Расчет и конструирование автомобилей. Методические указания

Министерство образования Российской Федерации ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ

Программа. методические указания и задания для контрольных работ и курсовых проектов студентов специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство» заочного отделения

Составители: Алексеев В.М., Бадиев А.А.

Издательство ВСГТУ Улан-Удэ, 2001

В методических указаниях приведены программа, методические указания, вопросы для самопроверки и ответы на них, контрольные работы и варианты курсовых проектов. Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения по специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство».

1.Общие положения

2. Программа курса

Курс «Расчет и конструирование автомобилей» знакомит студентов с основными требованиями к конструкции автомобиля и развивает навыки по критическому анализу и оценке новых конструкций, изучает нагрузочные режимы агрегатов и узлов подвижного состава автомобильного транспорта в различных условиях эксплуатации и методы их расчета на прочность, жесткость, выносливость, нагрев, а также приводит сведения о материалах деталей и их термообработке. В основу изучения курса положен принцип последовательного перехода от раздела к разделу, от темы к теме. При этом к последующему разделу желательно переходить после выполнения контрольных вопросов контрольной работы по предыдущему разделу. Изучение данного курса должно предшествовать изучению таких дисциплин, как основы конструкций автомобилей, теория автомобилей, автомобильные двигатели, эксплуатационные материалы. В процессе работы с учебником рекомендуется внимательно прочитать материал темы, разобраться в нем, выяснить взаимосвязь с предыдущими разделами и темами, сделать выводы. После этого составить краткий конспект по теме с приведением аналитических выводов, конструктивных и расчетных схем и количественных характеристик. В процессе изучения данного курса студент должен выполнить одну контрольную работу и курсовой проект.

Введение. Задачи и содержание раздела курса. Анализ состояния и развития автомобильной промышленности и автотранспорта в России и за рубежом. Экономика автомобильной промышленности. Экономические проблемы в связи с развитием автотранспорта. Классификация автомобилей. Нагрузочные режимы. Условия эксплуатации. Рабочие процессы в механизмах и системах автомобиля. Нагрузочные и другие режимы. Стандартизация и унификация в автомобильной промышленности. Сцепление. Требования и классификация. Конструктивные схемы. Анализ конструкций фрикционных сцеплений, гидромуфт электромагнитных сцеплений. Автоматизация управления сцеплением. Динамические нагрузки на трансмиссию. Расчет фрикционного сцепления. Расчет демпфера сцепления. Коробка передач. Требования и классификация. Рабочие процессы. Анализ ступенчатых коробок передач. Обзор конструктивных схем и оценка бесступенчатых передач. Синхронизаторы. Управление коробкой передач. Расчет нагрузок и допускаемые напряжения на шестерни и валы коробки передач. Подбор подшипников. Карданные передачи. Требования и классификация. Кинематика и динамика карданных передач. Анализ конструкции карданов, равных и неравных угловых скоростей. Критическое число оборотов карданного вала. Расчет нагрузок и допускаемые напряжения на элементы карданной передачи. Главные передачи. Требования и классификация. Рабочие процессы. Анализ конструкций главных передач различного типа. Преднатяг подшипников главной

передачи. Расчет нагрузок и допускаемые напряжения на детали главной передачи. Дифференциалы. Привод к ведущим колесам. Требования и классификация. Рабочий процесс простых и самоблокирующихся дифференциалов. Кинематика и динамика дифференциалов. Расчет нагрузок и допускаемые напряжения на детали дифференциала. Классификация полуосей. Расчет нагрузок и допускаемые напряжения на полуоси. Материалы, применяемые для основных деталей трансмиссии. Системы управления. Требования к рабочему месту водителя. Расположение органов управления. Допускаемые усилия на рычаги и педали управления. Допускаемые перемещения рычагов и педалей. Обзорность с рабочего места водителя. Краткие антропометрические данные. Требования охраны труда водителя. Рулевое управление. Требования и классификация. Кинематика рулевого управления. Передаточные числа в рулевом управлении. Анализ конструкций рулевых механизмов. Анализ конструкций рулевых приводов. Усилители рулевых приводов различного типа и их оценка. Определение нагрузок и допускаемые напряжения в деталях рулевого управления. Тормозная система. Требования и классификация. Международные требования и тормозные системы автомобилей. Рабочий процесс торможения. Анализ конструкций тормозов различных типов. Обзор конструкций тормозов-замедлителей. Анализ конструкций тормозных приводов: гидравлических, пневматических и комбинированных и их рабочих процессов. Конструкция

аппаратов современных тормозных приводов. Расчет тормозов и тормозных приводов. Материалы, применяемые для основных деталей систем управления. Подвеска автомобиля. Требования и классификация. Краткие сведения о колебаниях автомобиля и воздействии их на человека, перевозимый груз и автомобиль. Анализ конструкций направляющих, упругих и гасящих элементов подвески. Особенности подвески многоосных автомобилей. Стабилизация поперечного крена. Сохранение постоянства уровня пола. Расчет подвески. Несущие мосты. Требования и классификация. Конструктивные схемы. Расчет нагрузок и допускаемые напряжения на балки мостов, управляемых и ведущих. Колеса и шины. Требования и классификация. Анализ конструкций шин и колес. Метод подбора шин. Рама и кузов. Требования и классификация. Обзор конструкций. Определение нагрузок, допускаемые напряжения в основных несущих элементах. Материалы, применяемые для основных деталей ходовой части кузова. 3. Вопросы для самопроверки и ответы на них Сцепление Что определяется в расчете сцепления ? В расчете сцепления определяется коэффициент запаса сцепления, удельное давление обшивок, напряжения нажимных пружин, работа, затрачиваемая на выключение сцепления; удельная работа трения буксования; повышение температуры нажимного диска. Что называется коэффициентом запаса сцепления ?

