Auto II Proiect Camion

8/9/2019 Auto II Proiect Camion

1/48

Universitatea Politehnică din Bucure tiș

Facultatea de TransporturiDepartamentul Autovehicule Rutiere

Automobile II-proiect-

Profesor îndrumător: .l. dr. ing oloacă tefan !tudent:"ureschi #oanȘ Ș$rupa: %&'&(

An Universitar )'*&+)'*,


2/48

Cap. 1. ETAJAREA SCHIMBĂTORULUI E !ITE"E

1.1 #re$etermi%area &i $e'i%iti(area raportului $e tra%&mitere altra%&mi&iei pri%cipale

Predeterminarea valorii raportului de transmitere al transmisiei principale -i' se face dincondi ia ca automo(ilul să atingă vite/a ma0imă la deplasarea sa in treapta cea mai rapidă aț!1 care este1 in general1 treapta de pri/ă directă -la ! cu trei ar(ori sau treapta similarăacesteia1 cu raportul de transmitere apropiat de *-la ! cu doi ar(ori.

!e stie că vite/a varia/ă cu rapotrul de transmitere conform relatiei:

23m4h5 -*.*iar pentru vite/a ma0imă rela ia devine:ț

(1.2)

Unde + r r este ra/a de rulare: &6, 2mm5 + i' este raportul de transmitere al transmisiei principale + n p 7 turatia de putere : )*'' 2rot4min5

+ 8 7 raportul de turatie : '.6, + isn 7 raportul de transmisie in pri/a directa : 9 * + pentru ! cu ar(ori + ma0 9**' 3m4h

Din relatia -*.) re/ulta

i' 9 '1;;


3/48


4/48

respectiv i'1ef 942

12 9 .,

-*.*'Eroarea relativă a valorii efective fa ă de cea predeterminată este in ca/ul acesta:ț

εi 03=|i03,ef −i0|

i0∙100=|3.5−3.38|

3.38 ∙100=3.55 -*.**

Pentru cele ca/uri am ales ?c*9&* de dinti1 ?c)9&' de dinti1 ?c9&) de din i1 iar țvaloarea numărului de din i ai pinionului de atac a rămas acelasi ?ț p 9 *). a sta(ilirea numărului de din i al coroanei la fiecare dintre cele variante s+a tinutțcont de c>teva reguli1 printre care cea mai importantă este ca acesta să nu ai(ă divi/oricomuni cu numărul de din i ai pinionului pentru a se evita interferen a.ț ț

!e o(servă că erorile relative fa ă de valoarea predeterminată sunt foartețmici1incep>nd de la *.'%G pana la valoarea ma0imă de .,,G.

#n ta(elul *.) se pre/intă valorile puterilor la roată pentru vite/e corespun/atoare unortura ii ale motorului de pana la )*''ț rot/min1 calculate cu formula:

-*.*)ite/a autovehiculului corespun/atoare unei anumite tura ii a motorului1 pentru unț

anumit raport al transmisiei principale si av>nd cuplată treapta de pri/ă directă1 se calculea/ăcu rela ia:ț

-*.*

=u autorul acestor rela ii s+a completat ta(elul *.) si s+a trasat apoi figura *.) cur(eleț puterilor la roata corespun/ătoare fiecărui raport de transmitere efectiv si pentru raportul predeterminat. Pe aceeasi diagramă s+a suprapus cur(a puterii re/istente totale la deplasareaautovehiculului în palier -în ca/ul cand vite/a v>ntului este '.

Tabelul 1.2 alorile puterilor la roată in func ie de vite/ă1 pentru diferite valori ale rapoartelor țde tr ansmitere

23m4h5 P' 23H5 P'* 23H5 P') 23H5 P' 23H5' '.'' '.'' '.'' '.''

*' *).,& *)., **.6 *.*6)' ),.'6 ),.*) ).% ).%' ;.& ;.6 ,.%' 6.,;&' ,'.)' ,'.) &;.;& ,).;;,' ).; ).% ,6. ,.6%' ;,. ;,.&* ;*. ;6.*6

4


5/48

;' %.;* %.%' ;6.' %%.''%' %6.66 6'.'6 %,.,% 6&.*

6' 6).'6 6).*6 %;.,; 6.%**'' **). **).;, *';.*' **%.&*

**' *).,' *). **;.& *)6.%

Din calcul reiese că puterea ma0imă ce poate fi furni/ată la roată este de &&& 3Hdatorită randamentului transmisiei de '.6,. După cum reiese i din figura *.) i din ta(elulș ș*.) niciun raport de transmitere pentru transmisia principală nu face ca motorul sa atingăvite/a ma0imă constructivă după puterea ma0imă1 deci niciun raport nu suprasolicitămotorul.

!e alege raportul de transmitere cel mai mic1 adică i01,ef =3.41 deoarece puterea

folosită pentru atingerea vite/ei ma0ime este cea mai mică.

0 20 40 60 80 100 120

0

10

20

30

40

50

60

P0

P01

P02

P03

Prez

V [km/h]

P [kW] [* 10]

Figura 1.2 =ur(ele puterilor la roată1 corespun/atoare fiecărui raport de transmitere si cur(a puterilor re/istente

1.) #re$etermi%area raportului $e tra%&mitere al primei trepte a&c*imbatorului $e (ite+e

Raportul de transmitere al primei trepte se determina distinct din urmatoareleconditii :

5


6/48

+ invingerea pantei ma0ime impusa prin tema I+ deplasarea in palier1 pe drum moderni/at1 cu o vite/a minima sta(ilita I+ solicitarea am(reiaului la cuplare1 la pornirea de loc

1.).1 etermi%area lui is 1 $i% co%$i ia $e pa%t, maim, impu&, pri% temaț

Pentru determinarea acestui raport1 se scrie (ilan ul de tractiune în ca/ul panteițma0ime1 aceasta tre(uind urcată cu vite/a constantă redusă.

