Материал: 4341
15
и 
= ( 350 … 450 ) МПа - для шестерен остальных передач.
Таблица 6 Зависимость коэффициента формы зубьев y от приведенного числа зубьев
Zпр |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
16 |
17 |
18 |
19 |
|
Y |
0,096 |
0,097 |
0,098 |
0,100 |
|
0,101 |
0,102 |
0,104 |
0,105 |
|
Zпр |
20 |
21 |
22 |
24 |
|
26 |
28 |
30 |
32 |
|
Y |
0,106 |
0,108 |
0,110 |
0,112 |
|
0,114 |
0,117 |
0,120 |
0,123 |
|
3.3. Выводы по работе |
|
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
Построить график М 2 |
f ( ) |
и сделать вывод о влиянии переда- |
|||||||
ваемого момента М2 на КПД коробки передач.
2.Сравнить с допустимыми напряжениями изгиба их фактические значения и сделать вывод о надежности работы шестерен коробки передач (по каждой передаче в отдельности).
3.4. Контрольные вопросы
1.От чего зависит межосевое расстояние?
2.Как определить модуль зацепления шестерен?
3.В чем преимущества косозубых шестерен?
4.Какие факторы влияют на КПД коробки передач?
5.Почему силовое передаточное число коробки отличается от кинематического?
6.Как определить окружное усилие на зубьях шестерен?
3.5. Литература: 1
- с. 110…120.
16
4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Испытание карданной передачи
Цель работы: определение запаса прочности карданного вала по частоте вращения, выявление влияния угла наклона карданной передачи на неравномерность вращения и КПД, определение максимальных усилий и напряжения в элементах карданной передачи.
Оборудование: стенд для испытания трансмиссии автомобиля, штангенциркуль, линейка, транспортиры.
4.1. Методика выполнения работы
1. Составить схему карданной передачи
Рис. 3. Схема карданной передачи
2. На стенде определить следующие параметры карданной передачи (табл. 7)
Таблица 7
Замеряемые параметры карданной передачи
|
|
Обо- |
|
№ |
Измеряемый параметр |
значе- |
Значе- |
пп |
|
ние, |
ние |
|
|
размер |
|
|
|
ность |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
Длина карданного вала (по осям крестовин) |
lк, м |
|
2 |
Наружный диаметр трубы карданного вала |
D, м |
|
3 |
Внутренний диаметр трубы карданного вала |
d, м |
|
4 |
Диаметр шипа крестовины |
dш, м |
|
5 |
Расстояние между точками приложения окружной |
Dк, м |
|
|
силы в крестовине (расстояние между серединами |
|
|
|
беговых дорожек игольчатых подшипников проти- |
|
|
|
воположных шипов крестовины) |
|
|
17
Окончание табл. 7
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
Длина иглы подшипника крестовины |
lи, м |
|
7 |
Диаметр иглы |
dи, м |
|
8 |
Число игл в подшипнике |
nи |
|
3. Включить нейтральную передачу в коробке передач. Установить угол наклона карданного вала α = 40, что соответствует 80 мм на мерной линейке. Установить транспортиры на вторичном валу коробки и на заднем конце карданного вала на нуль. Медленно вращая рукой карданный вал, снять отсчет углов его поворота по транспортиру возле ведущего моста υ2 через каждые υ = 150 поворота вала по транспортиру на вторичном валу ко-
робки передач от 0 до 180 0 .
