Проект автомобиля повышенной проходимости многоцелевого назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФИЛИАЛ ВОЕННОЙ АКАДЕМИИ РАКЕТННЫХ ВОЙСК СТРАТЕГИЧЕСКОГО

НАЗНАЧЕНИЯ имени ПЕТРА ВЕЛИКОГО в г. Серпухове

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Проектирование автомобилей и тракторов»

на тему: «Проект автомобиля повышенной проходимости многоцелевого

назначения»

Выполнил: курсант 154 учебной группы

ефрейтор Сорокин А.С.

Проверил: доцент кафедры №15

Свечников Д.А.

Серпухов 2022

1. Выбор и обоснование конструктивно-компоновочной схемы автомобиля

В качестве прототипа предложен автомобиль КАМАЗ-4310 с кузовом типа кунг, имеющего следующие характеристики:

Таблица 1

Характеристики прототипа

Мn, кг	V max, км/ч	D min	D max	q min, МПа	Габариты	Дополнительное оборудование	Экипаж, чел
					Длина, м	Ширина, м	Габарит погрузки
6000	85	0,025	0,6	0,08	7,895	2,5	02-Т	Тягово-сцепное устройство	Лебедка	3

1.1 Определение полной массы, количества осей и размеров колёс

Разработку конструктивно-компоновочных схем автомобиля или агрегата начинают после приблизительного расчета его общей массы на основе прототипа выполненной конструкции.

Определим коэффициент грузоподъемности:

где - масса полезной нагрузки с учетом, собственно, перевозимого груза, технологического оборудования и тары, кг

- масса автомобиля, полностью снаряженного с полной заправкой, кг

Принимаем .

Задавшись коэффициентом грузоподъёмности, определяем массу автомобиля:

Находим полную массу автомобиля в первом приближении:

Вторым этапом разработки конструктивно-компоновочной схемы автомобиля является определение количества осей машины с учетом того, что допустимая осевая масса не должна превышать 10 т. на ось по дорожно-законодательным ограничениям.

Определим минимальное количество осей автомобиля:

Из расчета массовой компоновки проектируемого автомобиля выбираем количество осей .

Нагрузку на каждую из осей автомобиля устанавливают, исходя из того, что:

-для трехосных грузовых автомобилей с одинарными колесами задних осей

G₂ + G₃ = (0,68…0,74) G_а

где G₁ - весовая нагрузка на переднюю ось автомобиля; G₂ - весовая нагрузка на заднюю ось двухосного автомобиля и балансирную тележку трехосного автомобиля или среднюю ось трехосного автомобиля с раздельным подвешиванием всех осей; G₃ - весовая нагрузка на заднюю ось трехосного автомобиля при раздельной подвеске всех трех осей автомобиля.

Определяем полный вес автомобиля по формуле:

Н

тогда

где

отсюда

Определяем нагрузку на одно колесо:

отсюда

Определяем диаметр колеса при заданном удельном давлении на грунт:



Рис. 1 К расчёту диаметра колёс на заданное удельное давление на грунт

По графику определяем м.

1.2 Выбор и обоснование конструктивно-компоновочной схемы транспортного средства, определение предварительных координат центра масс

Приступаем к разработке вариантов конструктивно-компоновочных схем автомобиля с учетом требований рационального конструирования, унификации базовых машин, удобства обслуживания механизмов и систем, компактности и т.п.

Компоновка автомобиля предусматривает взаимное расположение основных элементов автомобиля - двигателя, трансмиссии, рабочего места водителя, пассажирского салона и груза.

Длина и конструкция карданного вала определяются способностью этой конструкции обеспечить критические обороты без разрушения вала, агрегаты трансмиссии размещают из условия обеспечения минимальной длины карданного вала и жесткости соединения агрегатов сцепления и коробки передач.