Коэффициентом запаса сцепления называется отношение момента трения в сцеплении к максимальному крутящему моменту двигателя. Как подсчитывается работа, затрачиваемая на выключение сцепления ? Она выражается произведением полусуммы давлений нажимных пружин при включенном и выключенном сцеплении на деформацию нажимных пружин при выключении сцепления, разделенном на коэффициент полезного действия механизма выключения сцепления. На что работают нажимные пружины сцепления ? Нажимные пружины сцепления, как витые, работают на кручение. В каком состоянии сцепления напряжение нажимных пружин достигает своего максимума ? Наибольшее напряжение нажимных пружин сцепления имеет место при выключенном состоянии сцепления. Каковы отрицательные последствия повышенного значения коэффициента запаса сцепления ? Обычно коэффициент запаса сцепления увеличивается за счет роста давления нажимных пружин, а это поднимает удельные давления и износ обшивок, а также величину работы, затрачиваемой на выключение сцепления. На кого перекладывается работа, затрачиваемая на выключение сцепления при наличии усилителя в механизме управления сцеплением ? Работа выключения сцепления при наличии усилителя в механизме управления сцеплением перекладывается на усилитель (и в конечном счете на двигатель). На чем отражается износ обшивок сцепления ? Износ обшивок сцепления снижает коэффициент трения обшивок и позволяет нажимным пружинам несколько

выпрямиться с ослаблением их давления; в целом уменьшается коэффициент запаса сцепления. Почему нагрев сцепления практически выше, чем дает расчет ? Расчет повышения температуры нажимного диска относится к единичному (одному) буксованию; на практике же буксования следуют друг за другом с большим или меньшим интервалом между ними. Почему нажимной диск сцепления выполняется более массивным, нежели ведомый ? Массивность нажимного диска объясняется необходимостью эффективного отвода тепла при буксовании. Ведомый диск делается возможно более легким для снижения его ударной нагрузки при переключении передач. Что делается для охлаждения сцепления ? Для охлаждения сцепления в его картере делаются окна, а на трущихся поверхностях выполняются каналы, например КамАЗ, с целью выпуска горячего воздуха. Чем лимитируется износ обшивок сцепления по их толщине ? Обшивки могут изнашиваться до подхода поверхности трения к заклепкам. Каков худший случай работы сцепления ? Худшим случаем работы сцепления является случай, когда в сцеплении создается наибольшее буксование. Когда в сцеплении образуется наибольшее буксование ? Наибольшее буксование в сцеплении образуется при трогании с места. Почему сцепление больше всего буксует при трогании с места ?

Наибольшее буксование в сцеплении при трогании с места обязано разности между угловыми скоростями соединяемых валов (коленчатый вал вращается при неподвижном первичном вале). Почему витки пружины, сжимаясь, работают на кручение ? При сжатии витой пружины ее витки сближаются, а это и вызывает кручение материала витков. Коробка перемены передач Что рассчитывается в коробке передач ? В коробке передач рассчитываются зубья шестерен и валы. На что рассчитываются зубья шестерен коробки передач ? Зубья шестерен коробки передач рассчитываются на изгиб и на контактную прочность. Какие коррекции (исправления) применяются для зубьев шестерен коробки передач ? Для зубьев шестерен коробки передач применяются две коррекции – высотная и угловая. Что собою представляют коррекции зубьев шестерен коробки передач ? При высотной коррекции снижается высота зуба, а при угловой увеличивается угол зацепления. Каковы последствия коррекции зубьев шестерен коробки передач ? Высотная коррекция снижает плечо изгиба зуба и изгибающий момент. При угловой коррекции основание (ножка) зуба делается более толстой. Однако при высотной и при угловой коррекции зуб получается более низким по своей высоте и с более узкой головкой, почему он позже вступает в зацепление и раньше выходит из него, продолжительность зацепления и

количество зубьев, одновременно зацепляющихся, снижается и нагрузка на зуб растет. Где лежит опасное сечение зуба ? Опасное сечение зуба лежит в нижней части ножки зуба. Как графически находится место положения опасного сечения зуба ?. Для графического определения опасного сечения зуба по его высоте строится эпюра изгибающих моментов как консольной балки; далее по той же высоте строится эпюра моментов сопротивлений сечений зуба на изгиб. Деление значений эпюры изгибающих моментов на значения эпюры моментов сопротивлений дает напряжения, по которым строится эпюра напряжений. Максимум этой эпюры определяет место положения опасного сечения. В чем заключаются уточнения в расчете зуба на изгиб ? Уточнения в расчете зуба на изгиб относятся к учету количества зубьев, одновременно зацепляющихся, коррекции, концентрации напряжений, трения между зубьями и динамичности нагружения. Каковы плюсы и минусы непрямых зубьев шестерен коробки передач ? Непрямой зуб, принимая пространственную форму, делается более прочным, чем прямой, он раньше вступает в зацепление и позже выходит из него. В результате поднимается плавность работы. Отрицательной стороной непрямых зубьев является образование осевых сил, для противодействия которым ставятся радиально-упорные подшипники. Кроме того, непрямые зубья сложнее в изготовлении. На что работают валы коробки передач ? Валы коробки передач работают на изгиб и кручение.

Какова цель расчета вала коробки передач ? Для каждого вала коробки передач определяется результирующее напряжение. Можно ли начинать расчет валов коробки передач с расчета первичного вала ? Воздействие опоры вторичного вала на первичный исключает возможность расчета первичного вала до расчета вторичного. Сколько сил создает шестерня для вала ? Шестерня с непрямыми зубьями создает две силы, действующие на вал: нормальную и осевую, в случае прямого зуба шестерни образуется только одна нормальная сила. Что называется работающей шестерней ? Работающей шестерней называется шестерня, участвующая в передаче крутящего момента. Какова схема расчета вторичного вала коробки передач ? Вторичный вал коробки передач рассматривается как двухопорная балка с одной Сосредоточенной силой (нормального давления от шестерни) и одной осевой силой; по расстояниям шестерни до опор и радиусу начальной окружности шестерни определяются реакции опор, а по ним максимальный изгибающий момент. По этому моменту находится напряжение на изгиб, к которому по формуле результирующего напряжения добавляется напряжение кручения. Для всех ли валов коробки передач определяются реакции опор ? Реакции опор определяются при расчете вторичного и промежуточного валов.

Почему нет необходимости в определении реакции опор первичного вала ? Реакции опор первичного вала не требуются для расчета, так как этот вал представляет собой консольную конструкцию. Какова причина некоторой сложности расчета промежуточного вала ? Сложность расчета промежуточного вала объясняется повышенным количеством (4) и пространственным расположением изгибающих сил. Имеется ли измеритель у коэффициента формы зуба ? Коэффициент формы зуба является величиной отвлеченной. По какому принципу определяются реакции опор валов ? Реакции опор валов определяются составлением уравнения моментов действующих сил и реакции относительно сначала одной опоры, а потом другой. Карданная передача Что рассчитывается в карданной передаче ? В карданной передаче рассчитывается шип шарнира, шлицы вилки и карданный вал. На что рассчитывается шип карданного шарнира ? Тип карданного шарнира рассчитывается на изгиб, срез и смятие. Где находится опасное сечение шипа карданного шарнира ? Опасное сечение шипа карданного шарнира лежит в его основании. На что рассчитывается карданный вал ? В расчете карданного вала определяется его напряжение на кручение, угол кручения и

критические обороты на изгибные и крутильные колебания. Какова причина изгибных колебаний карданного вала ? Изгибные колебания карданного вала обязаны его неуравновешенности. Какова причина крутильных колебаний карданного вала ? Крутильные колебания карданного вала вызываются неравномерностью его вращения, создаваемой карданным шарниром. Когда крутильные колебания карданного вала отсутствуют ? Когда угол перекоса между осью вторичного вала коробки передач и осью карданного вала обращается в нуль, исчезает неравномерность вращения карданного вала и его крутильные колебания. Как определяется угол кручения карданного вала, состоящего из участков с различными поперечными сечениями ? Угол кручения карданного вала, состоящего из отдельных участков с различными сечениями, определяется как сумма углов кручения отдельных участков. Главная передача Что рассчитывается в главной передаче ? В главной передаче рассчитываются зубья шестерен и валы. Есть ли разница в расчете зубьев цилиндрических шестерен главной передачи и коробки передач ? Расчет зубьев цилиндрических шестерен главной передачи выполняется так же, как расчет зубьев шестерен коробки передач.

Как рассчитываются зубья конических шестерен главной передачи ? Зубья конических шестерен главной передачи рассчитываются так же, как и зубья цилиндрических шестерен с заменой фактического количества зубьев приведенным (эквивалентным). На что работают валы главной передачи ? Валы главной передачи работают на изгиб и кручение. Всегда ли в расчете ведущего вала главной передачи требуется определение реакций его опор ? Реакции опор в расчете ведущего вала главной передачи определяются для случая расположения шестерен вала между его опорами. Когда шестерня находится вне опор, вал представляет консольную конструкцию и реакции опор не требуется. Сколько сил изгибают ведущий вал главной передачи ? Ведущий вал главной передачи изгибается двумя силами - осевой и нормальной. Как определяются знаки в формулах сил, изгибающих ведущий вал главной передачи ? Знаки в формулах сил ведущего вала главной передачи определяются по соотношению между направлениями спирали зубьев и вращения шестерни. Полуоси Что определяется в расчете полуоси ? Для полуоси определяется ее напряжение и деформация кручения. Можно ли по одной полуоси определить ее тип ? По одной полуоси тип ее не определяется вне связи с подшипниками. Каким образом полуось разгружается от изгиба ? Разгруженная полуось не несет на себе подшипников и поэтому изгибающие нагрузки минуют полуось.

Как определяется крутящий момент, передаваемый полуосью ? Крутящий момент полуоси равен произведению крутящего момента двигателя на передаточное число коробки передач и передаточное число главной передачи на КПД трансмиссии, разделенному на два (две полуоси). Картер ведущего моста На что работает картер ведущего моста ? Картер ведущего моста работает на изгиб и кручение. Сколько сил изгибают картер ведущего моста с каждой его стороны ? Картер ведущего моста с каждой стороны изгибается тремя силами – от веса. толкающего (или тормозного) усилия и бокового заноса. Что называется плоскостью действия изгибающего момента ? Под плоскостью действия изгибающего момента понимается плоскость, в которой лежит сила и ее плечо. В каких плоскостях лежат изгибающие моменты картера ведущего моста ? Изгибающие моменты от веса и бокового заноса лежат в вертикальной плоскости, а от толкающего (тормозного) усилия в горизонтальной. Действуют ли все три изгибающие силы картера ведущего моста одновременно ? Все три силы, изгибающие картер ведущего моста, одновременно действовать не могут; при постоянном действии изгиба от веса может иметь место только одно использование сцепления колеса с дорогой: или толкающим (тормозным) усилием, или боковым заносом. Каковы случаи расчета картера ведущего моста ? Картер ведущего моста рассчитывается на два случая:

1) движение вперед (изгиб от веса и толкающего, тормозного усилия); 2) боковой занос (изгиб от веса и от боковой силы в плоскости дороги). Что создает нагрузку кручения картера ведущего моста ? Нагрузку кручения картера ведущего моста создает реактивный или тормозной момент. Как и где образуется реактивный момент ? При взаимодействии шестерен главной передачи ведущий вал ее давит на свои опоры; равнодействующая этих давлений, умноженная на ее плечо относительно оси моста, создает реактивный момент кручения его картера. Как передается тормозной момент на картер ведущего моста ? При торможении тормозной барабан увлекает за собой тормозные колодки, которые удерживаются опорами, а опоры колодок находятся на тормозном диске картера ведущего моста. Этот опорный диск колодок и передает тормозной момент на картер. Как разгружается карданный вал от реактивного и тормозного моментов картера ведущего моста ? Разгрузка карданного вала от реактивного и тормозного моментов кручения картера ведущего моста обеспечивается карданным шарниром, находящимся перед главной передачей. Этот шарнир позволяет картеру несколько поворачиваться около оси моста с преодолением упругости рессор, удерживающих картер. Где находится опасное сечение картера ведущего моста ? Опасное сечение картера ведущего моста находится в соединении рессоры с картером.