Din (ilan ul de trac iune se o( ine:ț ț ț

is 1=ψ max∗G a∗rr

M max∗i0∗ηt -*.*&

în care re/isten a specifică ma0imă a drumului se calculea/ă cu rela ia:ț ț

ψ max=

f (0 )∗

cos (α pmax

)+

sin (α pmax

) -*.*,deci:

ψ max=0.016∗cos110+sin11

0=0.54

atunci:

is 1=0.54∗18450∗0.495

1250∗3.41∗0.92 =4.184

1.).) etermi%area luiis 1

$i% co%$i ia $e (ite+, mi%im, &tabilit,ț

Acest criteriu presupune determinarea unui raport suficient de mare al primei trepte aschim(ătorului de vite/e pentru a fi posi(ilă deplasarea autovehiculului cu o vite/ă minimăaleasă - V min96 km/h constantă1 pe un drum monderni/at1 în palier. Pentru aceasta se folose teșrela ia:ț

is 1=0.377 ∙ rr ∙nmin

V min ∙ i0 -*.*

!e consideră tura ia minimăț nmin9'1) n p9%'' rot/min si1 calcul>ndu+se1 se o( ine:ț

is 1=0.377 ∙ 0.495 ∙800

9 ∙3.41=4.924

1.). etermi%area lui is 1 $up, criteriul lucrului meca%ic $e 'recare la cuplarea

ambrea/ului0 la por%irea $e pe loc

6


7/48

!olicitările am(reiaului cele mai puternice se produc la cuplarea sa1 la pornirea de peloc. u>nd în considerare lucrul mecanic de frecare la cuplarea am(reiaului1 la pornirea de

pe loc1 în ca/ul deplasării pe un drum in palier1 de efectul valorii tura iei ini iale a motorului1ț țn01 i de mărimea puterii specifice1ș P sp1 se o( ine următoarea e0presie de calcul a valoriiț

raportului primei trepte:is 1=0,11 ∙

isnζ

∙ n0 ∙V max ∙√ k a

n p∙ ca ∙ P sp∙1

μ -*.*%

unde:• n09'1;, n p9)'' rot/minI

• k a9'1;) pentru motoarele Diesel I• J9,), pentru autocamioane#nlocuind1 se o(tine:

is1=0,11 ∙0.98

0.95 ∙2100 ∙120∙

√ 0,72

2500 ∙1.219 ∙67.95 ∙

1

525=4.55

!e o(servă că valoarea cea mai mare este pentru is 1=4.924 fiind cea care se va

folosi în continuare i care va fi luată în calcul i la construirea schim(ătorului de vite/e1ș șdeoarece această permite i urcarea pantei ma0ime impusa în temă -va fi urcată o pantășchiar mai mare.

1. Eta/area &c*imbatorului $e (ite+e % pro2re&ie 2eometric,

!unt remarcate tipuri de etaare a schim(ătorului de vite/e acestea deose(indu+se înfunc ie de tura ie 1vite/ă ii for a de tractiune 1fiecare av>nd avantaele i de/avantaele sale.ț ț ș ț ș

• Progresia geometrică are ca criteriu varia ia tura ie pe acela i interval în fiecareț ț ș

treaptă de vite/ă.+ Avantae: număr de trepte mic 1consum redus de com(usti(il+ De/avantae: performan e sla(e de tractiuneț

• Progresia armonică se reali/ea/ă consider>nd intervale egale de varia ie a vite/ei înțfiecare treaptă .+ Avantae: performan e de trac iune ridicateț ț+ De/avantae :număr mai mare de trepte si consum mare de com(usti(il

• Progresia aritmetică urmăreste o( inerea unei variatii a for ei de tractiune cu aceeasiț ț

valoare. Este folosită în special la utilae.

1..1 etermi%area %umarului $e trepte al &c*imbatorului $e (ite+e

umărul minim de trepte se determină în func ie de raportul de transmitere din primațtreaptă i rapotrul de transmitere din treapta pri/ei directe1 sau echivalntul acesteia. Pentruș

7


8/48

acest automo(il s+a ales un schim(ător de vite/e cu ar(ori1 ceea ce insaemnă ca raportul detransmitere in treapta de pri/a directă isvn este *. umărul minim de trepte este dat de relatia*.*6 1 unde nK si nP sunt tura ia de moment ma0im i tura ia de putere ma0imă ale motoruluiț ș țales1 respectiv )*'' rot4min si )'' rot4min.

Nmin=1+

ln

(isv1isvN )

ln(n PnM ) -*.*6

Astfel min 9 .&, . !e va alege numarul de trepte 9, .Prin etaarea în progresie geometrică re/ultă cel mai mic număr de trepte1 iar motorul

functionea/ă în preama /onei economice. @n acest ca/ rapoartele schim(ătorului de vite/ăsunt în progresie geometrică1 ra ia etaării fiind data de relatia *.)' .ț

(1.20)

In cazul schimbatorului de iteze !roiectat ratia este e"ala cu# r$ %

0.671 .

