Расчет автомобиля ВАЗ 2104 (стр. 2 из 3)
Передаточное число 1 передачи: 3,67
Передаточное число 4 передачи: 1,00
Внутренний диаметр вала: 66 мм
Толщина стенки: 2 мм
Длина карданного вала:
“Коробка передач – Промежуточная опора”: 606мм
“Промежуточная опора – Задний мост”: 785 мм
Плотность материала вала: 7800 кг/м2
2.1 Определение критической частоты вращения
,Определение максимальной частоты вращения карданного вала:
,где
= 1,1…1,2 
,Приведенный момент инерции:
Масса карданного вала
Тогда критическая угловая скорость для карданного вала:
Проверка по условию:
В данном случае условие выполняется, т.к.
2.2 Определение напряжения кручения
Напряжение кручения вала:
где
Мкр = Мдв. max Ч i1Чзкп = 116Ч3,67Ч0,99 = 421
Нм – крутящий момент на выходном валу коробки передач на низшей передаче,
- момент сопротивления при кручении.
Следовательно,
Условие по напряжению кручения карданного вала выполняется.
2.3 Расчет крестовины карданного вала
Определение напряжения смятия шипов крестовины:
где r = 47,2 мм – расстояние между серединами игольчатых роликов,
- угол установки карданного вала, = 30 - для легковых автомобилей.Следовательно, нормальная сила
Рис.3 Крестовина карданного вала напряжение смятия:
Определение напряжения изгиба шипов крестовины:
Определение касательного напряжения:
где dш – диаметр шипа, dш = 14,7 мм.
Следовательно, касательное напряжение:
Вывод: В расчете были определены основные параметры карданного вала привода задних колес ВАЗ – 2104. Полученные результаты удовлетворяют всем нормам и допущениям.
3. Расчет дифференциала
Необходимо определить нагрузку на зубья сателлитов, полуосевых шестерен, крестовину и нагрузки со стороны сателлитов на корпус дифференциала.
Требования к узлу:При анализе и оценке конструкции дифференциала, как и других механизмов, следует руководствоваться предъявляемыми к ним требованиями:
Распределение крутящих моментов между колесами и мостами в пропорции, обеспечивающей наилучшие эксплуатационные свойства (максимальную тяговую силу, хорошие устойчивость и управляемость)
Кроме того, к дифференциалу, как и ко всем механизмов автомобиля, предъявляют такие общие требования: обеспечение минимальных размеров и массы, простота устройства и обслуживания, технологичность, ремонтопригодность.
Прототип:В качестве прототипа возьмем дифференциал автомобиля ВАЗ – 2104. Дифференциал конический, двухсателлитный.
Расчет:
3.1 Определение нагрузки на зуб сателлита и полуосевых шестерен
Нагрузку на зуб сателлита и полуосевых шестерён определяют из условия, что окружная сила распределена поровну между всеми сателлитами, и каждый сателлит передает усилие двумя зубьями. Окружная сила, действующая на один сателлит:
где, r1 – радиус приложения, r1 = 0,025 м;
r2 = 0,036 м;
nс – число сателлитов, nс = 2;
Мкmax – максимальный момент, развиваемый двигателем, Мкmax=116 НЧм;
uКП1 – передаточное число первой передачи, uКП1 = 3,67;
uГП – передаточное число главной передачи, uГП = 3,9;
КЗ = 1,7 – коэффициент запаса для автомобильной отрасли;
Шип крестовины под сателлитом испытывает напряжение среза
Рис.4 Зуб сателлита
где [
= 100 МПа, исходя из этого можно найти d; 
Шип крестовины под сателлитом испытывает также напряжение смятия
где [
= 55 МПа, исходя из этого можно найти l1; 
Шип крестовины под сателлитом испытывает напряжение смятия в месте крепления в корпусе дифференциала под действием окружной силы
где [
= 55 МПа, исходя из этого можно найти l2; 
3.2 Определение давления торца сателлита на корпус дифференциала
Давление торца сателлита на корпус дифференциала определяется напряжение смятия.
где [
= 15 МПа; 
4. Расчет синхронизатора
Требования к узлу: При анализе и оценке конструкции коробки передач, как и других механизмов, следует руководствоваться предъявляемыми к ним требованиями:
·обеспечение оптимальных тягово – скоростных и топливно – экономических свойств автомобиля при заданной внешней характеристики двигателя;
·бесшумность при работе и переключении передач;
·легкость управления;
·высокий КПД;
Кроме того, к коробке передач, как и ко всем механизмам автомобиля, предъявляют такие общие требования:
·обеспечение минимальных размеров и массы;
·простота устройства и обслуживания;
·технологичность;
·ремонтопригодность;
Коробка передач четырехступенчатая с синхронизаторами на всех передачах переднего хода. Главная передача цилиндрическая, косозубая.
Передаточные числа:
первая передача – 3,75;
вторая передача – 2,30;
третья передача – 1,349;
четвертая передача – 1;
задний ход – 3,53;
главная передача – 3,9;
n – максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя,
n – 5600 об/мин;
4.1 Определение момента трения в синхронизаторе
Для выравнивания угловых скоростей соединяемых элементов необходимо на поверхностях конусов создавать момент трения Мтр
где t – время синхронизцаии, t = 1 с;
J– момент инерции, соответствующий деталям, вращающимся вместе с шестерней включаемой передачи;
ще - угловая скорость коленчатого вала,
– передаточное отношение включаемой передачи, = 2,30, 
– передаточное число выключаемой передачи, = 3,75. 
;