Передняя ось В чем заключается специфичность нагрузочных условий работы передней оси ? Специфичность нагрузок передней оси заключается в том, что они неодинаковы для ее частей. Изгиб распространяется на всю ось между колесами, а кручение только от колеса до рессоры. Какие силы изгибают переднюю ось ? Передняя ось изгибается весом передней части автомобиля, приходящимся на рессоры, и толкающим и тормозным усилиями. Что является плечом для изгиба передней оси от веса ? Плечом изгиба передней оси от веса служит расстояние от колеса до рессоры. Каково плечо изгиба передней оси от толкающего и тормозного усилий ? Плечо изгиба передней оси от продольных усилий равно расстоянию от шкворня до рессоры. Где находится опасное сечение передней оси ? Опасное сечение передней оси находится в креплении рессоры на оси. На что работает средняя часть передней оси, располагающаяся между рессорами ? Средняя часть передней оси работает на изгиб от веса в вертикальной плоскости и от продольных (толкающего и тормозного) усилий в горизонтальной плоскости. Чем удерживается передняя ось от поворотов под действием тормозного момента ? Передняя ось удерживается от поворотов при торможении рессорами. Как влияет выгиб передней оси на ее напряжение ? Выгиб передней оси уменьшает напряжение на кручение.

Каков худший случай работы передней оси ? Передняя ось воспринимает наибольшие нагрузки при торможении (растет весовая нагрузка и образуется наибольшие продольные усилия от рессор – рамы). Р ама На что работает автомобильная рама ? Автомобильная рама испытывает изгиб, кручение и сжатие (растяжение). Что вызывает напряжение рамы на изгиб ? Изгиб рамы создается весовыми нагрузками агрегатов, закрепленных на раме (двигатель, кабина, платформа с грузом). Как образуется нагрузка кручения рамы ? Нагрузка кручения рамы образуется при ее перекосах в случае наезда колеса на неровность дороги. Как образуется наибольший перекос рамы ? При наезде одного переднего колеса на неровность и одного противоположного заднего колеса на неровность создается наибольший перекос рамы. Какова общая схема расчета рамы на изгиб ? Схема расчета рамы на изгиб такова: сначала строится схема изгиба балки рамы как лежащей на двух опорах (подвесках) с приложением действующих изгибающих сил; затем под ней по длине балки строится эпюра изгибающих моментов и под ней эпюра моментов сопротивлений сечений балки на изгиб; по двум эпюрам (изгибающих моментов и моментов сопротивлений) строится эпюра напряжений на изгиб, которые находятся делением значений первой эпюры на значения второй, максимум напряжения определяет опасное сечение. С чего начинается расчет балки рамы на кручение ? Для расчета балки рамы на кручение принимается наибольший общий угол кручения, равный 0,2 радиана.

Как используется принимаемый наибольший угол кручения балки рамы в расчете ее на кручение ? Расчет балки рамы на кручение составляется из распределения принимаемого общего угла кручения по участкам балки в соответствии с размерами их поперечных сечений и длин; по углам кручения определяются моменты кручения, которые позволяют найти напряжения на кручение. В каком месте балки рамы лежит опасное сечение ? Опасное сечение рамы обычно находится в зоне за кабиной водителя. Когда балки рамы имеют продольное сжатие ? Балки рамы испытывают продольное сжатие при торможении. Как влияют продольные брусья, лежащие на балках рамы, на работу балок рамы грузового автомобиля ? Продольные брусья на балках рамы способствуют равномерному распределению усилий от грузовой платформы по участкам балок и тем помогают снижению напряжения балок на изгиб. Каковы основные типы весовых нагрузок балок рамы ? Основными типами весовых нагрузок на балки рамы являются равномерно распределенная, сосредоточенная и смешанная. Подвеска Каковы нагрузки автомобильных рессор ? Рессоры воспринимают весовые нагрузки от лежащей на них рамы и продольные толкающие и тормозные усилия, а также боковые силы при повороте. Все ли листы рессоры участвуют в передаче продольных и поперечных усилий (взаимодействии моста или оси с рамой) ?

Продольные и поперечные усилия в рессоре передают только листы, связанные с рамой (коренные). На что работают все листы рессоры ? Все листы рессоры работают на изгиб. Как сказывается передача рессорой продольных усилий на ее напряжении ? Продольные усилия повышают напряжения коренных листов добавлением напряжения сжатия (растяжения) к напряжениям на изгиб для коренных листов. Какое принимается допущение при расчете рессоры с дополнительными листами ? Для расчета рессоры с дополнительными листами допускается равенство напряжений на изгиб во всех листах. Где находится опасное сечение рессоры ? Опасное сечение рессоры лежит в месте ее крепления к мосту или оси. Передают ли задние рессоры трехосных автомобилей продольные усилия ? Задние (обычно опрокинутые) рессоры трехосных автомобилей свободно лежат на мостах своими концами и поэтому продольных усилий передавать не могут (ЗИЛ131, КамАЗ-5320). Что передает продольные и поперечные усилия в случае пневматической подвески (ЛиАЗ-677) и случае задней рессоры трехосного автомобиля ? Продольные и поперечные усилия в случае пневматической подвески и задней рессоры трехосного автомобиля передают штанги. По всей ли своей длине коренной лист работает в одинаковых нагрузочных условиях ? Одна половина коренного листа (обычно передняя) воспринимает и передает продольные усилия (толкающие

