- •Основы конструирования автомобилей
- •Введение
- •1. Основы проектирования автомобилей
- •1.1. Свойства автомобилей
- •1.2. Требования, предъявляемые к конструкции автомобилей
- •1.3. Стадии проектирования автомобилей
- •1.3.1. Техническое задание
- •Раздел 2 «Технические требования» определяет показатели качества и эксплуатационные характеристики автомобиля с учетом действующих стандартов и норм, в общем случае включает десять подразделов.
- •1.3.2. Эскизный проект
- •1.3.3. Технический проект
- •1.3.4. Рабочая документация
- •1.3.5. Порядок постановки автомобилей на производство
- •2. Нагрузочные и расчетные режимы. Методы расчета
- •2.1. Рабочие процессы агрегатов и систем автомобилей
- •2.2. Эквивалентная динамическая система трансмиссии автомобиля
- •2.3. Методы расчета элементов трансмиссии
- •3. Сцепления
- •3.1. Назначение. Классификация. Требования
- •3.2. Определение основных параметров сцепления
- •3.3. Рабочий процесс сцепления
- •3.4. Расчет на износ. Тепловой расчет
- •3.5. Расчет элементов сцепления
- •3.5.1. Расчет нажимных пружин
- •3.5.2. Расчет нажимного диска
- •3.5.3. Расчет ведомого диска
- •3.5.4. Расчет рычагов выключения
- •3.6. Расчет привода сцепления
- •4. Коробка передач
- •4.1. Назначение. Классификация. Требования
- •4.2. Определение основных параметров механической ступенчатой коробки передач
- •4.3. Расчет зубьев шестерен на прочность и долговечность
- •4.4. Расчет валов
- •4.5. Расчет подшипников
- •4.6. Расчет синхронизатора
- •5. Карданная передача
- •5.1. Назначение. Классификация. Требования
- •5.2. Рабочий процесс карданных шарниров
- •5.2.1. Кинематика карданных шарниров
- •5.2.2. Динамика карданного шарнира неравных угловых скоростей
- •5.3. Расчет элементов карданной передачи
- •5.3.1 Расчет карданной передачи с шарнирами неравных угловых скоростей
- •5.3.2 Расчет карданной передачи с шарнирами равных угловых скоростей
- •6. Главная передача
- •6.1. Назначение. Классификация. Требования
- •6.2. Нагрузки в главных передачах
- •6.3. Расчет шестерен главной передачи на прочность и долговечность
- •6.4. Расчет валов и подшипников главной передачи
- •7. Дифференциал
- •7.1. Назначение. Классификация. Требования
- •7.2. Кинематический анализ дифференциала
- •7.3. Расчет основных элементов дифференциала
- •8. Полуоси
- •8.1. Назначение. Классификация. Требования
- •8.2. Нагрузки, воспринимаемые полуосями
- •8.3. Расчет полуосей
- •9. Несущие системы
- •9.1. Назначение. Классификация. Требования
- •9.2. Расчет рамы автомобиля
- •9.3. Расчет кузова
- •10. Мосты
- •10.1. Назначение. Классификация. Требования
- •10.2. Расчет мостов
- •10.2.1. Расчет ведущего моста
- •10.2.2. Расчет управляемого моста
- •10.2.3. Расчет комбинированного моста
- •11. Подвески
- •11.1. Назначение. Классификация. Требования
- •11.2. Колебания и плавность хода автомобилей
- •11.3. Расчет упругих элементов подвески
- •11.4. Расчет направляющих устройств подвески
- •11.5. Расчет амортизаторов
- •12. Колеса. Шины
- •12.1. Назначение. Классификация. Требования
- •12.2. Расчет подшипников ступиц
- •13. Рулевое управление
- •13.1. Назначение. Классификация. Требования
- •13.2. Определение параметров рулевого управления
- •13.3. Кинематический расчет рулевого привода
- •13.4. Расчет элементов рулевого управления
- •14. Тормозные системы
- •14.1. Назначение. Классификация. Требования
- •14.2. Анализ тормозных механизмов
- •14.3. Расчет тормозных механизмов
- •14.4. Расчет тормозных приводов
- •Литература
14.3. Расчет тормозных механизмов
Целью проектного расчета тормозных механизмов является выбор основных их конструктивных параметров и приводной силы, необходимых для получения требуемого тормозного момента. Определение этих параметров осуществляется исходя их нормативов эффективности тормозных систем.
Расчет барабанных тормозных механизмов рабочей тормозной системы рекомендуется проводить в следующем порядке.
1. По заданной интенсивности торможения определяют суммарный тормозной момент на мостах автомобиля. Применительно к двухосному автомобилю:
, (14.13)
где – расчетное замедление автомобиля при торможении.
Максимальную тормозную силу можно получить, когда сцепная масса автомобиля используется полностью. При этом тормозные силы должны быть пропорциональны нормальным реакциям на колесах:
, (14.14)
где и– расстояния от центра масс автомобиля до передней и задней оси соответственно;– высота центра масс;– продольный коэффициент сцепления.
2. Выбирают тип тормозного механизма; задаются его основными размерами (, a, c, e); требуемые значения инаходят по вышеприведенным формулам с учетом того, что радиус барабана обуславливается необходимостью размещения его в колесе автомобиля. Как правило, в выполненных конструкциях, он принят на 20 ÷ 30 мм меньше внутреннего радиуса обода колеса;a = c = 0,8, e = 0,85.
3. Ширину фрикционных накладок b рассчитывают, исходя из допустимого давления между барабаном и колодкой, определяемого по формуле:
, (14.15)
где – угол обхвата колодки.
Допустимое давление – [] = 2 МПа.
4. Производят расчет тормозного механизма на энергонапряженность. Срок службы накладок зависит не только от давления между ними и барабаном, но и от удельной работы трения, которую рассчитывают по формуле:
, (14.16)
где – кинетическая энергия автомобиля;– суммарная площадь всех фрикционных накладок.
Допустимая удельная работа трения – [] = 0,8 ÷ 2 кДж/см2.
От удельной работы зависит износ и нагрев элементов тормозного механизма: тормозного барабана (диска), тормозных накладок. Для уменьшения удельной работы необходимо увеличивать площадь тормозных накладок и соответственно ширину тормозных барабанов и их диаметр.
При этом увеличение поверхности охлаждения благоприятно сказывается на режиме торможения. Этим объясняется наблюдаемая в последнее время тенденция увеличения размера колес легковых автомобилей для возможности размещения тормозных барабанов увеличенных размеров.
Нагрев тормозного барабана (диска) за одно торможение определяют по формуле:
, (14.17)
где –масса автомобиля, приходящаяся на тормозящее колесо; – начальная скорость торможения; – масса барабана (диска); – удельная теплоемкость материала барабана (диска).
Допустимый нагрев барабана (диска) за одно торможение – [] = 20° С.
Болты крепления барабана рассчитываются на срез. Допустимые напряжения – [] = 110 МПа.
Вал разжимного кулака рассчитывается на кручение. Допустимые напряжения – [] = 130 МПа.
Ряд деталей тормозов (разжимной кулак, нижние и верхние опоры и концы колодок) рассчитываются на смятие. Допустимые напряжения смятия в зависимости от материала деталей – [] = 110 ÷ 230 МПа.