Автомобілі

При виконанні курсового проекту, керуючись особливостями конструкції, компоновки і умов експлуатації автомобіля, необхідно обрати і обгрунтувати конструкцію рульового механізму і накреслити його кінематичну схему.

Міцнісний розрахунок деталей рульового механізму проводиться з урахуванням того, що найбільші навантаження в ньому виникають при повороті на місці керованих коліс на сухій асфальтобетонній опорній поверхні. Момент опору повороту коліс при цьому:

, HЧм (121)

де S М_пі - сумарний момент опору повороту коліс, Н м;

S М_ті - момент тертя в рульовому приводі, Н м.

Момент опору повороту керованих коліс нерухомого автомобіля:

, HЧм (122)

де G_KK - частина ваги автомобіля, яка припадає на керовані колеса, Н;

f_c - коефіцієнт опору коченню (для автомобілів загального призначення, які експлуатуються на дорогах з твердим покриттям f_c = 0,02... 0,04);

j = 0,7... 0,85 - коефіцієнт зчеплення коліс з опорною поверхнею;

r_ковз = (0,10... 0,16) r_к - радіус ковзання, м.

Необхідність використання підсилювача рульового керування виникає в тому випадку, коли зусилля, яке необхідно прикласти водію до рульового колеса для повороту керованих коліс, перевищує 400 Н. Це зусилля визначається за виразом:

, HЧм (123)

де R_рк - радіус рульового колеса, м; R_рк = (380... 550) мм;

u_м - кінематичне передаточне число рульового механізму;

u_рп - кінематичне передаточне число рульового приводу;

h_м,--h_рп - відповідно ККД рульового механізму і рульового приводу (h_м = 0,75... 0,92; h_рп = 0,85... 0,95).

При виконанні опису конструкції рульового механізму необхідно вказати спосіб забезпечення і проведення регулювань.

При включенні рульового механізму в спеціальне завдання курсового проекту слід визначити його геометричні параметри і провести розрахунки елементів на міцність.

Рульовий механізм з глобоїдним черв'яком і роликом (рис. 33)

Зачеплення такого типу забезпечується зубцям високу міцність на згинання. З цієї причини особлива увага в розрахунках приділяється зносостійкості та контактній міцності. Оцінка здійснюється за величиною напруг стискування, які з достатньою точністю можуть бути визначені за виразом:

Рис. 33 Рульовий механізм типу «глобоїдний черв'як - ролик»: 1-картер рульового механізму; 2-головка валу рульової сошки; 3-тригребеневий ролик; 4-прокладки для регулювання; 5- черв'як; 6-рульовий вал; 7-вісь; 8-підшипник валу сошки; 9-стопорна шайба; 10-ковпачкова гайка; 11-регулювальний гвинт; 12-вал сошки; 13-сальник; 14-рульова сошка; 15-гайка; 16-ронзова втулка; h-глибина зачеплення ролика з черв'яком, що регулюється

Зачеплення такого типу забезпечується зубцям високу міц-ність на згинання. З цієї причини особлива увага в розрахунках приділяється зносостійкості та контактній міцності. Оцінка здій-нюється за величиною напруг стискування, які з достатньою точ-ністю можуть бути визначені за виразом:

, (124)

де ;

і - кількість гребенів ролика, які передають зусилля;

r_1з і r_2з - зовнішні радіуси черв'яка і ролика, мм;

j₁ і j₂ - центральні кути контактної площини, град.;

[s_cт] = 100 … 300 МПа - для тригребеневих роликів.

Рульовий механізм типу “гвинт-гайка-рейка-сектор” (рис.34)

Рис. 34 Рульовий механізм типу “гвинт-гайка-рейка-сектор”: 1 - кришка циліндру; 2 - картер рульового механізму; 3 - пор-шень-рейка; 4 - гвинт; 5 - кулькова гайка; ; 6 - кулькова канавка; 7 - кульки; 8 - проміжкова кришка; 9 - золотник; 10 - корпус клапану керування; 11 - гайка; 12 - верхня кришка; 13 - пружина плунжеру; 14 - плунжер; 15 - стопорний гвинт; 16 - зубчастий сектор; 17 - вал; 18 - сошка; 19 - бокова кришка; 20 - стопорне кільце; 21 - гвинт регу-лювання; 22 - кульовий палець

Для рульового механізму типу “гвинт-гайка-рейка-сектор” в ланці “гвинт-кулькова гайка” визначають умовне навантаження на одну кульку:

, (125)

де Q₁ - осьове зусилля, яке сприймається гайкою, Н;

m_в - кількість робочих витків;

і - кількість кульок, які знаходяться одночасно на одному витку за умови повного заповнювання канавки;

s_кон - кут контакту кульок з канавками (s_кон = 45... 60°).

