Смекни!
smekni.com

ЗИЛ-130 (стр. 6 из 6)

m – масса детали, кг,

с – удельная теплоемкость стали (с = 500 дж/кг×град),

k - коэффициент теплоотдачи

= поверхность охлаждения нагреваемых деталей,
;

- разность между температурой нагреваемых деталей кардана
и температурой окружающего воздуха
;

dt –прирост температуры нагреваемых деталей карданного шарнира.

Определение площади поверхности охлаждения нагреваемых деталей карданного шарнира ЗИЛ-130.

Площади отдельных элементов карданного шарнира определяются по размерам, приведенным на рис.18.

Внешняя щека вилки Внутренняя щека вилки

Ѕ площади крестовины Ѕ боковой щеки вилки

Рис.18. К определению площади боковой поверхности

нагреваемых деталей карданного шарнира.

S внешней щеки = 0,0037 м2,

S внутренней щеки = 0,0019 м2,

R-радиус подшипника = 0,0195 м

S половины боковой щеки = 0,0017 м2,

S половины поверхности крестовины = 0,0033 м2,

S всей поверхности крестовины = 0,0066 м2,

S - общая площадь охлаждения деталей карданного шарнира = 4S щеки внешн. + 4(S щеки внутр. -

)+
боков. щеки + S крестовины = 0,043 м2.

Плотность стали – 7,8×10-3кг/м3.

Масса крестовины mк = 569 г.

V щеки вилки =

;см. рис.8.

Масса одной щеки

Общая масса: крестовины + 4 щеки вилки = 3,285 кг.

L – мощность подводимая к карданному шарниру.

где: m - коэффициент трения между шипом и вилкой m = 0,03,

R - расстояние от оси вращения вилки до точки приложения силы R =0,0475м,

d1 – диаметр шипа крестовины d1 = 0,025м,

g - угол наклона между валами g = 40,

Мm – 82 кгс×м при n = 1700 об/мин.

Нагрев карданного шарнира определяется по формуле:

,

где:

Зависимость температуры нагреваемых деталей карданного шарнира от времени работы представлена в таблице

Время работы карданного шарнира, сек

t - нагрев карданного шарнира,С0

0

0

10

0,56

60

3,26

120

6,64

180

10,2

240

12,9

600

26,6

960

33,4

1440

43,8

2880

53,4

4320

55,4

14400

55,8


График зависимости приведен на рис. 19.

Рис.19.Зависимость разности

между температурой

нагреваемых деталей кардана Т1 и температурой окружающего

воздуха Т2от времени работы карданного шарнира.

2.9.Материал деталей карданной передачи автомобиля ЗИЛ-130

Карданные валы – Сталь20;труба, волоченая из холоднокатаной ленты (ТУ 1046-62); твердость HRC 80-100.

Вилка кардана (приварная) – Сталь35(ГОСТ 1050-60);твердость НВ 207-241.

Фланец-вилка – Сталь35(ГОСТ 1050-60);твердость НВ 217-255.

Крестовина кардана – Сталь 20ХГНТР (ЧМТУ 22-58 ЦНИИЧМ); глубина нитроцементированного слоя шипов 1,1-1,5 мм; твердость поверхностного слоя HRC 60-65.

Скользящая вилка – Сталь 45 (ГОСТ 1050-60); глубина закаленного слоя 2-4 мм; твердость закаленного слоя HRC 42-56.

Шлицевая втулка промежуточного карданного вала. Сталь 40Х(ГОСТ 4543-61);твердость НВ 255-285.

Распорные втулки подшипника опоры промежуточного вала – Сталь 45 (ГОСТ 1050-60); глубина закаленного слоя 1,5-3 мм; твердость HRC 45-56.

Передняя и задняя крышки подшипника опоры промежуточного вала – Сталь 08, лист толщиной 1 мм (ГОСТ 3680-57 и ГОСТ 914 56).

Выводы

Произведя проверочный расчет карданной передачи автомобиля ЗИЛ-130 на возможность передачи возросшего на 100% крутящего момента, можно сделать вывод, что данная карданная передача полностью не удовлетворяет возросшим требованиям. Для устранения возникших недостатков требуется усиление некоторых деталей карданной передачи:

1. максимальное напряжение кручения превышает допустимое на 15%, угол закручивания превышает на 50% - это можно устранить, увеличив наружный и внутренний диаметры вала приблизительно на 10% (при сохранении пропорции ё

);

2. сила, действующая на шип крестовины, вызывает напряжение смятия на 30% превышающее допустимое – это можно устранить двумя путями:

а) путем применения более прочного материала, но этот способ менее предпочтителен, так как рассчитываемая крестовина изготовляется из высоколегированной стали с последующей термохимической обработкой и поэтому применение более дорогих сталей приведет к существенному подорожанию детали;

б) путем увеличения диаметра и длины шипа.

3. наибольшее результирующее напряжение в точках 1 и 3 вилки кардана превышает допустимое на 53% это можно устранить путем применения более прочного материала или увеличением размеров a и b.

4. интенсивный нагрев шарнира потребует применения более термостойкой смазки.

Литература:

1. Я.Э.Малаховский, А.А.Ленин, Н.К.Веденеев. Карданные передачи. М., 1962 г.

2. В.В.Осепчугов, А.К.Фрумкин. Автомобиль. Анализ конструкции, элементы расчета. М., "Машиностроение"; 1989 г.

3. Н.А.Бухарин, В.С.Прозоров, М.М.Щукин. Автомобили. Л.; "Машиностроение", 1973 г.

4. А.А.Звягин, П.А.Кравченко. Проектирование автомобиля, часть 3. Л.,ЛИСИ, 1973 г.