Курсовая работа по дисциплине “Проектирование трансмиссий СДМ”

Министерство  образования и науки Украины

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет 
 

Кафедра подъемно-транспортных, дорожных, строительных машин и оборудования

им. А.М.Холодова 
 
 
 
 
 

 Курсовая  работа 

по дисциплине “проектирование трансмиссий СДМ” 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                              Выполнил: ст.гр. М-32

                                                                                               Покрова Р.В.

                                                                                         Проверил: проф.

                                                                                               Ковалевский С.Г. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Харьков 2009

 

     

    Содержание

    

    

    1. Задание  на курсовое проектирование…………………………………………3

    1.1. Технические  данные автомобиля…………………………………………….3

    1.2. Исходные  данные……………………………………………………………….6

    2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя……………. 7

    3. Построение тяговой характеристики двигателя……………………………..9

    4. Расчет и построение динамического паспорта автомобиля………………13

         5. Решение задач при помощи паспорта автомобиля .…………………...….16

      Литература………………………………………………………………………….18

    1.1. Технические данные  автомобиля.

    Транспортные  работы являются одним из основных строительных процессов, их стоимость составляет 12 – 20% от общей стоимости строительства. В связи с этим инженеру – механику по строительным и дорожным машинам необходимо хорошо знать область применения того или иного транспортного средства, уметь определять его основные параметры. В освоении этих вопросов важное место занимает данная курсовая работа. В работе приводится расчет и построение технических характеристик автомобиля, также решение некоторых задач, которые наиболее часто стоят перед механиком в условиях эксплуатации тех или иных машин. В качестве объекта исследования взят легковой автомобиль ЗАЗ-968. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Технические характеристики

Габаритные  размеры, мм: 

длина                                             4116

ширина                                             1570

высота                                             1400

Колесная база, мм                                             2424

Колея передних/ задних колес, мм                                        1365/1311

Ведущие колеса                                            задние

Двигатель                                             2103

Рабочий объем двигателя, куб.см покрытие                                   1451

Максимальная мощность, кВт (при об/мин.)                                56,6(5600)

Макс. крутящий момент, Нм (при об/мин)                              105,9(3400)

Система питания                                        карбюратор

Число передач в  КП                                           четыре

Передаточное число  глав. передачи                                               4,1

Максимальная скорость, км/ч                                              152

Время разгона с  места до 100км/ч, с                                               17

Расход  топлива, л/100 км: 

при 80 км/ч                                                8,4

размер шин                                                                               6,45-13Р (165-330)

Тип кузова                                             Седан

Количество мест                                                5

Количество дверей                                                4

Масса собственная, (кг)                                              1030

База, (мм)                                             2424

Колея спереди, (мм)                                             1365

Колея сзади, (мм)                                             1311

Дорожный просвет  до поддона картера двигателя, (мм)               175 
 
 

      Исходные данные

    

                                                            

 
 
 
 

      2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя.

    Рассчитаем  значение эффективной мощности :

    

,

    

    где  a = b = c – эмпирические коэффициенты, которые для карбюраторных двигателей равны 1,

    

    отношение  принимаем для карбюраторных двигателей равными: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,2.

    Определим частоту вращения коленвала для каждого из значений λ:

    

,

    Определим эффективный крутящий момент на маховике:

    

 

    

 

    

 

    

 
 

    

    

      

    Все переменные величины и результаты расчета приведены в таблице 2.

                                                            Таблица 2.

    По полученным расчетным точкам строим две кривые внешней скоростной характеристики (рис 2.). 

  Рис. 2. Внешняя скоростная характеристика двигателя 

    3. Построение тяговой характеристики двигателя

    Тяговая сила на ведущих колёсах определяется по формуле :

    

;

    где η  – КПД трансмиссии, принимаем  равным 0,85;

    

           r_к – статический радиус колеса.

           I_рк - передаточное число раздаточной коробки не учитываем, так как автомобиль не оборудуется раздаточной коробкой.

    Скорость автомобиля, соответствующая выбранным на скоростной характеристике точкам, определяем по формуле:

    

, м/с;

    где - передаточное число трансмиссии в зависимости от выбранной передачи.

    I-я передача:

                                         

    II-я передача

                                            

    

      

    III-я передача

                                         

    IV-я передача

                                               

    По  полученным значениям строим тяговую характеристику автомобиля (рис3.), значения приведены в таблице 3: 
 
 
 
 
 
 

                                                            Таблица 3.

    Нанесем на тяговую характеристику линии  сил сопротивления и получим  силовую характеристику. Силу сопротивления  дороги считаем по формуле:

    

 =  360,5(Н),

     где  = 0,035 – коэффициент сопротивления дороги.