1.3.2 &eterminarea ra!oartelor intermediare ale schimb'torului de iteze

Termenul general al progresiei geometrice pentru rapoartele de transmitere este:

isj=isv 1 ⋅rG j−1

cu j=2, N -*.)*

Aplic>nd formula re/ultă rapoartele de transmitere intermediare1 respectiv:

is 1=isv1 ⋅ rG j−1=4.924⋅0.671

0=4.924

is 2=isv1 ⋅rG j−1

=4.924 ⋅0.6711=3.304

is 3=isv 1⋅rG j−1=4.924⋅ 0.6712=2.216

is 4=isv1⋅ rG j−1

=4.924 ⋅0.6713=1.487

is 5=isv 1⋅rG j−1

=4.924 ⋅0.6714=1

1.. Tra&area $ia2ramei 'iera&trau

8


9/48

Pentru trasarea diagramei ferăstrău se determină vite/a inferioară L i cea superioarășM pentru fiecare treaptă de vite/ă cu autorul formulelor următoare. De asemenea se au învedere următoarele :

+ nL 9 nK 9 **'' min +* I+ nM 9 nP 9 )*'' min +*I+ i' 9 .&* I+ r r 9 &6, mm

L 9 '.;; r r n '

i0 is 1 1 9 *1)11N.1 -*.))

M 9 '.;; r r n } over {{i} rs! {0} {i} rs! {s1}} ,

¿ 9

*1)11N.1 -*.)#n ta(elul *. sunt centrali/ate valorile vite/ei inferioare si superioare pentru fiecare

treapta a schim(atorului de vite/e1 calculate cu autorul relatiilor *.)) si *.).Tabelul 1.3 ite/ele inferioare si superioare pentru treptele de vite/a

Treapta vite/a L 23m4h5 M 23m4h5# *).)) ).## )'.%) 6.;### ,.&6 ;.;# '.*6 **&.6) '.* **,.*,

0 500 1000 1500 2000 2500

0

20

40

60

80

100

120

140

is1

is2

is3

is4

is5

turatie [rot/min]

viteza [km/h]

Figura *. Diagrama fierăstrau


10/48

Cap. ). #ER3ORMA4TELE E TRACTIU4E

).1 Caracteri&tica $e trac iu%e la &arci%, total,ț

).1.1 Tra&area caracteri&ticii $e trac iu%ețFunc ia care e0primă dependen a for ei ma0ime de trac iune fa ă de vite/aț ț ț ț ț

automo(ilului1 pentru toate etaele schim(ătorului de vite/e1 se numeOte caracteristică detractiune. #n ca/ul transmisiei mecanice cu trepte de vite/ă1 for a de trac iune i vite/a suntț ț ș

propor ionale cu momentul motor si1 respectiv1 cu tura ia ar(orelui cotit. =a urmare1 aluraț țcur(ei Ft - este aceeaOi cu alura cur(ei momentului 1K-n1 adică la o anumita vite/a for ațde trac iune atinge valoarea ma0imă1 după care începe sa scadă.ț

"# =

Mr

rr =

Me (n,$ )% io% is& %'#rr 25 -).*

(=0.377%rr %n

io% i s& ) &* /+ ¿ -).)

=alculul se face in>nd cont de faptul că motorul func ionea/a la sarcina totală1 ra/aț ț

de rulare ram>ne permanent constantă1 iar randamentul transmisiei s+a considerat η t 9

'.6).

Din lucrarea anterioară s+a e0tras ta(elul &. în care sunt centrali/ate valorilemomentului motor i a puterii în func ie de tura ie1 pentru motorul ales pentu autoturism. =uș ț țautorul acestor valori s+a făcut calculul pentru determinarea for ei de trac iune.ț ț

10


11/48


12/48

TreaptaI

&'' *;;.66 &.& ,,,,

TreaptaI!

&'' *;;.66 *&.; *;;

'' *%*.%% .; ,; '' *%*.%% )).* *;*&

%'' *%.6* %.6 ,;6 %'' *%.6* )6.& *;

*''' *%&.'; **.* ,;&& *''' *%&.'; .% *;,

*)'' *% *. ,%', *)'' *% &&.) *;,*&'' *%% *,. ,%; *&'' *%% ,*., *;;)

*'' *6'.) *;.% ,66 *'' *6'.) ,%.6 *;6&

*%'' *%' )'.' ,*; *%'' *%' .) *6

)''' *.*& )).) ,*%, )''' *.*& ;. *,

)*'' 6' ). )%'6 )*'' 6' ;;. %&%

TreaptaII

&'' *;;.66 . ;);

Treapta!

&'' *;;.66 )*.6 **)

'' *%*.%% 6.6 6 '' *%*.%% ).6 **,'

%'' *%.6* *. 6;; %'' *%.6* &.6 **

*''' *%&.'; *. 6%' *''' *%&.'; ,&.% **&

*)'' *% *6.6 &')) *)'' *% ,.% **;*&'' *%% ).) &', *&'' *%% ;.% **%6

*'' *6'.) )., &**, *'' *6'.) %;.; *)'&

*%'' *%' )6.% %6) *%'' *%' 6%.; **6

)''' *.*& .* ,6) )''' *.*& *'6.; *',*

)*'' 6' &.% *6& )*'' 6' **,.) ,6

Treapta

III

&'' *;;.66 6.6 ),''

'' *%*.%% *&.% ),,&

%'' *%.6* *6.% ),%

*''' *%&.'; )&.; ),%,

*)'' *% )6. )*)*&'' *%% &. )&'

*'' *6'.) 6., );

*%'' *%' &&., ),)%

)''' *.*& &6.& )

)*'' 6' ,*.6 *)&

).1.) etermi%area per'orma% elor $i%amice 'olo&i%$ caracteri&tica $e trac iu%eț ț

a9 etermi%area (ite+ei maime

12


13/48

Punctul de intersectie dintre cur(a for ei de tractiune i cur(a re/isten elor la înaintareț ș ț-fară re/isten a la demarare determină vite/a ma0imă de deplasare pe drumul considerat.țPentru determinarea vite/ei ma0ime în palier s+a considerat ca/ul în care autovehicululrulea/ă in palier1 - p 9 '. De asemenea vite/a v>ntului s+a considerat egala cu /ero.