тормозные), другая половина коренного листа (обычно задняя) этих усилий не воспринимает и не передает. На что дополнительно (кроме изгиба) работает передняя половина коренного листа задней рессоры при разгоне и торможении ? При разгоне передняя половина коренного листа задней рессоры дополнительно (кроме изгиба) работает на сжатие, а при торможении на растяжение. Как определяется момент сопротивления рессоры на изгиб ? Общий момент сопротивления рессоры на изгиб определяется как сумма моментов сопротивления сечений отдельных листов на изгиб. Каков худший случай работы рессор ? Худший случай работы передней рессоры имеет место при торможении на уклоне, а для задней – разгон на подъеме. В этих случаях давления рамы на соответствующие рессоры максимальны. Какова основная причина выхода рессоры из строя ? Основная причина выхода листовой рессоры из строя заключается в потере жесткости листов. Каково принципиальное преимущество рессорной подвески перед пневматической ? Рессорная подвеска передает продольные и боковые усилия; для пневматической подвески требуются продольные и поперечные штанги, чтобы передавать соответствующие усилия. Тормозное управление Что представляет собой рабочий процесс тормоза ? Рабочий процесс тормоза представляет преобразование кинетической энергии затормаживаемого автомобиля в тепло трением между колодками и барабаном. Из чего составляется расчет тормоза ?

В расчете тормоза определяются: разводные усилия на колодки, удельные давления между колодками и барабаном, повышение температуры барабана за торможение, удельная работа трения. Каковы разновидности различных механизмов в тормозах ? В тормозах используются две разновидности разводных механизмов: механический (кулачковый) и гидравлический (поршеньковый). Что лимитирует максимальное значение тормозного момента ? Во избежание юза тормозной момент не может быть больше момента силы сцепления шины с дорогой. Каково исходное условие для расчета тормоза с гидравлическим разводным механизмом ? В тормозе с гидравлическим разводным механизмом (с одинаковыми диаметрами поршеньков) разводные усилия на колодки одинаковы. Одинаковы ли условия работы колодок ? Условия работы колодок в тормозе не могут быть одинаковыми, так как одна колодка барабаном заклинивается, а другая отжимается. На какую колодку разводное усилие в кулачковом механизме должно быть больше ? В механическом приводе разводное усилие должно быть больше для отжимаемой колодки. Какое принимается допущение в расчете тормоза с кулачковым разводным механизмом ? Для тормоза с кулачковым разводным механизмом считается, что удельные давления между колодками и барабаном со временем выравниваются и поэтому принимаются одинаковыми.

Каков предельно возможный износ тормозных обшивок по толщине ? Предельный износ обшивки фиксируется глубиной посадки заклепок (как и в сцеплении). Почему теоретический расчет нагрева тормозного барабана дает уменьшенные значения по сравнению с практическим нагревом ? Подсчет нагрева тормозного барабана относится только к единичному торможению, практически же торможения следуют одно за другим с различными интервалами, что исключает охлаждение до окружающей температуры. Каким представляется радикальное улучшение тормозной системы ? Радикальное улучшение тормозной системы относится к управлению тормоза и может быть получено включенным в управление тормоза приспособления, исключающего образование блокировки колеса. Каково общее требование к антиблокировочному устройству ? Антиблокировочное устройство должно управлять степенью затяжки тормоза в соответствии с силой сцепления затормаживаемого колеса с дорогой. Что мешает внедрению антиблокировочных устройств ? Пока антиблокировочнок устройство дорого, сложно и не отличается высокой надежностью. В чем заключается разница между тормозным регулятором и антиблокировочным устройством ? Тормозной регулятор обеспечивает зависимость затяжки тормоза от давления колеса на дорогу (КамАЗ), а антиблокировочное устройство в зависимости от сцепления затормаживаемого колеса с дорогой.

Что затрудняет охлаждение колесного тормоза встречным воздухом ? Расположение тормоза внутри колеса затрудняет обтекание его потоком встречного воздуха. Рулевое управление Что является расчетной нагрузкой для деталей рулевого управления ? За расчетную нагрузку для рулевого управления принимается усилие водителя на рулевом колесе. На что работает рулевая сошка ? Рулевая сошка работает на изгиб и на кручение. Как образуется нагрузка кручения рулевой сошки ? Нагрузку кручения рулевой сошки создает шаровой палец для продольной рулевой тяги. Почему сечение рулевой сошки выполняется овальным ? Овальная форма поперечного сечения рулевой сошки придает ей высокую прочность. Влияет ли место расположения рулевого усилителя на напряжение деталей рулевого управления ? Когда усилитель находится в рулевом механизме, детали рулевого управления, начиная с рулевой сошки, имеют усиленные нагрузки. При расположении усилителя на поперечной тяге повышение нагрузки относится к самой этой тяге и связанным с ней деталям. Каков худший случай работы деталей рулевого управления ? Худший случай работы деталей рулевого управления представляется поворотом передних колес при неподвижном автомобиле.

Что определяет срок службы рулевого управления ? Продолжительность работы рулевого управления лимитируется износостойкостью рулевых шарниров. Каков характер нагрузок рулевых шарниров ? Рулевые шарниры непрерывно получают расшатывающие воздействия от колес из-за неровностей дороги. Дополнительные вопросы. Что дает изучение расчета автомобиля помимо выявления характеристик прочности и износостойкости ? Анализ нагрузок, воспринимаемых деталями шасси, позволяет углубить и уточнить назначение и действие рассчитываемых агрегатов. Каково практическое значение расчета автомобиля ? Находимые расчетом характеристики прочности и износостойкости позволяет решать вопросы о причинах выхода деталей из строя. Откуда и как берется коэффициент формы зуба ? Коэффициент формы зуба берется из таблицы по количеству зубьев, углу зацепления и коэффициенту высоты зуба. Что дает использование коэффициента формы зуба в расчете зуба на прочность ? Коэффициент формы зуба позволяет определить напряжение зуба на изгиб и сжатие. Как устанавливается худший случай работы картера ведущего моста ? Для установления худшего случая работы картера ведущего моста сопоставляются напряжения при движении вперед и при боковом заносе; случай с большим напряжением и будет худшим. Какими мероприятиями можно было бы поставить тормозные колодки в одинаковые условия работы ?