Контактна напруга, яка визначає напругу в парі кулька-поверхня канавки:

, (126)

де m - коефіцієнт, який залежить від кривизни поверхонь, що дотикаються (для існуючих конструкцій m = 0,6... 0,8);

Е = 200 ГПа - модуль пружності першого роду (для сталей);

d - діаметр кульки,мм;

d_к - діаметр канавки гвинта (гайки),мм;

- кут нахилу канавок гвинта (рейки), град.

Значення Q₁ знаходиться за виразом:

, (127)

де P_{м max} = (0,1... 1,5) кН - зусилля на рульовому колесі;

R_м - радіус рульового колеса, м;

r₁ - відстань від осі гвинта до центру кульки, мм.

Рульові механізми типу “гвинт-гайка-рейка-сектор” використовуються з підсилювачами рульового керування.

Рульовий механізм рейкового типу (рис. 35)

Рис. 35 Рейковий рульовий механізм: 1 - рульове колесо; 2 - шестерня рульового валу; 3 - рейка; 4 - поворотний важіль; 5 - по-перечні тяги; 6 - корпус рульового механізму; 7 - кришка; 8 - вал шестерні; 9 - сальник; 10, 14 - підшипники; 11 - кришка рейки; 12 - пружина підтискна рейки; 13 - втулка рейки

При проведенні розрахунків рейкового рульового механізму кількість зубців приводної шестерні приймають z₁ = 6... 10. Нормальний крок зубів рейки та їх кількість:

; (128)

, (129)

де m = 3,0... 3,5 мм - модуль приводної шестерні;

L - довжина нарізаної частини рейки, мм.

Довжина нарізаної частини рейки (рис. 35 б):

, (130)

де a _max - максимальний кут повороту керованих коліс, град.;

ОА_к - відстань від осі повороту колеса до шарніра рульової трапеції, встановленого на продовженні рейки, м.

Висота та товщина зубів рейки рульового механізму:

- висота зуба: ; (131)

- товщина зуба: , (132)

де = 1,0 - коефіцієнт висоти головки;

с' = 0,25 - коефіцієнт радіального зазору.

Довжина рейки після уточнення:

. (133)

Відстань від базової поверхні до ролика при висоті рейки Н = 20... 30 мм, куті головного профілю a = 20°:

, мм (134)

При проведенні розрахунку зубів рейки на міцність необхідно обчислити ширину зубчастої частини рейки.

Додаток 1 Варіанти завдання на курсову роботу

Список літератури

1. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Автомобілі» для студентів спеціальності 7.090215 «Автомобілі та автомобільне господарство» денної форми навчання / В.П. Сахно, М.Ю. Основенко, А.Ф. Вельбівець, Г.А. Філіпова. Київ: УТУ, 1995. 108 с.

2. Сахно В.П. та ін. Експлуатаційні властивості автотранспортних засобів. В 3-х книгах: навчальний посібник / В.П. Сахно, А.В. Костенко, М.І. Загороднов та ін. Донецьк: Вид-во «Ноулідж», 2014.

3. Конструирование и расчет автомобиля: Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Автомобили и тракторы» / П.П. Лукин, Г.А. Гаспарянц, В.Ф. Родионов. М.: Машиностроение, 1984. 376 с.

4. Автомобили: Конструкции, конструирование и расчет. Система управления и ходовая часть: Учебное пособие для ВУЗов / А.И. Гришкевич, Д.М. Ломако, В.П. Автушко и др.; Под ред. А.И. Гришкевича. Мн.: Выш. шк., 1987. 200 с.

5. Грабар І.Г., Рибалкін Є.М., Опанасюк Є.Г., Ільченко А.В. Атлас конструкцій агрегатів, вузлів та систем автомобіля: Навчальний посібник. Житомир: ЖІТІ, 1999. 288 с.

6. Железна А.О. Дипломні (курсові) проекти. Вимоги до оформлення документації: Навчальний посібник. Житомир: ЖІТІ, 2000. 244 с.

7. Основи теорії експлуатаційних властивостей автомобіля: навчальний посібник / В.П. Волков, О.П. Кравченко - Луганськ: Вид-во СНУ ім. В. Даля, 2009. 248 с.

8. Сирота В.І., Сахно В.П. Автомобілі. Основи конструкції, теорія: Навчальний посібник. 2-ге видання, виправлене та доповнене. К.: Арістей, 2008. 288 с.

9. Волков В.П., Кравченко А.П. Автомобиль: теория эксплуатационных свойств автомобиля: учебное пособие. Луганск: «Ноулидж», 2008.300 с.

Размещено на Allbest.ru