Dacă consideram că autocarul se deplasea/ă la vite/a constantă1 inseamnă că accelera iațeste nulă1 ceea ce implică ca re/isten a la demarare1 respectiv puterea necesară învingeriițacestei re/isten e sa fie nulă: R ț d9Pd9'.Re+i&te% a la rulareț :

R rul: ';!9nd autoturismul se deplasea/ă pe un drum moderni/at cu panta de %G atunciunghiul pantei este &.,;Q 1 astfel valoarea re/isten ei la pantă va fiț : Rp9 *%'&,


14/48

P p= p V

360 587 -).*'

Puterea necesară pentru învingerea re/isten ei la pantă la deplasarea pe un drum cuț pantă de %G si la vite/ă ma0imă de *)'3m4h are valoarea &,.,% 3H.

Tabelul 2.2 aloarea re/istentelor si a puterilor necesare pentru p9 '

4r.crt!58m6*

7Rrul5$a47

#rul587

Rp5$a47

#p587

Ra5$a47

#a587

' 5-7

* ' ).' '

' '

' ' '.'*%&) )' ).* *%.*, .** '.*; '.'*%* &' ).* .)6 *).&& *.% '.'*%*& ' '.)) ,,.'& );.66 &. '.'*%

, %' 6.), ;,.6 &6.;, **.' '.'*%% *'' ,'.'; 6;.)& ;;.;& )*.,6 '.'*6&; *)' %.*) *)).;* ***.6, ;.) '.')'&

Figura 2.2 ite/a ma0imă in func ie de for a de trac iune si re/istentă totală la înaintareț ț ț

pentru p9 '

!e o(servă că după etaarea schim(ătorului de vite/e1 vite/a ma0imă care poate fi atinsă

de autocamion este mai mică fa a de cea impusă de proiect1 intersectia cur(ei de re/istentețtotale cu cea a for eii de trac iune fiind în urul vite/ei de **% 3m4h.ț ț

14


15/48

b9 $etermi%area (ite+ei critice i% 'iecare treapta a &c*imbatorului $e (ite+eite/a critică repre/intă vite/a minimă de func ionare sta(ilă în regim stationar i esteț ș

mai mică dec>t vite/a pentru care for a de trac iune atinge valoarea ma0imă. ite/a critică înț ț

fiecare treaptă se sta(ileste tot cu autorul caracteristicii de trac iune. !e consideră valoareațma0imă a pantei pe un drum moderni/at 1 p9%G1 iar prin translatarea graficelor re/isten eițtotale la înaintare se determină vite/ele critice în fiecare treaptă de vite/ă. Astfel a re/ultat:

Tabelul 2.3 aloarea re/istentelor pentru deplasarea pe un drum cu p9%G.!58m6*7 Rrul 5$a47 Rp 5$a47 Ra 5$a47 Rtot 5$a47

' ).' *&6&.) ' *%).)

)' ).* *&6&.) .** *%).6)

&' ).* *&6&.) *).&& *%.),

' '.)) *&6&.) );.66 *%,).&*

%' 6.), *&6&.) &6.;, *%%.)

*'' ,'.'; *&6&.) ;;.;& *6)).'*

*)' %.*) *&6&.) ***.6, *6;&.);

Figura 2.3 Re/isten a totală pentru deplasarea pe un drum moderni/at cu panta p9%Gț

15


16/48

!e o(servă că pentru deplasarea pe un drum moderni/at cu panta p9%G1 autocamionul proiectat nu poate func iona în treapta de pri/ă directă1 deoarece for a de trac iune de/voltatăț ț țde acesta este mai mică decat re/isten a totală apăruta la înaintare. Pentru celelalte trepte dețvite/ă re/isten a nu impune nici o restric ie de tura ie.ț ț ț

@n ca/ul în care autovehiculul urcă panta ma0imă de %G pentru care a fost proiectatvaloarea re/isten ei totale la înaintare cre te considera(il1 ponderea cea mai mare aț șre/isten elor av>nd+o re/isten a la pantă1 Rp 9 *&6&.) da .ț ț

16


17/48

Cap. . STABILIREA SCHEMEI E OR=A4I"ARE =E4ERALA ASCHIMBATORULUI E !ITE"E SI ETERMI4AREA 4UMARULUI

E I4TI AL ROTILOR I4TATE

.1 Stabilirea &c*emei $e or2a%i+are 2e%erala a &c*imbatorului $e (ite+e

!chema cinematică a schim(ătorului de vite/e 7 figura .* 7 se alcătuieOte in>ndseama pe c>t posi(il de consideraiile menionate în =apitolul ).

Figura 3.1 !chema de organi/are generala a schim(atorului de vite/e 2)ndu+se în 2mm5. După calcul se alege valoarea cea mai mică1 care se verifică folosindgraficul din figura .)

-.*

unde: pentru autocamioaneKma0 7 momentul motor ma0im1 în 2m5

17


18/48

-.)unde: Kma0 7 momentul motor ma0im1 în 2dam5

Re/ultă:

Figura 3.2 7 Dependena dintre cuplul ma0im la intrarea în schim(ător Oi distana între a0e2


19/48

Figura 3.3 – alori recomandate pentru predimensionarea modulului normal 2nă la ););N&&N&*,

peste &*,

; ,

% ;

Deoarece se foloseOte dantura înclinată1 se ia . Re/ultă modulul normal:

!e alege1 conform !TA! %))+%):

erificarea valorii alese se face cu autorul graficului din figura .,1 modulul frontalcalcul>ndu+se cu relaia:

-.,

1


20/48

unde: 7 unghiul de înclinare a danturii

. Calculul %umarului $e $i% i al 'iec,rei ro iț ț

!e adoptă pentru angrenaul permanent raportul de transmitere:

-.

umărul minim de dini al roii conducătoare a angrenaului permanent este *& -pentrudantură corectată Oi se calculea/ă cu relaia:

-.;

!e alege:

!e poate determina Oi numărul de dini pentru roata condusă a angrenaului permanent:

-.%

Deoarece distana dintre a0e este aceeaOi pentru toate perechile de roi aflate înangrenare1 se poate scrie:

-.6

-.*'Din relaia -.*' se o(ine:

-.**După determinarea numerelor de dini ale roilor dinate de pe ar(orele intermediar -? 3

se pot determina numerele de dini pentru roile de pe ar(orele secundar:

-.*)alorile rapoartelor i3 Oi ale numerelor de dini o(inute sunt pre/entate în ta(elul .).

alorile sunt rotunite la numere naturale1 in>nd cont Oi de faptul că numerele de dini aleroilor ce formea/ă un angrena tre(uie să fie prime între ele.