    Сила  сцепления с грунтом:

    

= 7725 (Н) ;

    Далее необходимо определить силу сопротивления воздуха не менее чем для трех значений скорости:

    

;

    где k₀=0,2 Нс²/м⁴ – коэффициент сопротивления воздуха;

    F – лобовая площадь автомобиля, м² ;

    

=1,974 м².

    P_W1= 944 Н – значение при максимальной скорости.

    P_W2=1,91 Н – значение при минимальной скорости.

    P_W3=112,76 Н – значение при средней скорости.

    

    Нанесем все кривые на график изображенный на рисунке 3. 
 
 
 

    

 
 

    рис 3. Силовая характеристика автомобиля. 

 
 
 

    4. Расчет и построение динамического паспорта автомобиля

    Рассчитаем  значения динамического фактора  по формуле:

    

    Разность  P_t – P_W найдем для каждого значения скорости из графиков, как расстояние между соответствующими кривыми. Поделив полученные значения на полный вес автомобиля, получим значения динамического фактора. Данные расчета приведены в таблице 4.

                                                     

I-я передача                                             II-я передача            

                          

III-я передача                                           IV-передача

                           

    Таблица 4.

                               

    

    

    По  полученным данным V_a и D_a строим динамическую характеристику автомобиля. Динамическая характеристика, дополненная номограммой нагрузок и линиями ограничения по буксованию, представляет собой динамический паспорт.

    Для построения номограммы нагрузок ось  динамической характеристики продолжим влево от начала координат и на ней отложим отрезок произвольной длины. На этом отрезке нанесем шкалу нагрузки автомобиля, выраженную в процентах. Отсчет ведется слева направо. Далее нанесем шкалу D_о , масштаб которой определяется как отношение собственного веса автомобиля к полному. Одинаковые по значению точки на шкалах D_a  и D_о соединим прямыми линиями. Динамический паспорт автомобиля приведен на рисунке 4.

    

Рис.4. Динамический паспорт автомобиля

    5. Решение задач при помощи паспорта  автомобиля.

    1) Определить  максимальную скорость движения  автомобиля при заданных дорожных  условиях в зависимости от  нагрузки.

    Зная, что D = ψ нанесем на график значение ψ = 0.035 заданного коэффициента сопротивления дороги. Проведем вертикаль из значений 50 % и значения 100%, на шкале нагрузки,  до пересечения с прямой ψ = 0.023. Из полученных точек  проведем горизонтали до пересечения с графиком D_a = f(v), обозначив точки пересечения как 1 и 1_а. Соответствующие данным значениям скорости, они составляют 38,23 м/с (137,63 км/ч) и 37,3 м/с (134,28 км/ч), и будут скорость автомобиля при заданных дорожных условиях, соответственно при 50%-й и полной загрузке автомобиля.

    2) Определить  максимально возможный коэффициент сопротивления дороги ψ_max при полной и собственной массе автомобиля.

    

    Найдем  максимальное значение D_a на графике и обозначим его точкой 2_а. Значение D_a в данной точке будет соответствовать максимально возможному коэффициенту сопротивления дороги при полном весе автомобиля, который составляет  ψ_max = 0,5.

    Проведем  горизонтальную прямую и получим  точку 2_о как показано на рис. 4. Значение D_o в данной точке и будет равно максимально возможному коэффициенту сопротивления дороги при собственном весе, ψ_max = 0,694.

    3) Определим  максимальный уклон дороги при  заданном коэффициенте сопротивления  качения в зависимости от нагрузки.

    Значение  максимального уклона находится  из зависимости:

    

    Используем  коэффициенты сопротивления дороги найденные в предыдущей задаче, тогда:

    i = 0,5 – 0,015 =0,485 – максимальный уклон при полном весе автомобиля.

    i = 0,694 – 0,015 = 0,679 – максимальный уклон при собственном весе автомобиля.

    

    4) Сделать  вывод про возможность движения  автомобиля в заданных условиях  без пробуксовки.

    Для решения  этой задачи нанесем на динамический паспорт линии, соответствующие  коэффициенту сцепления φ=0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,75; 0,8.

    При заданных условиях (φ=0,75) без пробуксовки автомобиль начинает двигаться:

    при собственном  весе – на II-й передаче, при скорости 15,4 м/с;

    при 50%-й  загруженности – на I-й передаче, при скорости 12,3 м/с;

    при полной загруженности – на I-й передаче, при скорости 10,4 м/с.

    

    Литература

    1. Методические указания к выполнению курсовой работы по автотракторному транспорту для студентов дневного и вечернего факультетов специальности 0511 / Сост. В.П. Емельянов, И.Г. Кириченко. — Харьков : ХАДИ, 1984. – 16 с.

    2. Автомобили  «Жигули» ВАЗ-2104, -2105, -2107: Устройство  и ремонт/ В. А. Вершигора, А.  П. Игнатов, К. В. Новокшонов, К. Б. Пятаков. —2-е изд., стереотип.—М.: Транспорт,1991.—238 с.