Контрольная работа по "Транспорту"

      Контрольная работа № 1

     Исходные  данные: схема трансмиссии (рис. 2); численные данные (табл.2).

     Определить:

      1. Передаточные числа коробки передач (U_I, U_II…) на всех передачах, включая передачу заднего хода, и передаточное число главной передачи (U_о).

      

      2. Удельные окружные силы на ведущих колесах на всех передачах (g_{K I} , g_{K II}  …).

      3. Расчётные крутящие моменты на I и V передачах на первичном валу коробки передач (М_{T I} , М_{T V}), на карданном валу (М_{K I} , М_{K V}) и на полуоси (М_{П I} , М_{П V}).

      4. Максимальные динамические (пиковые) моменты на I передаче на первичном валу коробки передач ( ), на карданном валу( ) и полуоси ( ).

      5. Минимальную устойчивую скорость движения автомобиля ( ).

      6. Частоту вращения карданного вала при движении автомобиля с максимальной скоростью ( ) и запас по критической частоте вращения карданного вала. 

     Решение:

     Передаточное  число (U) редукторного узла трансмиссии есть отношение частоты вращения ведущего звена (n_вщ) к частоте вращения  ведомого звена (n_вм). Показанная на схеме (рис. 2) коробка передач не имеет планетарных механизмов и поэтому передаточное число для нее определяется как произведение передаточных чисел тех пар зацепляющихся зубчатых колёс, которые на данной передаче находятся под нагрузкой.

     На  I передаче под нагрузкой находятся ; ведущими в этих парах являются Z₁ и Z₈, а ведомыми Z₂ и Z_7. Так как большее зубчатое колесо пары вращается медленнее, чем меньшее, то отношение частот их вращения равно обратному отношению чисел зубьев. Это используется для определения передаточного числа, когда частоты вращения не известны, но известны числа зубьев. Таким образом, передаточное число в простой редукторной паре равно отношению числа зубьев ведомого зубчатого колёса к числу зубьев ведущего. Для коробки передач передаточное число будет: 
 
 

     На  II передаче под нагрузкой находятся Z₄/Z₃ и пара Z₉/Z₁₄; ведущими в этих парах являются Z₃ и Z₁₄, а ведомыми Z₄ и Z₉. Для коробки передач передаточное число будет: 
 
 

     На  III передаче под нагрузкой находятся Z₈/Z₅ и пара Z₁₁/Z₁₂; ведущими в этих парах являются Z₅ и Z₁₂, а ведомыми Z₈ и Z₁₁. Для коробки передач передаточное число будет: 
 
 

     На  главной передаче под нагрузкой  находятся Z₈/Z₅ и пара Z₇/Z₁₀; ведущими в этих парах являются Z₅ и Z₁₀, а ведомыми Z₈ и Z₇. Для коробки передач передаточное число будет: 
 
 

           (1)

     где  - максимальный крутящий момент двигателя = 400;

- передаточное число коробки передач (для определения применять U_I ; для определения применять U_v);

      - передаточное число главной передачи = 1,41;

-КПД коробки передач = 0,97;

-КПД главной передачи = 0,92;

r _К - радиус ведущих колёс автомобиля = 0,48 м;

m_а - масса автомобиля = 8,8;

g - ускорение свободного падения тел = 9,81 м/с².

В расчётах будем применять g » 10 м/с².

     При определении удельной окружной силы на I передаче ( ) необходимо учесть следующее обстоятельство. Предельная окружная сила на ведущих колесах ограничивается сцеплением колёс с дорожным покрытием.  
 
 
 
 
 
 
 
 

  (2)

где l - показатель той части общем мощности, которое передается рассматриваемым валом трансмиссии

       - удельная окружная сила на данной передаче;

- передаточное число от рассматриваемого кала к ведущим колёсам автомобиля на данной передаче;

- КПД участка трансмиссии, передающего крутящий момент от рассматриваемого вала к ведущим колёсам;

- коэффициент, учитывающий возможную неравномерность распределения мощности (крутящего момента) на пути от двигателя к рассматриваемому валу;

- определяется как произведение передаточных чисел тех редукторных узлов трансмиссии, которые расположены между рассматриваемым валом и ведущими колесами;

- определяется как произведение значений КПД тех редукторов узлов, которые расположены между рассматриваемым валам и ведущими колесами.

     l - определяется по формуле:

где   - масса приходящаяся на те ведущие колеса, к которым мощность подводится через рассматриваемый вал;

      - масса, приходящаяся на все ведущие колеса. 

     Если  между двигателем и рассматриваемым  валом нет узла распределения момента, то это означает, что данный вал передает всю мощность, и для него Для схем, показанных на рис. 2, это относится, например, к первичному валу коробки передач и карданному валу. Для полуоси автомобиля 4x2 (схемы на рис. 2) следует принять l=0,5, так как момент с помощью межколесного дифференциала распределяется между правой и левой полуосями номинально поровну. Для того, чтобы учесть возможную неравномерность распределения момента дифференциалом, для полуоси следует принять .

     В соответствии со сказанным:

= 75,01 * 8,8 * 9,81 * 0,48 / 1,41 * 0,97 * 0,92 = 3108,2 / 1,26 = 2466,82 

= 175,8 * 8,8 * 9,81 * 0,48 / 1,41 * 0,97 * 0,92 = 7284,6 / 1,26 = 5781,47 

= 75,01 * 8,8 * 9,81 * 0,48 / 1,41 * 0,92 = 3108,2 / 1,3 = 2390,92 

= 175,8 * 8,8 * 9,81 * 0,48 / 1,41 * 0,93 = 7284,6 / 1,3 = 5603,54 

 
 

 
 

 
 

  4. Максимальные динамические (пиковые)  моменты на I передаче на первичном валу коробки передач ( ), на карданном валу( ) и полуоси ( ).

     Mj_Tmax » 2×bc × Me_max   - если U _ТР ≤ 20;

     Mj_Tmax » 1,35× M_{Тj    -} если U _ТР ≥ 50.

В пределах U _тр = 21 … 49 можно применить линейную интерполяцию. Предположим, что значение U _ТР составляет 21, тогда 
 
 

- момент на первичном валу по сцеплению ведущих колёс с дорогой.

Принимается    j = 0,7. 
 

     Исходя  из максимального динамического момента на первичном валу (M j_{T max} ), определяются динамические моменты на карданном валу и на полуоси.

     Так как значение U _ТР составляет 21, тогда 

Mj_Tmax » 1,35×* 64= 86,4 

     Для карданного вала: 

М_{К mах} =  M_{T max} × U _I = 5781,47 * 2,32 = 13 413,01 

     Для полуоси автомобиля с двойной центральной главной передачей (рис. 2)  

М n _max = 0.5М _{T mах} × U_I × U₀ = 5781,47 * 2,32 * 1,41 = 18 912,34 

5. Минимальную устойчивую скорость движения автомобиля ( ).

 
 
 

где - минимальная устойчивая частота вращения вала двигателя под нагрузкой, об/мин (указана в табл.   I и 2). 

6. Частоту вращения карданного вала при движении автомобиля с максимальной скоростью ( ) и запас по критической частоте вращения карданного вала.

 
 

где   - скорость, км/ч

      Запас по критической частоте вращения карданного вала:

      N_крит  / n _{К max} = 5400 / 13413,01 = 0,4 ,

где   n_крит   - из табл.2.