20


21/48


22/48

0 500 1000 1500 2000 2500

0

20

40

60

80

100

120

140

is1

is2

is3

is4

is5

turatie [rot/min]

viteza [km/h]

Figura .& Diagrama fierastrau reală

Capitolul CALCULUL DI #ROIECTAREA MECA4ISMULUIREUCTOR

.1. Eleme%tele 2eometrice ale a%2re%a/elor

Pentru calculul elementelor geometrice ale angrenaelor tre(uie calculai iniialcoeficienii deplasărilor specifice pentru fiecare roată: 0 -pentru roata conducătoare Oi 0L-pentru roata condusă. =alculele preliminare necesare determinării acestor coeficieni sunt

pre/entate în relaiile -&.* 7 -&.,.Distana de referină dintre a0e -distana dintre a0e pentru angrenaul nedeplasat:

-&.*unde: mn 7 modulul normal

? 7 numărul de dini al roii conducătoare?L 7 numărul de dini al roii conduse

22


23/48

7 unghiul de înclinare a danturiiUnghiul profilului danturii în plan frontal:

-&.)

unde: 7 unghiul profilului de referinăUnghiul de rostogolire frontal :

-&.!uma deplasărilor specifice ale danturii roilor în plan normal:

-&.& umărul de dini al roilor echivalente:

-&.,Re/ultatele acestor calcule preliminare sunt centrali/ate în ta(elul ,.*1 în care:

angrenaul SpM este angrenaul permanent1 angrenaele *1 )1 1 & sunt angrenaele dintre roiledinate de pe ar(orele intermediar Oi roile de pe cel secundar1 corespun/ătoare fiecărei treptede vite/ă.

Ta(elul &.* 7 Determinarea coeficienilor de deplasare pentru fiecare angrena

Angrena p * ) &

2

o

5 ' ), ), ), ),mn 2mm5 , , , , ,

? *& *% ) )6 &

? * 6 & )% )

A' 2mm5 )'% ),' ),' ),' ),'

' 2o5 )' )' )' )' )'

f 2o5 )).%' )*.%% )*.%% )*.%% )*.%%

Vf 2o5 6.6 )'.6; )'.6; )'.6; )'.6;

23


24/48

0s *.*%;6 +'.'* +'.'* +'.'* +'.'*'*

0s4) '.,66, +'.'*,, +'.'*,, +'.'*,, +'.'*,,

?e )*.,, )&.*% '.6' %.6 &,.;

?e &;.; ,).6 &,.; ;.* '.6'

-?eW?e4) &.& %.)% %.)% %.)% %.)%

0 '.* '.)* '.*, +'.*%* +'.&*

0 *.'%;6 +'.)&* +'.*%* '.*, '.&

Elementele geometrice care se calculea/ă pentru fiecare angrena sunt pre/entate în celece urmea/ă1 iar re/ultatele sunt centrali/ate în ta(elul ,.). @n acest ta(el1 sim(olurile urmate

de apostrof -DdL1 DeL etc. corespund roilor conduse ale fiecărui angrena.Elementele geometrice ale cremalierei de referină:

-&.

-&.;

-&.%

-&.6

-&.*'

-&.**

-&.*)Diametrul de divi/are1 diametrul de (a/ă Oi diametrul de rostogolire:

-&.*

-&.*&

-&.*,Diametrul interior Oi cel e0terior al roii:

-&.*

-&.*;$rosimea dintelui pe cercul de divi/are în plan frontal:

24


25/48

-&.*%$rosimea dintelui pe cercul e0terior în plan frontal:

-&.*6

unde: -&.)'Pentru evitarea Otir(irii dintelui la cap1 ca urmare a ascuirii accentuate1 se recomandă:

-&.)*$radul de acoperire:

-&.))

-&.)

-&.)&

-&.),

unde: -&.)BL 7 lăimea roii conduse a angrenaului

7 factorul de lăime a danturiierificarea gradului de acoperire:

-&.);Ra/ele începutului angrenării Oi începutului profilului evolventic:

-&.)%

-&.)6erificarea evitării interferenei:

-&.'

25


26/48


27/48

sef 2mm5 .)6' ).6,6 .*,;) .,6 .;6,

sef 2mm5 ).,*, .*;* .,*' .)&) ).%*%%

B 2mm5 %.;6;6 &;.,6 '.6', ;&.*&;' '.6',

B 2mm5-rotunit

6 &% * ;, *

B 2mm5-rotunit

&* ,' ;;

Y*) ,.'*% ,.*&' ,.'66; ,.***; ,.';'6

Ya .'')' .&;) .&;) .&;) .&;)

Ys *.,,*% *.*& ).',*, ).,)) ).',*,

Y '.,%& .)%&* .;,' &.*,;% .&R A 2mm5 &.''; ;.**, &;.%,& '.&'&' ;'.6),

R A 2mm5 %%.*',& %).';)6 ;*.''6 ,%.;*&6 &%.)6;

