестка

Сложность перекрестка определяется по формуле:

m = nотк + 3nсл + 5nп = 2 + 2 + 5 2 = 14

Так как m < 40, следовательно сложность перекрестка низкая.

Конфликтная ситуация - отклонение от обычного режима движения по скорости и траектории.

Конфликтные ситуации фиксируются если они произошли за 1-2 секунды до возможной аварии.

Во время исследования перекрестка нашей группой конфликтных ситуаций зафиксировано не было.

На основе расчета сложности перекрестка и отсутствия зафиксированных конфликтных ситуаций можно сделать вывод, что степень конфликтности перекрестка низкая.

5. Предложения улучшению движения на данном перекрестке

По результатам исследования перекрестка на основе полученных данных об интенсивности движения на перекрестке и о степени конфликтности перекрестка сформулируем предложения по улучшению движения на рассматриваемом перекрестке.

На данном перекрестке главной дорогой является улица Карла Маркса в результате наблюдения и расчета получили, что самыми загруженными направлениями на перекрестке являются направление II (рисунок 1) т.е. направление главной дороги.

Литература

1 Клинковштейн Г. И., Афанасьев М. Б. Организация дорожного движения: Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1997. 231 с.

Размещено на Allbest.ru

...