Тормозные колодки будут работать в одинаковых условиях, если неподвижную опору одной колодки объединить с цилиндром гидравлического разводного механизма другой колодки или неподвижные опоры колодок заменить вторым гидравлическим разводным механизмом (двухпоршневым цилиндром). Каково общее допущение в расчете колодочного тормоза ? Приближенно принимается постоянство удельного давления между накладками и барабаном по всей площади трения. Каким мероприятием можно было бы усовершенствовать наиболее распространенный тормоз с симметричными, одинаковыми накладками и неподвижными опорами ? Усовершенствование наиболее распространенного тормоза с симметричными одинаковыми накладками и неподвижными опорами можно было бы получить постановкой двух гидравлических разводных механизмов на обоих концах обеих колодок в виде двухпоршневого цилиндра с исключением неподвижных опор. Что дала бы постановка двухпоршневого гидравлического разводного механизма по концам колодок ? Постановка двух гидравлических разводных механизмов в виде двухпоршневого цилиндра позволила бы снизить разводные усилия с обеспечением максимального тормозного момента, ограничиваемого моментом силы сцепления колеса с дорогой. Одинакова ли работа, затрачиваемая на выключение сцепления для новых накладок и накладок, имеющих износ ?

В случае накладок с износом нажимные пружины несколько выпрямляются, поэтому деформация их при выключении сцепления становится больше. Можно ли видеть проявление реактивного момента ? Реактивный момент наглядно проявляется при трогании автомобиля с места, когда этот момент от заднего ведущего моста передается рессорами на раму, и рама поднимает переднюю часть автомобиля, лежащую на подвесках . Как изменяется коэффициент формы зуба с увеличением количества зубьев ? С увеличением количества зубьев коэффициент формы зуба увеличивается. Как изменяется коэффициент формы зуба с увеличением угла зацепления ? С увеличением угла зацепления коэффициент формы зуба увеличивается. Как изменяется коэффициент формы зуба с увеличением коэффициента высоты зуба ? С увеличением коэффициента высоты зуба коэффициент формы зуба увеличивается. Что дает увеличение коэффициента формы зуба ? С увеличением коэффициента формы зуба уменьшается напряжение зуба. Какова цель расчета ведущего вала главной передачи ? Расчет ведущего вала главной передачи составляется из определения напряжений: на изгиб, кручение и результирующего. Что определяется в расчете картера ведущего моста ? В расчете картера ведущего моста определяются напряжения на изгиб, кручение и результирующее.

Что определяется в расчете передней оси ? В расчете передней оси определяются напряжения: изгиба, кручения и результирующего для участков между колесом и креплением рессоры и изгиба для участка между креплениями рессор. Из чего составляется расчет поворотной цапфы ? В расчете поворотной цапфы определяется напряжение оси колеса на изгиб и удельные давления между шкворнем и частями цапфы. Каков характер нагрузок рулевых шарниров ? Рулевые шарниры непрерывно получают расшатывающие воздействия от колес из-за неровностей дороги. 4. Контрольная работа Студент дает ответ на три вопроса и решает две задачи. Выбор вопросов и задач производится по последней цифре шифра. Последняя цифра № вопросов № задач и шифра вариантов 0 3,17,28 Задачи № 1,3 вариант 1 1 2,13,26 Задачи № 2,4 вариант 1 2 5,16,29 Задачи № 1,4 вариант 2 3 6,20,30 Задачи № 1,3 вариант 2 4 7,18,23 Задачи № 2,4 вариант 2 5 8,19,33 Задачи № 3,4 вариант 3 6 9,14,28 Задачи № 1,3 вариант 4 7 10,22,32 Задачи № 2,4 вариант 4 8 15,24,34 Задачи № 1,3 вариант 5 9 21,27,31 Задачи № 2,4 вариант 5

Вопросы 1. Классификационные признаки и классы легковых, грузовых автомобилей и автобусов. 2. Общие, эксплуатационные и ремонтные требования, предъявляемые к автомобилям. 3. Соотношение масс автомобиля и перевозимого груза, значения масс агрегатов. 4. Значения удельной мощности и динамического фактора для современных автомобилей. 5. Преимущества и недостатки различных компоновочных схем автомобилей и тенденции их развития. 6. Расчетные режимы для агрегатов трансмиссии и привести формулы для определения расчетных нагрузок. 7. Расчетный режим для тормозных механизмов. Приведите формулу для определения расчетной нагрузки. 8. Описать расчетные режимы для деталей подвески и мостов и привести формулы для определения расчетных нагрузок. 9. Расчетные режимы для деталей рулевого управления. Приведите формулы, определяющие расчетные нагрузки. 10. Требования, предъявляемые к сцеплениям и их классификационные признаки. 11. Порядок выбора величины коэффициента запаса сцепления, числа ведомых дисков и числа нажимных пружин. 12. Материалы и их композиции для фрикционных накладок сцеплений и тормозов.

13. Понятие приведенного момента инерции автомобиля, его определение. 14. По каким показателям оценивается надежность и долговечность фрикционного сцепления. 15. Требования, предъявляемые к коробке передач, и их классификационные признаки. 16. По каким показателям оценивается надежность и долговечность ступенчатых механических коробок передач. 17. Типы гидротрансформаторов, их схемы и характеристики. 18. Дать определение гидрообъемной передачи, описать типы гидрообъемных передач, способы регулирования и характеристики ГОП. 19. Положительные свойства и недостатки электрических передач, их характеристики. 20. Типы карданных передач и карданных шарниров, их общие характеристики. 21. Основные типы главных передач и их нагрузочные режимы. 22. Типы дифференциалов и влияние их на тяговые свойства автомобилей. 23. Требования, предъявляемые к подвескам автомобиля. Типы подвесок и их характеристики. 24. Способы регулирования подвесок. Привести схемы регулирования. 25. Требования к тормозным системам, их классификация. Привести типы тормозных систем. 26. Оценочные показатели тормозных систем, их формулировки и числовые значения. 27. Типы и характеристики тормозных приводов. 28. Дать вывод расчетной характеристики и привести ее графическое изображение для тормозного крана.