R u 2mm5 )6.6%* ;.6%; &%.*') '.&); ;'.;,,

Ru 2mm5 ;*.6&%' %).', ;*.)%) ,%.666% &%.;)

c 2mm5 *;.', '.& '.; '.&* '.;%

X .'; .,&*6 &.*6&; &.&6'6 &.;)&

X ;.,*' ,.%;)' ,.)66 &.6&) &.,%6;

X -rotunit & & & ,

X -rotunit % , , ,

0n 2mm5 '.6;&& &.)% &.&&& &).6%); ,&.&;;;

0n 2mm5 *6' *&' *'' *'' *''

.). !eri'icarea a%2re%a/elor

&.).*. Kateriale

!e alege ca material pentru roile dinate oelul aliat *%Ko=ri*1 durificat superficial prin cementare1 cu următoarele proprietăi:

o Duritatea mie/ului:

o Duritatea flancului:

o Re/istena la pitting:

27


28/48

o Re/istena la piciorul dintelui:

o Re/istena la rupere:

&.).). Forele din angrenaeDeoarece pierderile de putere din angrenae sunt mici1 se consideră că forele ce

acionea/ă asupra roilor aceluiaOi angrena sunt egale Oi de sensuri contrare. De asemenea1 seface ipote/a că aceste fore acionea/ă pe cercurile de divi/are ale roilor.

=alculul forelor din angrenae se face pentru momentul ma0im de intrare înschim(ătorul de vite/e: Kma0 9 'm Oi consider>nd elementele geometrice ale roiiconducătoare Oi momentul de torsiune al ar(orelui conducător al respectivului angrena.Relaiile de calcul pentru aceste fore sunt următoarele:

Fora tangenială:

-&.,Fora radială:

-&.Fora a0ială:

-&.;@n ta(elul &. sunt pre/entate valorile forelor pentru fiecare angrena.

Ta(elul &. 7 Forele din angrenaele schim(ătorului de vite/eAngrena Koment de

intrare 2m5Ft 25 Fr 25 Fa 25

P *),' **& 6%) 6,6)

* );& %&6% *,&* *;6,)

) );& )6&6 *'%) *),

);& *66) %'*; 6'%

& );& *&,, ,%%, %&

Z(servaie:Komentul de intrare pentru angrenaele *1 )1 1 & este momentul de torsiune al ar(orelui

intermediar:

-&.%

28


29/48

&.).. erificarea de re/istenă a danturii angrenaelor

Tensiunea de încovoiere la piciorul dintelui se determină cu relaia:

-&.6

unde: -&.&'

7 tensiunea de încovoiere la o(oseală la piciorul dintelui

7 fora tangenială la cercul de divi/are

7 factorul de utili/are

7 factorul dinamic

7 factorul repartiiei frontale a sarcinii

7 factorul de repartiie a sarcinii pe lăimea danturii

7 lăimea danturii

7 modulul normal al danturii

7 factorul de formă al dintelui

7 factorul gradului de acoperire

7 factorul înclinării danturii

7 tensiunea admisi(ilă la o(oseală prin încovoiere la piciorul dintelui

7 factorul de sigurană la rupere prin o(oseală la piciorul dintelui

7 factorul numărului de cicluri de funcionare

7 factorul concentratorului de tensiune din /ona de racordare a piciorului

7 factorul de dimensiuneRe/ultatele calculului de încovoiere sunt centrali/ate în ta(elul următor:

Ta(elul &.& 7 alorile tensiunilor de încovoiere la piciorul dintelui pentru fiecare angrena

2


30/48


31/48

7 factorul numărului de cicluri de funcionareRe/ultatele calculului de verificare la presiune hert/iană sunt pre/entate în următorul

ta(el:

Ta(elul &., 7 alorile tensiunilor hert/iene de contact pentru fiecare angrena

Angrena p * ) ,

[\P 2KPa5 *&;; *&% *&' *&;% *&;,

[\ 2KPa5 %) &;* ) ),, );'

@n ca/ul tuturor angrenaelor tensiunea hert/iană de contact este mai mică dec>t ceaadmisi(ilă.

. Calculul arborilor $i% &c*imb,torul $e (ite+e

Forele din angrenae1 calculate la punctul ,.).)1 solicită ar(orii schim(ătorului latorsiune Oi încovoiere. @ntruc>t în fiecare treaptă funcionea/ă alte angrenae Oi implicitdistanele dintre punctele de aplicaie ale forelor se schim(ă1 calculul tre(uie efectuat pentrufiecare ca/ în parte. Distanele dintre rea/eme Oi distanele dintre roile dinate Oi rea/emesunt adoptate in>nd cont de lăimile roilor Oi ale sincroni/atoarelor Oi de e0istena unor mici

ocuri a0iale.

@ntruc>t ar(orele primar Oi pinionul său formea/ă o singură piesă1 iar roile dinate de pear(orele intermediar -cel puin o parte dintre ele sunt corp comun cu acesta1 este necesar caaceOti ar(ori să fie confecionai din acelaOi material ca Oi roile dinate 7 oelul aliat*%Ko=ri*. !e optea/ă pentru folosirea acestui material Oi în ca/ul ar(orelui secundar.

&..*. =alculul ar(orelui secundar

Pentru treptele # Oi ##1 situate între lagărul intermediar Oi lagărul dinspre ieOirea dinschim(ător -figura &.*1 sistemul format din ar(ore Oi rea/emele sale este static nedeterminat

7 figura ,.).Pentru determinarea diagramelor de momente încovoietoare se aplică metoda forelor:

se înlocuieOte unul din rea/eme cu o foră necunoscută -X* Oi se pune condiia ca deplasarea punctului de aplicaie al acestei fore -]* să fie nulă 7 se o(ine astfel sistemul de (a/ă1 !B.!e trasea/ă două diagrame autătoare: diagrama SK'M1 care corespunde a(senei foreinecunoscute -sistemul !'1 Oi diagrama SmM1 care corespunde a(senei încărcării e0terioare-dată de forele din angrena Oi unei valori a forei necunoscute egale cu unitatea -sistemul!*. =u autorul acestor două diagrame se calculea/ă coeficienii de influenă ]*' Oi ]**.