Рис. 2 Компоновка грузового автомобиля

Компоновка рабочего места водителя и салона автомобиля. Рабочее место водителя должно обеспечивать возможность его эффективной работы в течение рабочей смены без утомляемости и хорошей обзорности дорожной обстановки, контрольно-измерительных приборов, легкости пользования органами управления. Положение сиденья водителя для грузовых и легковых автомобилей определяется размерами:



Рис. 3 Схема расположения сиденья водителя

Внутренняя ширина кабины грузового автомобиля должна быть не менее 750 мм - одноместная и 1250 мм - двухместная. Высота внутренней части кабины современного грузового автомобиля должна обеспечивать стоячее положение водителя среднего роста (1715 мм) плюс зазор от головы до внутренней стороны обивки 100... 135 мм. Толщина крыши должна составлять 20...40 мм.

Компоновка рабочего места водителя и салона автомобиля. Рабочее место водителя должно обеспечивать возможность его эффективной работы в течение рабочей смены без утомляемости и хорошей обзорности дорожной обстановки, контрольно-измерительных приборов, легкости пользования органами управления. Положение сиденья водителя для грузовых автомобилей определены размерами:

-Высота подушки сиденья - 400 мм;

-Расстояние от руля до подушки - более 180 мм;

-Наклон сиденья - 7 градусов;

-Наклон спинки - 97±2 градуса.

Максимальные усилия, необходимые для приведения в действие органов управления (в Н), при удобной посадке и длительной работе водителя должны составлять:

-рулевое колесо- 60;

-педаль тормоза- 700;

-педаль сцепления- 150;

-рычаг стояночного тормоза- 400;

-рычаг переключения передач- 60.

Базу автомобиля определяют, ориентируясь на существующие конструкции - аналоги; предварительно координаты центра масс определяют по выражениям:

- для трёхосного автомобиля:

где L-база автомобиля прототипа (L= 3,5 м); l-расстояние между средней и задней осью автомобиля прототипа (l=1,6 м).

Расстояние от центра масс до задней оси автомобиля определится из выражения:

Высоту центра масс автомобиля выбирают из соотношений:

-для грузовых автомобилей

м

2. Расчет масс элементов проектируемого автомобиля

2.1 Общее уравнение массы в абсолютной и относительной форме

Уравнение массы в абсолютной форме имеет вид:

где m₀-полная масса машины (агрегата) с грузом, кг; m_р-масса рамы (корпуса) с учетом несущих элементов(лонжеронов), поперечных связей, бамперов и буксирных устройств, рамных кронштейнов, кабин управления и оперения, кг; m_ка-масса колесных агрегатов с учетом массы шин, ободьев и ступиц с подшипниковыми узлами, системой центральной накачки и воздуха в шинах, кг; m_а-масса системы подрессоривания с учетом массы направляющих, упругих и гасящих элементов, а также системы регулирования и стабилизации корпуса, кг; m_упр-масса элементов управления машины с учетом рулевого управления с гидроусилителем руля, тормозной системы с колесными тормозами, воздушными ресиверами и т.п., кг; m_Т-масса топлива с учетом топливных баков и топливной аппаратуры, размещенной вне двигателя, кг; m_оп-масса опор вывешивания машины с учетом домкратов, опорных плит, поперечных балок и механизмов опор, кг; m_доп-масса дополнительного оборудования с учетом электрооборудования, ЗИП, лебедки и другой неучтенной массы, кг; m_су-масса силовой установки с учетом массы двигателя, обслуживающих его систем, охлаждающей жидкости и масла, кг; m_тр-масса трансмиссии с учетом колесных редукторов и приводов управления, кг; m_п-масса полезной нагрузки с учетом кузова или грузовой платформы, а также технологического оборудования и технических систем для обслуживания груза, кг.

2.2 Расчет характеристик массы транспортного средства на этапе проектирования

Используя габаритный чертеж, определяем приведенную длину рамы и консоли .

Вычислив отношение , по графику определяем значение коэффициента нагрузки =0,025.

Рис. 4 Коэффициент нагружения рамы

Приняв для лонжеронной рамы отношение , которые гостированны, по графику получаем значение коэффициента формы .



Рис. 5 Коэффициент формы рамы

Исходя из назначения машины задаемся значениями коэффициентов:

Для стали 25ПС принимаем предел текучести и удельный вес материала

Рассчитываем относительную массу рамы:

Определяем относительные массы других элементов машины:

Относительная масса колесных агрегатов:



где - относительная масса ободьев колес;

- относительная масса ступиц;

- относительная масса шин.