29. Привести схему и описать работу системы регулирования тормозных моментов по осям автомобиля. 30. Привести схему и описать работу антиблокировочного устройства тормозной системы. Пояснить принципиальное различие системы регулирования тормозных моментов и антиблокировочных устройств. 31. Способы поворота автомобилей, требования предъявляемые к рулевому управлению, классификация рулевых управлений. 32. Типы рулевых механизмов, их основные характеристики. 33. Оценочные параметры рулевого управления, их формулировка и числовые значения. 34. Типы усилителей рулевого управления, их компоновочные схемы. Оценочные показатели усилителей и их числовые значения. Задача 1. Автомобиль ГАЗ-3307 движется на второй передаче с ускорением ја. Дорога с щебеночным покрытием. Рассчитать напряжение изгиба для сопряженных шестерен вторичного и промежуточного валов. Число зубьев шестерни вторичного вала Ζ вm = 32, число

Ζпр = 25, модуль зацепления mн = 3,5 мм , угол наклона зубьев β = 23 о 26, угол зацепления α = 20 о. Коэффициент коррекции для шестерни вторичного вала ξ вm = + 0,231, для шестерни промежуточного вала ξ пр = +0,314. Ширина

зубьев шестерни промежуточного вала

зубчатого венца

b

= 20 мм. Передаточное число главной

передачи Ur =6,83. Вариант

jа,

1 2 3 4 5

м/с 2

0,5 0,6 0,7 0,8 1,0

Оговорить материал шестерен. Полученные значения напряжений сравнить с допускаемыми. Задача 2. Автомобиль ГАЗ-31029 движется с ускорением на подъем с величиной уклона ι. Величина ускорения jа. Дорога асфальтобетонная. Определить напряжения изгиба, кручения, суммарные и результирующие напряжения полуоси, если полуось разгруженного типа, расстояние от плоскости симметрии колеса до наружного опорного подшипника полуоси b = 80 мм, диаметр полуоси δ= 30 мм. Сопротивлением воздуха пренебречь. Вариант

ι

jа, м/с 2

1 2 3 4

0,1 0,12 0,15 0,1

1,5 1,2 1,25 1,4

5

0,12

1,35

Оговорить материал шестерни. Полученные значения напряжений сравнить с допускаемыми. Задача 3. Рассчитать значение тормозного момента на барабане, если усилие на педали Рпед, отношение плеч педали 350:65, диаметр главного тормозного цилиндра Д=32 мм, диаметр колесного цилиндра δ. КПД привода принять η = 0,8. Коэффициент трения тормозной накладки по барабану

µ = 0,35. Размеры тормозного механизма представлены на рисунке.

Вариант

d мм

a, мм

h, мм

1 2 3 4 5

35 38 35 38 35

147 148 147 148 147

187 193 187 193 187

r δ , мм 177 190 177 190 177

Р,н 150 150 100 100 80

Задача 4 . Для автомобиля ГАЗ-3307 определить напряжения в цапфе переднего колеса, если диаметр опасного сечения δ = 56 мм, расстояние от плоскости действия нормальной реакции ΡΖ до опасного сечения m = 15,4 мм. Расчет произвести по трем нагрузочным режимам: 1. Торможение на дороге с коэффициентом сцепления ϕx ; 2. Боковой занос на дороге с коэффициентом сцепления ϕx ; 3. При действии максимальной вертикальной нагрузки с коэффициентом динамичности Kq Вариант 1 2 3 4 5

ϕx

Kq

0,8 0,7 0,75 0,6 0,65

2,5 2 2,5 2 2,25

5. Темы курсовых проектов 1. Легковой автомобиль особо малого разработкой коробки передач. 2. Легковой автомобиль особо малого разработкой сцепления. 3. Легковой автомобиль особо малого разработкой передней подвески. 4. Легковой автомобиль особо малого разработкой задней подвески. 5. Легковой автомобиль особо малого разработкой ведущего моста. 6. Легковой автомобиль особо малого разработкой тормозного управления. 7. Легковой автомобиль особо малого разработкой рулевого управления. 8. Легковой автомобиль малого класса с коробки передач. 9. Легковой автомобиль малого класса с сцепления. 10. Легковой автомобиль малого класса с передней подвески. 11. Легковой автомобиль малого класса с задней подвески. 12. Легковой автомобиль малого класса с ведущего моста. 13. Легковой автомобиль малого класса с управляемого моста. 14. Легковой автомобиль малого класса с тормозного управления.

класса

с

класса

с

класса

с

класса

с

класса

с

класса

с

класса

с

разработкой разработкой разработкой разработкой разработкой разработкой разработкой

15. Легковой автомобиль малого класса с разработкой рулевого управления. 16. Легковой автомобиль малого класса с разработкой карданной передачи. 17. Легковой автомобиль среднего класса с разработкой коробки передач. 18. Легковой автомобиль среднего класса с разработкой сцепления. 19. Легковой автомобиль среднего класса с разработкой передней подвески. 20. Легковой автомобиль среднего класса с разработкой ведущего моста. 21. Легковой автомобиль среднего класса с разработкой управляемого моста. 22. Легковой автомобиль среднего класса с разработкой тормозного управления. 23. Легковой автомобиль среднего класса с разработкой рулевого управления. 24. Легковой автомобиль среднего класса с разработкой карданной передачи. 25. Легковой автомобиль повышенной проходимости малого класса с разработкой коробки передач. 26. Легковой автомобиль повышенной проходимости малого класса с разработкой ведущего моста. 27. Грузопассажирский автомобиль повышенной проходимости особо малого класса с разработкой сцепления. 28. Грузопассажирский автомобиль среднего класса с разработкой раздаточной коробки. 29. Грузовой автомобиль особо малой грузоподъемности с разработкой заднего моста. 30. Грузовой автомобиль особо малой грузоподъемности с разработкой переднего моста.

