Расчёт узла автомобиля

Таблица 1.№ передачи, Н, Н, НI30072,711818,612029,1II15000,05895,06000,0III7183,22823,02873,3IV3873,21522,21549,3V2059,2809,3823,7Расчет входного вала.Рис. 3 Диаграмма Мк.По уравнению равновесия:Усилия, действующие на вал:Рис. 4 Диаграмма Mz.Усилия плоскости Y:Проверка:Рис. 5 Диаграмма Му.Усилия плоскости Z:Проверка:Рис. 6 Диаграмма напряжений в плоскости ZOY.Усилия плоскости Х:Рис. 7 Диаграмма Ми.Результирующую диаграмму изгибающих моментов строим без указания знаков на плоскости на одной стороне оси по значениям MZи MY:2.7. Определение диаметра входного вала.Условие прочности формулируем по критерию наибольших касательных напряжений:где - момент сопротивления поперечного сечения вала; - предел текучести. Для стали марки Сталь 45=360 МПа; – коэффициент запаса. =1,5.Из условия прочности определим диаметр вала по формуле:Принимаем диаметр вала d=25мм.Определим момент сопротивления поперечного сечения вала принятого диаметра при изгибе по формуле:Определим момент сопротивления поперечного сечения вала принятого диаметра при кручении по формуле:Площадь сечения вала определим по формуле:Определим нормальное напряжение в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:Определим касательное напряжение в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:Определим частный коэффициент прочности по нормальным напряжениям по формуле:Определим частный коэффициент прочности по касательным напряжениям по формуле:Определим общий коэффициент прочности по формуле:2.8. Расчет выходного вала.Рис. 8 Диаграмма Мк.По уравнению равновесия:Усилия, действующие на вал:Рис. 9 Диаграмма Mz.Усилия плоскости Y:Проверка:Рис. 10 Диаграмма Му.Усилия плоскости Y:Рис. 11 Диаграмма напряжений в плоскости ZOY.Проверка:Усилия плоскости Х:Рис. 12 Диаграмма Ми.Результирующую диаграмму изгибающих моментов строим без указания знаков на плоскости на одной стороне оси по значениям MZи MY:2.9. Определение диаметра выходного вала.Из условия прочности определим диаметр вала по формуле:Принимаем диаметр вала d=32мм.Определим момент сопротивления поперечного сечения вала принятого диаметра при изгибе по формуле:где - коэффициент пересчета. Принимаем Определим момент сопротивления поперечного сечения вала принятого диаметра при кручении по формуле:Площадь сечения вала определим по формуле:Определим нормальное напряжение в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:Определим касательное напряжение в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:Определим частный коэффициент прочности по нормальным напряжениям по формуле:Определим частный коэффициент прочности по касательным напряжениям по формуле:Определим общий коэффициент прочности по формуле:2.10. Подбор подшипников качения быстроходного вала на заданный ресурс.Исходные данные для расчета:частота вращения вала n=3000об/мин.;требуемый ресурс при вероятной безотказной работе 90%: L’10ah=33533.28 ч.;диаметр посадочных поверхностей вала: d=25 мм.;максимально действующая сила: ;максимально действующая сила: ;максимально действующая сила: ;режим нагружения – III (средний нормальный); ожидаемая температура работы tраб=50˚С.Для типового режима работы III коэффициент эквивалентности КЕ=0,56. Вычислим эквивалентные нагрузки по формуле:Предварительно назначаем шариковые радиальные подшипники серии 305. Схема установки подшипников – враспор.Для выбранной схемы установки подшипников следует:=0Дальнейший расчет производим для более нагруженной опоры 1 (А):Для принятых подшипников из таблицы 24.10 [3] находим:Сr=22500 НС0r=11450 НПолучаем отношение:Из таблицы 7.1 [3] выписываем X=0,56; Y=1,00; e=0,44Отношение:что больше e=0,44. Окончательно принимаем X=0,56; Y=1,00.Определим эквивалентную динамическую нагрузку по формуле:где Кб – коэффициент безопасности. По таблице 7.4 [3] принимаем Кб=1,0.Кт – температурный коэффициент. Принимаем Кт=1 (tраб<100˚С).Расчетный скорректированный ресурс подшипника при а1=1 (вероятность безотказной работы 90%, таблица 7.5 [3]), а23=0,7 (обычные условия применения [3]), k=3 (шариковый подшипник):Так как расчетный ресурс больше требуемого, то предварительно назначенные подшипник серии 305 пригодны.2.11. Подбор подшипников качения тихоходного вала на заданный ресурс.Исходные данные для расчета:частота вращения вала n=739об/мин.;требуемый ресурс при вероятной безотказной работе 90%: L’10ah=33533.28 ч.;диаметр посадочных поверхностей вала: d=25 мм.;максимально действующая сила: ;максимально действующая сила: ;максимально действующая сила: ;режим нагружения – III (средний нормальный); ожидаемая температура работы tраб=50˚С.Для типового режима работы III коэффициент эквивалентности КЕ=0,56. Вычислим эквивалентные нагрузки по формуле:Предварительно назначаем шариковые радиальные подшипники серии 305. Схема установки подшипников – враспор.Для выбранной схемы установки подшипников следует:=0Дальнейший расчет производим для более нагруженной опоры 1 (А):Для принятых подшипников из таблицы 24.10 [3] находим:Сr=22500 НС0r=11450 НПолучаем отношение:Из таблицы 7.1 [3] выписываем X=0,56; Y=1,00; e=0,44Отношение:что больше e=0,44. Окончательно принимаем X=0,56; Y=1,00.Определим эквивалентную динамическую нагрузку по формуле:Расчетный скорректированный ресурс подшипника при а1=1 (вероятность безотказной работы 90%, таблица 7.5 [3]), а23=0,7 (обычные условия применения [3]), k=3 (шариковый подшипник):Так как расчетный ресурс больше требуемого, то предварительно назначенные подшипник серии 305 пригодны.Список используемой литературыВахламов В. К. Автомобили: Конструкция и элементы расчета: учебник для студентов вузов – М.: Изд. центр «Академия», 2008. – 480 с.Лукин П. П., Гаспрянц Г. А., Родионов В. Ф. Конструирование и расчет автомобиля. – М.: Машиностроение, 1984. – 376 с.Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. вузов. – 6-е изд., исп. – М.: Высшая школа, 2000. -447 с.Вахламов В.К. Автомобили: Конструкция и элементы расчета: учебник для студентов высших учебных заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 480 с.ГОСТ 2-105-95 ЕСКД – Общие требования к текстовым документам.