Относительная масса системы подрессоривания:

где - для листовых рессор;

-полный ход колеса;

- для подвесок с листовыми рессорами;

- полный ход колеса;

- для подвесок с металлическими упругими элементами;

-минимальное удельное давление (согласно задания).

Относительная масса элементов управления автомобиля:

где кг - масса, приходящаяся на управляемые колеса;

кг - полная масса машины;

-относительная масса элементов тормозной системы с колесными тормозами.

Относительная масса топлива:



- коэффициент учитывающий массу баков;

D = 0,035…0,045 = 0,04 - динамический фактор;

км - запас хода по топливу;

- КПД двигателя;

- КПД трансмиссии;

- удельный расход топлива для карбюраторных двигателей.

Относительная масса опоры:

Относительная масса дополнительного оборудования:

К дополнительному оборудованию относятся система электрооборудования с АКБ, ЗИП индивидуальный, лебедки для самовытаскивания, фаркоп и другое неучтенное оборудование. По данным статистики, для выполненных конструкций многоосных машин относительная масса этого оборудования может составлять .

Относительная масса конструкции:

Определим удельную эффективную энерговооруженность машины:

кВт/кг

- ускорение свободного падения;

- минимальный динамический фактор;

- максимальная скорость.

Относительная масса силовой установки:

где кг/кВт

- коэффициент, учитывающий массу узлов крепления двигателя к раме машины;

кг/кВт - удельная масса для фарсированых дизельных двигателей;

кг/кВт - удельная масса систем двигателя.

Относительная масса трансмиссии:

где кг/кВт - механическая трансмиссия трехосных полноприводных машин.

Относительная масса полезной нагрузки:

Уточняем полную массу проектируемого автомобиля:

кг

Уточняем коэффициент грузоподъёмности проектируемого автомобиля:

Определяем массы всех составляющих элементов конструкции проектируемого автомобиля:

кг

кг

кг

кг

кг

кг

кг

кг

кг

3. Определение положения центра масс автомобиля

После определения полной массы автомобиля и его составляющих необходимо определить положение центра масс агрегата в целом и центра масс. Положение общего центра масс необходимо для определения нагрузок на колеса и расчета параметров устойчивости движения и плавности хода.

Для расчета положения центра масс необходимо иметь общую конструктивно-компоновочную схему агрегата, выполненную в масштабе. На эту схему (Рис.5) после размещения (компоновки) всех составляющих масс агрегата наносят положения центров масс всех его элементов.

Уравнения моментов относительно каждой из координатных осей:

где Хi, Yi - координаты элементарных масс агрегата по компоновочному чертежу, м; mi - элементарные массы элементов агрегата, кг.

Для улучшения проходимости и устойчивости агрегата необходимо, чтобы его центр масс находился как можно ниже по высоте, а по длине агрегата занимал такое положение, при котором нагрузка на все колеса была бы одинаковой. Допускается перегрузка задних колес относительно передних не более чем на 5...10%.



Рис. 6 Определение центра масс

Учитывая реальные габариты автомобиля необходимо определить коэффициент его масштаба на схеме (Рис.5). Для определения коэффициента масштаба необходимо реальную длину автомобиля разделить на длину по схеме:

где -длина автомобиля;

-длина автомобиля по схеме.

Тогда реальное расположение центра масс автомобиля получится по следующим координатам:

По полученным результатам можно сделать вывод, что автомобиль удовлетворяет вышеупомянутым условиям.

4. Выбор и обоснование выбора двигателя, трансмиссии, ходовой части

автомобиль двигатель трансмиссия масса

4.1 Выбор двигателя

При повышенной мощности двигателя улучшаются динамические качества автомобиля, возрастает средняя скорость движения, однако при этом возрастают его размеры, масса и стоимость, расход топлива и масла. При недостаточной мощности двигателя автомобиль будет создавать помехи для других более скоростных автомобилей.

