Решение / задача 2

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2

по дисциплине «Конструкция, потребительские свойства автомобиля и техническая эксплуатация ходовой части и кузова»

по теме «Определить критическую частоту вращения карданного вала. Рассчитать на прочность крестовину карданного шарнира при наличии смазки в шлицах компенсатора длины и без нее»

Выполнил: студент 2 курса

по направлению:

23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

Принял: доц. каф. Тегжанов Аблай-Хан Савитович

Работа принята «__»____202__ г.

Подпись: ____________________________

Омск

Тип автомобиля: КрАЗ;

Длина большого вала – L = 863 мм;

Внутренний диаметр вала – d = 82 мм;

Толщина стенки –  = 3,5 мм;

Внешний диаметр вала – D = 89 мм;

Диаметр шипа крестовины – d_ш = 33,65 мм;

Расстояние между торцами шипов – Н = 147 мм;

Длина шипа крестовины – l_ш = 33,65 мм;

Средний радиус приложения к шипу боковой силы – R = 55,675 мм;

Средний радиус шлицевого зацепления муфты – r = 28,3375 мм;

Коэффициент запаса для грузовых –  = 1,7;

Угол между осями валов – α = 0^°;

Передаточное число КП на низшей (первой) передаче – u_кн = 5,26;

Коэффициент трения в шлицевом соединении без смазки – µ = 0,3;

Максимальный крутящий момент двигателя – M_{max­ ­}= 883 Н·м;

Максимальная частота вращения коленчатого вала – n_max = 2100 min^-1.

1) Расчет критической частоты вращения карданного вала (min­^-1) на КрАЗ.

Формула расчёта критической частоты вращения карданного вала:

n_кр - критическая частота вращения карданного вала, min^-1

min^-1

Запас устойчивости карданного вала:

2) Проверочный расчет шипов крестовины на срез и изгиб в опасном сечении от действия только крутящего момента при наличии смазки.

M_кр – момент критический

Н·м

Затем момент, действующий на шипы крестовины раскладывается на пару сил из рис. 1:

M_кр = 2QR

Далее рассчитывается напряжение среза шипа и

напряжение изгиба:

(1)

(2)

[_из] = 500 МПа, [_ср] = 100... 120 МПа

[_из] ≥ _из

_ср

3) Расчет шипов крестовины, когда на них дополни­тельно действует осевая сила трения, со стороны шлицевой муфты компенсатора длинны вала.

Р - приведенная к одному шлицу сила, с которой шлицы давят друг на друга

Такая осевая сила действует через вилку одновременно на два шипа крестовины, поэтому на один шип (рис.2, вид на крестовину сверху)

Далее определяется результирующая сила:

Новое значение силы Q' подставляется в формулы (1) и (2) и опре­деляются напряжения среза и изгиба:

Оценка, насколько увеличи­лись напряжения при учете несмазанных шлицев: