Силы, действующие на автомобиль. Радиусы эластичного колеса. Коэффициент общего дорожного сопротивления. Коэффициент сцепления. Тяговая характеристика авто. Анализ конструкции и расчет главной передачи, страница 14

для вала с трубчатым сечением:

 Рис. Расчетные схемы вилки кардана.

Размеры вала должны  быть подобраны так, чтобы критическое число оборотов было выше максимального рабочего числа оборотов вала в 1,3—2.0 раза в течение всего процесса эксплуатации автомобиля. Для предотвращения возникновения вибраций карданный вал должен быть хорошо сбалансирован и иметь точное центрирование концов. Допустимый дисбалан составляет от 15—20кГсм.  Величина биения карданного вала в сборе не должна превосходить 0,5—0,8 мм.Расчет вилки кардана производят на изгиб и кручение. Напряжение изгиба и кручения определяют в наиболее опасном сечении NN (рис).На вилку действует окружная сила , где  — расстояние от оси вилки до точки приложения окружной силы. Напряжение на изгиб и кручение определяют по следующим формулам: ,

эквивалентное напряжение: , где W₁ и W₂ — моменты сопротивления на изгиб и кручение;  — расстояние от точки приложения окружной силы до сечения изгиба; — расстояние от точки приложения силы до вилки. Прирасчете крестовины кардана принимается, что окружная сила, действующая на каждый шип, приложена в середине длины шипа. Шипы рассчитывают на изгиб, срез и смятие. Напряжение изгиба: , где — сила, действующая на шип; — расстояние от точки приложения силы до основания шипа; — диаметр шипа. Напряжение на срез: . Напряжение на смятие: . Напряжение изгиба в шипе < 3500 кГ/см²; напряжение среза <1700 кГ/см2 и напряжение смятия < 80 кГ/см². Карданные валы изготовляются из сталей 40, 45, 50, 40Х и других легированных сталей; вилки кардана—из сталей 35, 45, 40ХНМА, а крестовины — из сталей 20,20Х, 20ХН, 12ХНЗ и др.  Термообработка — закалка с последующим отпуском.

Вопрос 30: Анализ конструкции и расчет главной передачи. Расчет главной передачи выполняют аналогично расчету коробки, передач, т.е. подбирают передаточное число главной передачи, рассчитывают, шестерни и детали главной передачи на прочность и проверяют шестерни на износ. Расчет ведут на максимальный крутящий момент двигателя, который  передается карданным валом при первой передаче в коробке передач. Высокая точность установки шестерен необходима для надежной работы главной передачи, особенно если шестерни конические с криволинейным зубом. Высокая точность установки шестерен зависит от жесткости валов и их опор, схемы расположения и износостойкости подшипников, точности их регулировки, жесткости картера главной передачи. Расчет на прочность зубьев шестерен по деформациям  изгиба и сжатия производится по тем же формулам, что и для коробок передач:  где — передаточные числа основной и дополнительной коробок передач; b - длина зуба по образующей начального конуса; — торцовый шаг по основанию начального конуса;  -радиус начальной окружности шестерни. Коэффициент формы профиля зуба у берется для фиктивного числа зубьев ,где z — фактическое число зубьев. Напряжение смятия, характеризующее износ профиля  зуба, определяется по формуле: , где Р — окружное усилие на радиусе начальной окружности; Е - модуль упругости материала шестерни; — угол зацепления. Эквивалентные радиусы ведущей и ведомой шестерен  подсчитываются по формуле: . Выполненные конструкции автомобилей имеют на первой передаче σ=7000—9000 кГ/см² σ_см = 15000-25 000 кГ/см2.Реакции на опорах валов главной передачи определяют для расчета валов и подбора подшипников. Реакции создаются под действием осевых и радиальных сил на шестернях. Валы рассчитывают так же, как и валы для коробки передач. На основании уравнений моментов сил относительно опор вала, возникающих в шестернях, расположенных на данном валу,  подсчитывают опорные реакции, а затем определяют суммарные напряжения вала от изгиба и кручения. Долговечность подшипников проверяют расчетом, для которого берут крутящий момент трансмиссии при среднем нагрузочном режиме. Расчетное число оборотов подшипников определяют для средней скорости движения автомобиля, равной 35—40 км/ч.