Необходимую максимальную мощность двигателя находят из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля при заданных дорожных условиях, сравнивают с мощностью двигателей аналогов и на этой базе делается заключение о пригодности двигателя.

Поскольку при максимальной скорости ускорение автомобиля равно нулю, исходя из уравнения мощностного баланса необходимая мощность двигателя для движения автомобиля весом G₀, со скоростью V_max с учетом всех видов потерь определится по выражению:

где V_max=90 км/ч - максимальная скорость автомобиля (согл. задания);

D_min=0,025 - минимальный динамический фактор (согл. задания);

- вес автомобиля;

з_д?з_у=0,85;

з_тр=0,85 (согл. выбранного прототипа);

К_w=0,65 - коэффициент обтекаемости (согл. выбранного прототипа);

- лобовая площадь автомобиля.

По определенной мощности проектируемого двигателя и массы двигателя, относительно массовых расчетов выбираем двигатель КамАЗ 740.50

Согласно таблицы 2

Таблица 2

Краткая техническая характеристика двигателей

Марка двигателя	Число цилиндров	Мощность, кВт	Частота вращения коленчатого вала, Об/мин	Крутящий момент, Н*м
КамАЗ 740.50	8V	265	2200	1470

Выбрав конкретную модель двигателя, строят его внешнюю характеристику.

Следует отметить, что часто внешние характеристики двигателя приведены в их паспортных данных.

4.2 Выбор трансмиссии

В первом случае определим потребные передаточные числа главной передачи и первой передачи в коробке передач.

Определяем передаточное число главной передачи:

где n_e=2200 об/мин;

r_k=D_ш/2=0,75 м - радиус колеса;

V_max=90 км/ч - максимальная скорость автомобиля (согл. задания).

Передаточное число на первой передаче , самой низшей передаче, определяется из условия равенства моментов на валу двигателя в точке и момента на колесах при , то есть:



где - передаточное число дополнительной передачи (в раздаточной коробке),

Используем способ разбивки передач по закону геометрической прогрессии.

Определяем знаменатель прогрессии:

где n=5 - число передач в КП.

Определяем передаточный числа на каждой передаче:

i_кп1=q⁴=5,376

i_кп2=q³=3,533

i_кп3=q²=2,319

i_кп4=q=1,523

i_кп5=1

Выбираем для установки на проектируемый автомобиль пятиступенчатую коробку передач. Согласно анализу полученных результатов, с данными прототипа коробка передач имеет большие передаточные числа на каждой передаче.

4.3 Выбор ходовой части

На проектируемом автомобиле применяется рама лонжеронного типа, состоящая из 2-х продольных балок, соединенных поперечинами с помощью заклепок, при чем в зонах наибольших нагрузок площадь поперечного сечения увеличена. В передней части рамы к лонжеронам крепится буфер, защищающий автомобиль от повреждений при наезде на препятствия, а сзади установлено буксируемое устройство. Для крепления основных узлов и агрегатов к раме установлены специальные кронштейны. Балки управляемых мостов штампованные, двутаврового сечения. В средней части балка изогнута для снижения положения центра тяжести автомобиля, что способствует повышению его устойчивости. Балки ведущих мостов пустотелые и внутри них устанавливаются главные передачи, дифференциалы и полуоси. Параметры ходовой части определены ранее и небольшой конструктивной особенностью отличаются от заданного автомобиля прототипа.

5. Тяговые расчеты и определение разгонных свойств

Для выполнения определения тягового расчета и разгонных свойств проектируемого автомобиля необходимо:

1. Определить эффективную мощность двигателя на различных режимах его работы:

где А,Б,С- экспериментальные коэффициенты пропорциональности, принимающие следующие значение (для дизелей с неразделенной камерой сгорания):

А=0,87

В=1,13

С=1

2 Определить интервал нарастания оборотов двигателя на различных режимах работы:

3. Определить крутящий момент двигателя на различных режимах его работы:

Результаты расчетов сводим в таблицу 3:

Таблица 3

Результаты расчета внешней характеристики двигателя

	nxx	n1	n2	n3	n4	nnom
nе (об/мин)	600	920	1240	1560	1880	2200
Nе (кВт)	66,23	107,43	147,46	182,28	207,81	220,00
Ме (Нм)	1001,42	1059,37	1078,92	1060,09	1002,86	907,25

На основании расчетов строим графики крутящего момента и внешней скоростной характеристики.