-&.&*

-&.&)unde: E 7 modulul lui ̂ oung

31


32/48

# 7 momentul de inerie a0ial al seciunii1 raportat la a0a perpendiculară pe planul în care are loc încovoierea

ds 7 element de lungime al (arei -ar(orelui#ntegralele se re/olvă prin metoda eresceaghin -grafică sau prin metoda !impson

-numerică.

Figura &.) 7 !chema de încărcare pentru treptele # Oi ##

Deplasarea ]* este dată de relaia:-&.&

Dar această deplasare este nulă1 deci:-&.&&

ecunoscuta X* este chiar reaciunea din rea/emul suprimat anterior. Dacă este nevoie1 pentru trasarea diagramelor de momente încovoietoare se pot calcula Oi reaciunile rămasenecunoscute. Algoritmul tre(uie aplicat de două ori pentru fiecare treaptă1 pentrudeterminarea momentelor încovoietoare în planul vertical -K_ Oi în cel ori/ontal -K/.

Dacă se lucrea/ă pe (a/a teoriei a ###+a de re/istenă -teoria tensiunii tangenialema0ime1 mometul echivalent într+o seciune a ar(orelui are e0presia:

-&.&,unde: K_ 7 momentul încovoietor pe a0a _ -sau în planul vertical

K/ 7 momentul încovoietor pe a0a / -sau în planul ori/ontalK0 7 momentul de torsiune

@n seciunea în care se face calculul1 diametrul minim al ar(orelui este:

-&.&

unde: 7 tensiunea admisi(ilă

32


33/48

Pentru e0emplificare1 se pre/intă modul de lucru pentru treapta #.

Figura &. 7 !chema de încărcare

Determinarea momentelor în plan vertical

Figura &.& 7 !istemul de (a/ă !B

33


34/48

Figura &., 7 !istemul !'

Figura &. 7 Diagrama K'

Figura &.; 7 !istemul !*

34


35/48

Figura &.% 7 Diagrama m

Figura &.6 7 Diagrama K_

35


36/48

Determinarea momentelor în plan ori/ontal

Figura &.*' 7 !istemul de (a/ă

Figura &.** 7 !istemul !'

36


37/48

Figura &.*) 7 Diagrama K'

Figura &.* 7 !istemul !*

37


38/48

Figura &.*& 7 Diagrama m

Figura &.*, 7 Diagrama K/

38


39/48

!olicitarea la torsiune apare pe tronsonul de ar(ore cuprins între angrena Oie0tremitatea dinspre ieOirea din schim(ător a ar(orelui. Din relaia -,., re/ultă:

Figura &.* 7 Diagrama K0

Komentul echivalent în seciunea periculoasă1 care este seciunea din dreptulangrenaului1 este:

Pentru treapta a ##+a algoritmul este identicI se modifică însă schema de încărcare.

Figura &.*; 7 !chema de încărcare pentru treapta a ##+a

3


40/48

!eciunea periculoasă este tot cea din dreptul angrenauluiI aici1 momentul echivalentare valoarea:

@n ca/ul treptelor ###1 # Oi mers înapoi sistemul nu mai este nedeterminat la încovoiereOi calculul se simplifică. !chema generală de încărcare este pre/entată în figura ,.*%I valorileforelor pentru angrenaele ### Oi se găsesc în ta(elul &.1 iar distanele sunt următoarele:

o Treapta a ###+a:

o Treapta a #+a:

o Treapta de m.î.:

Adopt>nd pentru treapta de mers înapoi un raport de transmitere 1 un unghi de

înclinare al danturii Oi un diametru e0terior pentru roata de pe ar(orelesecundar1 re/ultă următoarele fore în ultimul angrena al acestei trepte 7 relaiile -&.,+-&.;:

o

o

o

Figura &.*% 7 !chema generală de încărcare pentru treaptele ###1 # Oi mers înapoi

Reaciunile se calculea/ă cu următoarele relaii:

40


41/48

-&.&;

-&.&%

-&.&6

-&.,'Diagramele de momente corespun/ătoare încărcării din figura &.*% sunt pre/entate în

figurile &.*6+&.)*.

După calculul reaciunilor se poate determina momentul echivalent în orice seciune.Pentru a sta(ili diametrul minim al ar(orelui pe fiecare tronson este necesar calculul

momentelor echivalente pe fiecare tronson1 pentru fiecare treaptă. @n acest fel se determinămomentul echivalent ma0im în fiecare seciune. Re/ultatele sunt centrali/ate în ta(elul &.&.!e iau în considerare seciunile corespun/ătoare angrenaelor 7 notate *1 )1 1 ,1 R 7 Oiseciunea în care se află rea/emul intermediar 7 notată R.#.

Figura &.*6 7 Diagrama K_

41


42/48

Figura &.)' 7 Diagrama K/

Figura &.)* 7 Diagrama K0

Ta(elul &.& 7 alorile momentelor echivalente în 2m51 pentru fiecare treaptă1 în seciunile menionate

!eciuneaTREAPTA

Kech

ma0im

# ## ### R

* )'6' *'; ,; ) *', )'6'

) *, *)) ,; ) *', *))

;) %% **); *)& ;& **);

, *6) ), '6 &, **&, **&,

R *) *,' %, )** *;;% *;;%

R.#. )) );) ,; ) *', *',

42


43/48

Diametrele minime ale fiecărei seciuni se determină cu relaia -&.&. !e consideră:

Ta(elul &., 7 Diametrul minim al fiecărei seciuni a ar(orelui secundar

!eciunea Kech ma0im 2m5 dmin 2mm5

* )'6' 6&

) *)) %'

**); ;

& **&, ;

R *;;% 6'

R.#. *', ;&

&..). =alculul ar(orelui intermediar

Pe ar(orele intermediar acionea/ă fore re/ultate din două angrenae: angrenaul permanent Oi angrenaul corespun/ător treptei curente. !chema de încărcare este pre/entată în

figura &.)). Pentru treptele 1 & Oi mers înapoi1 roata dinată din dreapta se află în st>ngarea/emului intermediar -în SinteriorulM cotei (.

