Карданная передача ИЖ 2126

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический

 университет

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

по дисциплине «Автомобили ч.3»

на тему: «Карданная передача ИЖ 2126»

 

 

 

 

 

Выполнил ст. гр.: ЭТС-10

Андреев Р.А.

 

Проверил и принял:

Петухов М.Ю.

 

 

 

 

 

 

Пермь 2013

 

Оглавление

 

 

1.Анализ конструкции карданной передачи ИЖ 2126

      На данном  автомобиле установлена двухвальная карданная передача, с промежуточной опорой и эластичной муфтой. Состоит из двух трубчатых карданных валов соединенных между собой карданным шарниром.

Такой карданный вал  отличается неприхотливостью в обслуживании и конструктивной простотой.

Крутящий момент от вторичного вала коробки передач передается на эластичную муфту, от нее — посредством шлицевого соединения — на передний карданный вал, от переднего карданного вала через карданный шарнир - на задний карданный вал и от него через другой карданный шарнир - на фланцевую вилку, соединенную с ведущей шестерней главной передачи. Для гашения вибраций задний конец переднего карданного вала установлен в промежуточной упругой опоре, связанной с кузовом.

 

 

Рис.1 Карданная передача ИЖ 2126: 1 - эластичная муфта; 2 - болт крепления эластичной муфты к фланцу; 3 - крастовина; 4 - сальник; 5 - стопорное кольцо; 6 - подшипник крестовины; 7 - гайка; в - фланец эластичной муфты; 9 - сальник; 10 - обойма сальника; 11 - кронштейн безопасности; 12 - болт крепления кронштейна к промежуточной опоре; 13 - передний карданный вал; 14 - кронштейн промежуточной опоры; 15 - промежуточная опора; 16 - вилка переднего карданного вала; 17 - задний карданный вал; 18 - вилка заднего карданного вала; 19 - фланец ведущей шестерни главной передачи; 20 - гайка; 21 - болт крепления вилки.

Передние карданные валы на автомобилях с разными коробками передач не взаимозаменяемы: на автомобиле, оснащенном коробкой передач Иж-2126, передний карданный вал на 30 см длиннее, чем на автомобиле с коробкой ВАЗ-21074.

Что бы каким-то образом проанализировать конструкцию объекта моего курсового проекта, я беру в сравнение карданные передачи других автомобилей, таких как:

-ВАЗ 2107

-ШЕВРАЛЕ НИВА

 

 

 

 

 

-УАЗ

 

-ГАЗ 3110

Начнем с выходного вала карданной передачи, который уже непосредственно передает крутящий момент на элементы карданной передачи. Эластичная муфта крепится к фланцу вторичного вала коробки передач. За счет своей упругости муфта гасит рывки в трансмиссии автомобиля. Такая эластичная муфта присутствует только у карданных передач ИЖ 2126 и ВАЗ 2107.Соотвественно этот элемент карданной передачи можно отнести к преимуществам моей карданной передачи относительно сравниваемых.

Абсолютно все карданные передачи, среди анализируемых, имеют шлицевые соедининия, в зависимости от их компоновки: либо шлицевое соединение между эластичной муфтой и передним карданным валом(ИЖ 2126, ВАЗ 2107), либо шлицевое соединение между самими валами карданной передачи(УАЗ, ШЕВРАЛЕ НИВА). 
2.Проверочный расчет карданной передачи ИЖ 2126

2.1 Расчет карданной передачи

Исходные данные:

Тип автомобиля – легковой;

Максимальный крутящий момент:

Максимальная частота вращения коленвала:

Передаточные числа КПП:

Коэффициент динамичности:

Длина карданного вала:

Кинематическая схема карданной передачи представлена на рисунке 1.

Рис. 1 Кинематическая схема

Максимальный крутящий момент определяется по формуле:

 

где - коэффициент динамичности,

- максимальный  крутящий момент двигателя;

- передаточное  число первой передачи;

 

D=86 мм  =82 мм

Критическая частота вращения карданного вала определяется по формуле

 

где – длина карданного вала;

 

Напряжение кручения проверяется по формуле:

 

где – касательно напряжение, возникающее в сечении вала при кручении, должно быть не более 120 МПа;

 

Момент инерции сечения для трубчатого вала определяется по формуле:

 

 

 

Угол закручивания определяется по формуле:

 

где G – модуль сдвига материала, для стали G=85 ГПа;

- момент инерции  сечения вала;

 

Угол закручивания не должен превышать 8 на метр длины вала.

Условие выполнилось.

2.2 Расчет крестовины карданной передачи

Шипы крестовины рассчитываются на изгиб и срез.

Максимальное значение силы, которая действует на детали карданного сочленения, определяется по формуле:

 

где R – плечо приложения силы, принимаем R=0,045м;

 - угол между входным и выходным валами, принимаем .

 

Напряжение изгиба в сечении определяется по формуле:

 

где – длина шипа, зависящий от карданного игольчатого подшипника, принимаем ;

- осевой момент  сопротивления, определяется по  формуле

 

где dш – диаметр шипа, зависящий от карданного игольчатого подшипника, принимаем dш=0,02 м.

В конструкции карданных шарниров напряжение изгиба не должно превышать 250-300 МПа.

 

 

 

Касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении шипа и работающие на срез, определяются по формуле

 

где dш  – диаметр шипа.

В конструкция карданных шарниров касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении шипа, должны быть не более 75-90 МПа.

 

 

2.3 Расчет вилки  шарнира карданной передачи

Вилка шарнира под действием силы испытывает изгиб и кручение. Напряжение изгиба определяется по формуле

 

где - длина плеча вилки карданного шарнира, зависит от крестовины, принимаем

  - момент сопротивления определяется по формуле

 

где - ширина плеча вилки карданного шарнира, зависит от крестовины, принимаем

hb - длина плеча вилки карданного шарнира, зависит от крестовины, принимаем hb=0,037 м.

В конструкциях карданных шарниров напряжение изгиба должно быть не более 80 МПа.

 

 

Касательные напряжения, возникающие в вилке, определяются по формуле

 

где – длина плеча в вилке, принимаем

- полярный момент  сопротивления, для прямоугольного  сечения вычисляется по формуле

 

где k – коэффициент, зависящий от соотношения сторон сечения.

Данному соотношения соответствует значение k=0,258.

 

Касательное напряжение, возникающее в вилке, должно быть не больше 80-160 МПа.

 

 

2.4 Расчет шлицевого  соединения карданной передачи

Скручивающие нагрузки вызывают смятие и срез шлицев вала.

Напряжение смятия шлицев от сил, действующих по их среднему диаметру, определяется по формуле

 

где Dшл – наружный диаметр, принимаем Dшл=0,029 м

dшл - внутренний диаметр, принимаем dшл=0,026 м

- длина шлица, принимаем

- число шлицев, принимаем 

В конструкциях карданных шарниров напряжение изгибы должно быть не более 15-20 МПа.

 

Напряжение среза, считается, что шлицы срезаются у основания по диаметру, определяется по формуле

 

где – ширина шлица, определяется по формуле

 

 

Принимаем =0,0024 мм.

 

Касательные напряжения в шлицах не должны превышать 25-30 МПа.

Заключение

В ходе проведенного проверочного расчета установлено, что все детали карданной передачи и сама передача в целом соответствует предъявленным к ней требованиям.