4. Определить скорость движения на различных режимах работы:

Где - передаточное отношение трансмиссии, определяемое по формуле:

5. Определить силу тяги по двигателю на различных режимах работы:

6. Определить силу сопротивления воздуха (на высших передачах):

где

Результаты расчётов сводим в таблицу 4:

Таблица 4

Результаты расчёта динамической характеристики

Передача	Определяемый параметр	(об/мин)	600	880	1160	1440	1720	2000
		(кВ)	62,92	102,05	140,09	173,17	197,42	209,00
1-я	V (км/ч)		3,04	4,67	6,29	7,92	9,54	11,16
			63235,66	66894,57	68129,36	66940,03	63326,56	57288,97
			3,27	7,69	13,97	22,11	32,11	43,97
	D		0,409	0,432	0,440	0,432	0,409	0,370
2-я	V (км/ч)		4,63	7,10	9,57	12,05	14,52	16,99
			41557,21	43961,78	44773,26	43991,65	41616,95	37649,17
			7,57	17,80	32,34	51,19	74,35	101,81
	D		0,269	0,284	0,289	0,284	0,268	0,243
3-я	V (км/ч)		7,06	10,82	14,59	18,35	22,12	25,88
			27277,43	28855,75	29388,39	28875,36	27316,65	24712,26
			17,58	41,33	75,07	118,82	172,57	236,31
	D		0,176	0,186	0,189	0,186	0,175	0,158
4-я	V (км/ч)		10,75	16,48	22,21	27,94	33,67	39,41
			17914,42	18950,97	19300,79	18963,85	17940,17	16229,74
			40,75	95,81	174,05	275,48	400,09	547,88
	D		0,116	0,122	0,124	0,121	0,113	0,101
5-я	V (км/ч)		16,37	25,10	33,83	42,56	51,29	60,01
			11762,58	12443,19	12672,87	12451,64	11779,49	10656,43
			94,52	222,24	403,72	638,98	928,01	1270,82
	D		0,075	0,079	0,079	0,076	0,070	0,061

7. Определить динамический фактор:

По данным таблицы 3 строится динамическая характеристика и по ней оценивается тягово-скоростные показатели рассчитываемого автомобиля

Динамическая характеристика автомобиля

Проверочный график величины обратных ускорений

8. Определяем время разгона автомобиля:

С помощью полученной динамической характеристики находятся величины ускорения на различных режимах работы по формуле:

, м\c²

где д - коэффициент учёта вращающихся масс и определяется по формуле:

д - 1,04 + 0,04 · U_кпi²

Ш = 0,02

Таблица 5

Разгонные свойства автомобиля

		V,(км/ч)	V,(м/с)	D	Ш	D-Ш	д	j,(м/с2)	1/j,(с2/м)
1-я	1	3,04	0,85	0,409	0,02	0,389	2,50	1,528	0,654
	2	4,67	1,30	0,432		0,412		1,621	0,617
	3	6,29	1,75	0,440		0,420		1,652	0,605
	4	7,92	2,20	0,432		0,412		1,622	0,617
	5	9,54	2,65	0,409		0,389		1,530	0,654
	6	11,16	3,10	0,370		0,350		1,376	0,727
2-я	1	4,63	1,29	0,269		0,249	1,67	1,456	0,687
	2	7,10	1,97	0,284		0,264		1,547	0,646
	3	9,57	2,66	0,289		0,269		1,577	0,634
	4	12,05	3,35	0,284		0,264		1,547	0,646
	5	14,52	4,03	0,268		0,248		1,456	0,687
	6	16,99	4,72	0,243		0,223		1,305	0,766
3-я	1	7,06	1,96	0,176		0,156	1,32	1,162	0,861
	2	10,82	3,01	0,186		0,166		1,236	0,809
	3	14,59	4,05	0,189		0,169		1,260	0,793
	4	18,35	5,10	0,186		0,166		1,234	0,811
	5	22,12	6,14	0,175		0,155		1,156	0,865
	6	25,88	7,19	0,158		0,138		1,028	0,973
4-я	1	10,75	2,99	0,116		0,096	1,17	0,804	1,244
	2	16,48	4,58	0,122		0,102		0,857	1,167
	3	22,21	6,17	0,124		0,104		0,872	1,147
	4	27,94	7,76	0,121		0,101		0,848	1,179
	5	33,67	9,35	0,113		0,093		0,785	1,273
	6	39,41	10,95	0,101		0,081		0,684	1,461
5-я	1	16,37	4,55	0,075		0,055	1,10	0,494	2,024
	2	25,10	6,97	0,079		0,059		0,526	1,901
	3	33,83	9,40	0,079		0,059		0,529	1,891
	4	42,56	11,82	0,076		0,056		0,502	1,990
	5	51,29	14,25	0,070		0,050		0,447	2,237
	6	60,01	16,67	0,061		0,041		0,363	2,758

