Разработка карданной передачи заднего моста для легкового полноприводного автомобиля

Выбор исходных данных и их обоснование. Обзор параметров автомобилей-прототипов. Тяговый расчет: определение полной массы автомобиля, подбор шин. Мощность, необходимая для движения с максимальной скоростью. Построение скоростной характеристики двигателя.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

Целью курсового проекта является разработка карданной передачи заднего моста для легкового полноприводного автомобиля. Для этого необходимо произвести тяговый расчет с целью установления массы автомобиля и распределения ее по осям. По полученным данным осуществить элементов карданной передачи (валов, шарниров).

1. Выбор исходных данных и их обоснование

Прежде чем выбрать исходные данные необходимо проанализировать существующие автомобили малого класса, и уже после сравнения их характеристик определиться с параметрами проектируемого автомобиля. Для сравнения были выбраны следующие автомобили: ВАЗ-2121; Шевроле-Нива; Toyota RAV4. Основные показатели этих моделей приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Обзор параметров автомобилей прототипов

Показатели	ВАЗ-2121	Шевроле-Нива	Mitsubishi Pajero 3.2 Di-DC Wagon
1. Привод	полный	полный	Полный
2. Снаряженная масса, кг	1210	1350	1780
3. Рабочий объем, л	1690	1690	3200
4. Максимальная скорость, км/ч	148	140	177
5. База, мм	2200	2450	2780
6. Коробка передач	механическая, 5-ступенчатая	механическая, 5-ступенчатая	механическая, 5-ступенчатая
7. Передние тормоза	дисковые	дисковые	дисковые, вентилируемые
8. Задние тормоза	барабанные	барабанные	дисковые, вентилируемые
9. Разгон 0-100 км/ч, сек	19	19	14
10. Средний расход топлива, л	13	10,8	10,6

Основываясь на данных таблицы 1.1 произведем выбор исходных данных для тягового расчета.

Исходные данные для тягового расчета

Максимальная скорость Vmax, км/ч	150
Коэффициент лобового сопротивления Cx	0,43
Снаряженная масса Мс, кг	1650
Количество пассажиров	5
Масса багажа, кг	200

2. Тяговый расчет автомобиля

2.1 Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля определяется по формуле:

где Мс - снаряженная масса автомобиля, кг; Мп - масса пассажира (принимаем равной 75 кг); n = 5 - количество пассажиров, включая водителя; Мб = 200 кг - масса багажа.

2.2 Подбор шин для автомобиля

Размер шин устанавливается по ГОСТ 4754-97 по нагрузке, приходящейся на одно колесо. Кроме нагрузки при выборе размера и типа шин будем учитывать максимальную скорость движения и условия эксплуатации автомобиля.

Нагрузка приходящаяся на одно переднее колесо

Выбираем для автомобиля шины 185/80 R15 91S, где 185 - посадочная ширина покрышки в мм, 80 - высота профиля покрышки в процентах от ширины, R - обозначение радиальной покрышки, 15 - посадочный диаметр в дюймах, 91 - индекс нагрузки, S - индекс скорости (180 км/ч).

Статический радиус колеса:

где d0 - диаметр обода колеса, м; H - высота профиля, м; л* - коэффициент деформации шины (л*=0,1).

2.3 Определение параметров двигателя автомобиля

2.1.3 Мощность, необходимая для движения с максимальной скоростью

,

где Сх - коэффициент лобового сопротивления; с - плотность воздуха; Fa - площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную к его продольной оси, м2; Vmax - максимальная скорость автомобиля, М/С; Ma - полная масса автомобиля, кг; g - ускорение свободного падения; fv - коэффициент сопротивления качению при малых скоростях (0,018); зтр - КПД трансмиссии на высшей передаче (0,82).

Площадь проекции автомобиля:

,

где Н - высота автомобиля, м; В - ширина автомобиля, м.

.

Коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости движения:

,

где f0 - коэффициент сопротивления качению при малых скоростях (f0=0.018).

.

Тогда:

2.3.2 Максимальная мощность двигателя

,

где - отношение угловой скорости вращения КВ при максимальной скорости к угловой скорости при максимальной мощности (л=1,1); коэффициенты a=b=c=1 так как двигатель бензиновый.

2.3.3 Построение скоростной характеристики двигателя

Если известны максимальная мощность ДВС, угловая скорость вращения коленчатого вала (КВ) при максимальной мощности, то скоростная характеристика ДВС при полной подаче топлива может быть построена по формуле:

,

где Ne - текущие значения мощности и угловой скорости вращения КВ.

Принимаем максимальную скорость вращения КВ: щmax =600 с-1.

Тогда угловая скорость вращения при максимальной мощности:

щ*= щmax/л=500/1,1=545 c-1.

Минимальная угловая скорость вращения КВ: щmin=90 с-1.

Крутящий момент рассчитывается по формуле:

,

где Ne - текущее значение мощности, кВт; щe - текущее значение угловой скорости вращения КВ, с-1.

Таблица 2.1 - Результаты расчета скоростной характеристики ДВС

ще, с-1	80	100	200	300	400	455	500
Ne, кВт	22,8	29,1	61,9	91,3	109,9	112,9	110,6
Me, Нм	284,5	291,1	309,7	304,2	274,7	248,5	221,1

По полученным значениям Ne и Me строим скоростную характеристику двигателя (см. прил. рис.1).

2.3.4 О...