Провести аналогичные замеры при углах наклона карданного вала α =
80 и 120, что соответствует 160 и 240 мм по мерной линейке. |
|
|||||||||||
Данные замеров занести в табл. 8. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
||
Данные замеров углов |
1 |
и |
2 |
в зависимости от угла наклона |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
карданного вала |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1, град |
υ2 при углах наклона |
1 , град |
2 / |
1 при углах наклона |
1 , |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
град |
|
|
|
|
|
40 |
80 |
|
|
|
|
120 |
40 |
|
80 |
|
120 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
135 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
165 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.2. Методика обработки экспериментальных данных
Рассчитать и занести в табл. 8 значения следующих параметров карданной передачи:
1. Неравномерность вращения карданного вала через каждые 1 150
при |
40 ,80 ,120 (табл. 8). |
18
2 |
|
Соs2 |
|
|
|
|
2 |
(25) |
|
1 |
|
Соs2 |
1 Сos |
|
|
|
|||
2.Далее определить максимальное и минимальное значение неравномерности при углах 
40 ,80 и 120 и по табл. 15 и рассчитать по формулам
( |
|
2 |
) мах |
1 |
1 |
|
|
|||
|
|
|
, |
(26) |
||||||
|
1 |
Соs |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
2 |
)min |
1 |
|
1 |
|
||||
|
|
|
(27) |
|||||||
1 |
|
Соs |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Сравнить данные, полученные по формулам (26) и (27), с ранее определенными данными на стенде.
3. КПД карданной передачи при 
40 ,80 и 120 КПД карданной передачи к , если учитывать потери на трение в шарнирах, определяется по формуле
|
|
|
2 dш |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
к |
1 |
|
lп tg( |
|
|
|
) tg |
, |
(28) |
|
Dк |
|
|
|||||||
|
|
|
4 |
2 |
|
|
|
|||
где = (0,06…0,10) – коэффициент трения в подшипниках; |
|
|||||||||
d ш |
- диаметр шипа крестовины, м; |
|
|
|
|
|
||||
Dк |
- расстояние между точками приложения окружной силы Р кресто- |
|||||||||
вины, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-угол наклона между осями валов, град.
4.Запас прочности карданного вала по частоте вращения
К |
nкр |
|
1,2...2,0, |
|
|
||||||
|
|
|
(29) |
||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
nmax |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где n кр - критическая частота вращения вала, |
|
|
|
||||||||
12 104 |
|
|
D2 |
d 2 |
|
|
|
|
|||
nкр |
|
|
|
|
|
, |
мин 1 |
; |
(30) |
||
|
lк2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где D - наружный диаметр трубы карданного вала, м; d - внутренний диаметр трубы карданного вала, м; l к - длина карданного вала, м;
nmax - максимальная частота вращения карданного вала. При прямой передаче в коробке передач nmax= 4500 мин-1. 5. Максимальные напряжения кручения вала
|
М с |
i1 |
(250...300)МПа , |
(31) |
тах |
Wкр |
|
||
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
|
где М с |
М етах - момент трения сцепления, Н м ; |
|
|||
- коэффициент запаса сцепления, Н м ; |
|
||||
М етах - максимальный момент двигателя, Н м ; М етах |
186 ,3 Н м . |
||||
i' - передаточное число коробки на первой передаче, i1 |
3,5 ; |
||||
W |
- момент сопротивления кручению, м3 . |
|
|||
кр |
|
|
|
|
|
|
Wкр |
(D 4 |
d 4) |
(32) |
|
|
16D |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
6. Максимальное окружное усилие, действующее на шипы крестовины определить при 
40 ,80 и 120
Рмах |
М с |
i1 |
(33) |
||
Dk |
cos |
||||
|
|
||||
7. Максимальное напряжение изгиба у основания шипа крестовины определить при
40 ,80 и 120
|
|
|
|
|
Рмах |
h |
|
(200...300) МПа, |
(34) |
||
|
|
|
и |
|
Wu |
|
|
и |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где h - плечо окружной силы, м; |
h |
lи |
0,004 |
|
|||||||
Wu - момент сопротивления изгиба шипа, м3 |
|
||||||||||
|
|
|
|
W |
0,1 |
d 3 |
(35) |
||||
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
ш |
|
|
8. Максимальное напряжение среза шипа крестовины определить при |
|||||||||||
40 ,80 и 120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4Pmax |
|
|
(600...1000)МПа |
(36) |
|||||
s |
|
d ш2 |
s |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
9. Максимальное напряжение смятия поверхности шипа |
|
||||||||||
|
|
|
М с |
i1 |
|
|
|
600МПа |
(37) |
||
|
с |
|
Dк du |
lu |
|
|
c |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Данные расчетов параметров карданной передачи свести в табл. 9