Скорость автомобиля считается максимальной при условии. Что его ускорение движения будет равно нулю. Следовательно, максимальная скорость движения 90 км/ч.

В ходе проделанной работы были определены параметры разгона автомобиля и построены динамические характеристики его двигателя, по которым можно наблюдать зависимость времени разгона автомобиля от его скорости движения на различных передачах.

В результате расчётов были определены следующие характеристики: скорость движения автомобиля, сила тяги по двигателю, силы сопротивления по воздуху и динамический фактор.

6. Расчёт усилителя рулевого привода

6.1 Расчёт рулевого колеса

В рулевом управлении рассчитывают на прочность:

· детали рулевого механизма;

· детали рулевого привода.

При расчете на прочность определяют нагрузки, действующие на детали рулевого управления, и напряжения, возникающие в деталях.

Нагрузки в деталях рулевого механизма и рулевого привода можно рассчитывать, задавая максимальное усилие на рулевом колесе или определяя это усилие по максимальному сопротивлению повороту управляемых колес автомобиля на месте. Эти нагрузки являются статическими. Однако при движении колесной машины по неровной дороге или при торможении на дороге с разными коэффициентами сцепления у управляемых колес детали рулевого управления могут испытывать динамические нагрузки. Поэтому динамические нагрузки необходимо учитывать с помощью коэффициента динамичности К_д= 1,5...3,0, который выбирается в зависимости от типа и назначения колесной машины, а также условий ее эксплуатации.

В рулевом механизме рассчитывают рулевое колесо, рулевой вал и рулевую передачу.

Расчетное усилие на рулевом колесе для легковых автомобилей Р_рк =400 Н, для грузовых и колесных тракторов Р_рк=700 Н. Для определения усилия на рулевом колесе по максимальному сопротивлению повороту управляемых колес на месте необходимо рассчитать момент сопротивления повороту



где ?? = 0,8 - коэффициент сцепления колеса с дорогой;

m_а1 = 4574,13 кг - масса машины, приходящаяся на управляемые колеса;

g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

P_в = 0,32 Мпа - давление воздуха в шинах;

Тогда:

Усилие на рулевом колесе для поворота на месте:

где - угловое передаточное число рулевого управления;

= 0,4 м - радиус рулевого колеса;

= 0,8 - КПД рулевого управления.

Угловое передаточное число рулевого управления в основном определяется передаточным числом рулевого механизма (рулевой передачи).

Для определения передаточного числа рулевого механизма в качестве основных исходных данных должны быть известны:

· Необходимый максимальный угол поворота колес в обе стороны.

· Желаемое число оборотов рулевого колеса от упора до упора n.

· Тип рулевого механизма.Определяем потребное передаточное число рулевого механизма:

n = 2,8 (в одну сторону) количество оборотов рулевого колеса;

= 90° = р/2 - необходимый максимальный угол поворота колес в обе стороны;

Тогда:

6.2 Расчёт усилителя руля

При проектировании усилителя рулевого управления должны быть известны:

1. Компоновка рулевого управления на автомобиле.