31. Грузовой автомобиль особо малой грузоподъемности с разработкой коробки передач. 32. Грузовой автомобиль особо малой грузоподъемности с разработкой тормозного управления. 33. Грузовой автомобиль особо малой грузоподъемности с разработкой рулевого управления. 34. Грузовой автомобиль средней грузоподъемности с разработкой тормозной системы. 35. Грузовой автомобиль средней грузоподъемности с разработкой задней подвески. 36. Грузовой автомобиль средней грузоподъемности с разработкой рулевого управления. 37. Грузовой автомобиль средней грузоподъемности с разработкой карданной передачи. 38. Грузовой автомобиль средней грузоподъемности с разработкой коробки передач. 39. Грузовой автомобиль средней грузоподъемности с разработкой дифференциала. 40. Грузовой автомобиль средней грузоподъемности с разработкой сцепления. 41. Грузовой автомобиль большой грузоподъемности с разработкой дифференциала. 42. Грузовой автомобиль большой грузоподъемности с разработкой задней подвески. 43. Грузовой автомобиль большой грузоподъемности с разработкой карданной передачи. 44. Грузовой автомобиль большой грузоподъемности с разработкой тормозного управления. 45. Грузовой автомобиль большой грузоподъемности с разработкой рулевого управления. 46. Грузовой автомобиль большой грузоподъемности с разработкой коробки передач.

47. Грузовой автомобиль большой грузоподъемности с разработкой сцепления. 48. Грузовой автомобиль повышенной проходимости с разработкой карданной передачи. 49. Грузовой автомобиль повышенной проходимости с разработкой сцепления. 50. Грузовой автомобиль повышенной проходимости с разработкой коробки передач. 51. Грузовой автомобиль повышенной проходимости с разработкой в раздаточной коробке. 52. Грузовой автомобиль повышенной проходимости с разработкой рулевого управления. 53. Грузовой автомобиль повышенной проходимости с разработкой тормозного управления. 54. Грузовой автомобиль повышенной проходимости с разработкой задней подвески. 55. Грузовой автомобиль особо большой грузоподъемности с разработкой рулевого управления. 56. Грузовой автомобиль особо большой грузоподъемности с разработкой тормозной системы. 57. Автобус особо малого класса с разработкой заднего моста. 58. Автобус особо малого класса с разработкой сцепления. 59. Автобус особо малого класса с разработкой подвески. 60. Автобус малого класса с разработкой подвески. 61. Автобус малого класса с разработкой коробки передач. 62. Автобус малого класса с разработкой тормозной системы. 63. Автобус малого класса с разработкой рулевого управления.

1. 2. 3.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

6. Список литературы .Основная литература Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета.М.; Машиностроение. 1989. Автомобили. Конструкции, конструирование и расчет / Под ред. Гришкевича А.И- Минск : Вышейшая школа, 1985. Автомобили. Конструкции, конструирование и расчет / Под ред. Гришкевича А.И.- Минск: Вышейшая школа, 1987. Дополнительная литература Автомобиль. Основы конструкции / Под ред. Вишняков Н.Н.» ВахламовВ.К., Нарбут А.Н.- М.: Машиностроение, 1986. Автотракторные колеса. Справочник / Под ред. Балабин И.Г., ВаэингерВ.Г,, Петровский Н.С.- М.: Машиностроение, J985. Бухарин Н.А., Прозоров B.C., Щукин М.В. Автомобиль,- Л.: Машиностроение, 1973. Грузовые автомобили / Высоцкий М.С., Беленький 10. Ю., Филипповкий Н.С. и др.- М.: Машиностроение , 1979. Дербаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных машин,- М.: Машиностроение, 1986. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости / Под ред. Бочарова Н.Ф.. Цитовича И.О.- М.: Машиностроение, 1983. Лукин П.П., Гаспарянц Г.А., Родионов В.Ф. Конструирование и расчет автомобиля." М.: Машиностроение, 1984. Марголис С. Я. Мосты автомобилей и автопоездов.М.: Машиностроение, 1983.

9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 1.

2.

3.

4.

Проектирование трансмиссий автомобилей. Справочник / Под ред. Гришкевича А.И.- М.: Машиностроение, 1984. Раймпель И. Шасси автомобиля.М. : Машиносфоение, 1983. Раймпель И. Шасси автомобиля. Рулевое управление.М.: Машиностроение, 1987. Раймпель И. Шасси автомобиля. Элементы подвески.М.: Машиностроение, 1987. Родионов В.Ф., Фиттерман Б.М. Проектирование легковых автомобилей.-М.: Машиностроение, 1980. Фрумкин А.К. Регуляторы тормозных сил и антиблокировочные системы.- М. МАДИ, 1981. Чудаков Н.А. Конструкция и расчет автомобиля.- М.: Машгиз, 1951. Учебно-методическая литература Алексеев В.М., Итыгилов С.А. Расчет и конструирование автомобилей. Методические указания по выполнению курсового проекта. Часть 1.. Улан- Удэ, ВСТИ, 1992. Алексеев В.М. Расчет и конструирование автомобилей. Методические указания по выполнению курсового проекта. Часть II .Трансмиссия., Улан- Удэ, ВСГТУ. 1996 Алексеев В.М., Бадиев А.А. Расчет и конструирование автомобилей. Методические указания по выполнению курсового проекта. Часть III. Тормозное управление.. Улан- Удэ, ВСГТУ, 1996. Алексеев В.М,, Бадиев А.А. Расчет и конструирование автомобилей. Методические указания по выполнению курсового проекта. Часть IV. Рулевое управление и подвеска.. Улан- Удэ, ВСГТУ. 1996.