Figura &.)) 7 !chema de încărcare pentru ar(orele intermediar -treptele # Oi ##

=alculul este similar cu cel al ar(orelui secundar. alorile momentelor echivalente în

seciunile corespun/ătoare fiecărui angrena1 pentru fiecare treaptă1 sunt centrali/ate înta(elul &..

43


44/48

Ta(elul &. 7 alorile momentelor echivalente în 2m51 pentru fiecare treaptă

!eciunea

TREAPTAKech

ma0im# ## ### R

p 6;6 6% *** *'*% **,; **,;

* *);6 *6) ' ' ' *);6

) %& 6% ' ' ' 6%

%&6 %) *&, 6% *,*& *,*&

& %* ;66 *); *'' ,'6 *''

R %'& %*' &) 6%6 *%) *%)

R.#. %&6 %*% ' ' ' %&6

Kai departe se calculea/ă diametrele minime ale ar(orelui intermediar în fiecare

seciune caracteristică - .

Ta(elul &.; 7 Diametrul minim al fiecărei seciuni a ar(orelui intermediar


p **,; ;)

* *);6 ;'

) 6% ;&

*,*& %'

& *'' ;&

R *%) ;%

R.#. %&6 ;'

&... =alculul ar(orelui primar

Ar(orele primar este montat în consolă. Asupra sa acionea/ă at>t forele din angrenaul permanent1 c>t Oi reaciunile determinate pentru rea/emul din st>nga al ar(orelui secundar -întruc>t rea/emul ar(orelui secundar este chiar ar(orele primar.

Komentele echivalente se calculea/ă în două seciuni ale ar(orelui: seciunea din

dreptul angrenaului permanent 7 notată SpM 7 Oi seciunea din dreptul rea/emului din carterulschim(ătorului 7 notată SBM.

44


45/48

Ta(elul &.% 7 alorile momentelor echivalente în 2m51 pentru fiecare treaptă

!eciuneaTREAPTA

Kechma0im

# ## ### R

P %' ;6 ;; %* 6 6

B ,', ,'% && &6, ,'%

Figura &.) 7 !chema de încărcare pentru ar(orele primar

După determinarea momentelor echivalente ma0ime în am(ele seciuni1 se poate calculadiametrul minim necesar pentru fiecare seciune.

Ta(elul &.6 7 Diametrul minim al fiecărei seciuni a ar(orelui primar


p 6 %

B ,'% ;'

@n urma dimensionării ar(orilor se adoptă următoarele diametre:

+ar(orele primar + ar(orele intermediar

!eciunea d 2mm5

p %

B ;'

45


46/48

+ ar(orele secundar

!eciunea d 2mm5

* 6&

) %'

;

& ;

R 6'

R.#. ;&

4.4 Calculul lagărelor

@n calculul de determinare a rulmenilor se ine seama de caracterul sarcinilor1 decondiiile de monta Oi de durata de funcionare.

Dependena dintre aceste mărimi este dată de relaia :

unde C este capacitatea de încărcare dinamică necesară a rulmentuluiI D dura(ilitateanecesară rulmentului1 în milioane de rotaiiI Fe+ fora echivalentă medieI p+ e0ponent ce inecont de tipul rulmentului - p91 pentru rulmeni cu (ileI p9 *'41 pentru rulmeni cu role.

Dura(ilitatea necesară a rulmentului1 egală pentru toate lagărele cutiei de vite/e1 se dă în3ilometri parcurOi. Pentru o(inerea dura(ilităii în milioane de rotaii se utili/ea/ă relaia:

[milioane e rotatii!"

46

!eciunea d 2mm5

p %%

* %

) %&

%&

& %&

R %&

R.#. *',


47/48

#opt D[km!$1%0000km"

unde i&'me este raportul de transmitere mediu al cutiei de vite/ăI D23m5 +

dura(ilitatea necesară a rulmentului e0primată în 3m -*'' '''N.*,' ''' 3mI

i' raportul de transmitere al punii motoareI r r + ra/a de rulare a roii motoareI i +

raportul de transmitere de la motor la ar(orele al cărui lagăr se calculea/ă.

a determinarea forei echivalente medii Fe se ine seama de forele a0iale

Oi radiale ce apar în lagăre în fiecare treaptă a cutiei de vite/e. Ea se determină cu

relaia :

Pentru lăgăruirea schim(ătoarelor de vite/e se folosesc rulmenți radiali +a0iali cu rolecilindrice c>t i rulmenti radiali a0iali cu (ile.ș

Pentru ar(orele primar se va alege un rulment cu (ile seria )))'%.

Pentru ar(orele intermediar rulmenții ale iș sunt )')*'1 cu (ile.

+cu role cilindrice1 pentru preluarea fortelor a0iale: )*

47

15075

17085


48/48

Pentru ar(orele secundar rulmenții ale iș sunt:

+cu role ace pentru spriinirea în ar(orele primar: `,0;,

+cu role cilindrice1 pentru preluarea fortelor a0iale: )*

+cu (ile )')**

180100

7565

18010

0

1805

Auto II Proiect Camion

Documents

Transcript of Auto II Proiect Camion