2. Компоновка основных агрегатов и систем автомобиля.

3. Максимальные моменты сопротивления повороту колес.

4. Передаточные числа РМ и РП.

5. КПД РМ и РП.

6. Максимальные углы поворота колес.

7. Усилия на рулевом колесе по эргономическим требованиям.

8. Максимальные угловые скорости рулевого колеса.

9. Технические характеристики комплектующих узлов и деталей.

Проектирование должно проводиться с учетом требований рациональной унификации элементов усилителя.

1. Проектный расчет рулевого усилителя включает:

2. Определение размеров гидроцилиндра.

3. Расчет центрирующих устройств распределителя.

4. Расчет реактивных устройств распределителя.

5. Расчет подачи гидронасоса.

6. Расчет распределителя.

7. Поверочный расчет.

8. Динамический расчет (завершает расчет усилителя).

Рассмотрим порядок расчета размеров гидроцилиндров усилителя.

Усилитель должен обеспечить поворот колес на месте при усилии водителя на рулевом колесе (Р_в) не превышающем 160-200 Н во всем диапазоне углов поворота колес.

Сила Рв, прилагаемая водителем к рулевому колесу, создает на поворотных кулаках колес момент:

где - момент на поворотном кулаке колеса, Н·м;

= 200 - сила, прикладываемая водителем к рулевому колесу, Н;

= 22,4, = 1 - передаточные числа рулевого механизма и привода, соответственно;

= 0,4 - радиус рулевого колеса, м;

= 0,85, = 0,9 - КПД рулевого механизма и привода, соответственно

Тогда:

Для поворота колес на месте усилитель должен создать на поворотном кулаке момент М_у

,

где - момент сопротивления повороту колес, Н·м

Тогда:

Сила Р_у, с которой гидроцилиндр усилителя воздействует на рулевой привод, определяется по формуле:

где = 0,25 м - плечо, на котором действует гидроцилиндр;

= 0,9 - КПД шарниров гидроцилиндра и привода от него к поворотному кулаку.

Из последних двух выражений, учитывая, что торец поршня гидроцилиндра образует круг, несложно получить зависимость для определения требуемого диаметра dгц гидроцилиндра:

Производительность насоса для питания гидроусилителя, чтобы гидроцилиндр успевал поворачивать управляемые колеса со скоростью большей, чем это в состоянии сделать водитель определяется зависимостью:

где D_ц = 0,075 м - диаметр цилиндра гидроусилителя;

l = 0,095 м - рабочий ход поршня;

щ_рк = 1 с^-1 - частота вращения рулевого колеса;

?? = 17,593 рад - угол поворота рулевого колеса, соответствующий крайним положениям управляемых колес;

??Q = 0,05 - потери на утечки в золотнике;

з_об = 0,85 - объемный КПД насоса.

Тогда:

В зависимости от конструкции насосы гидравлических усилителей имеют производительность от 3 до 90 л/мин. Полученные значения удовлетворяют данному условию.



Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта был спроектирован трехосный грузовой автомобиль повышенной грузоподъемности 9 тонн с дизельным двигателем КамАЗ 740.50 мощностью 265 кВт и полной массой 15,772 тонны. Все требуемые по заданию условия выполнены: максимальная скорость движения 90 км/ч, минимальный динамический фактор 0.025, максимальный динамический фактор 0.6, длиной кузова 6,5 метров и шириной 2.6 метров. Данный спроектированный автомобиль вписывается в заявленные габариты погрузки 02-Т, что позволяет осуществлять перевозки данного автомобиля на большие расстояния.

Список используемой литературы

1. Вахламов В.К. Конструкция, расчет и эксплуатационные свойства автомобилей. М.: Академия, 2009. 560 с.

2. Скотников В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Агропромиздат, 1986. 383 с.

3. Степанченко Э.П., Фалалеев П.П. Технологическое оборудование. Основы конструкции и расчета базовых машин. М.: Министерство обороны СССР, 1986. 364 с.

Размещено на Allbest.ru