Легковой автомобиль 4-ого (большого) класса с конструктивной разработкой вариатора

Содержание

Техническое задание

Введение

1 Выбор и обоснование конструкции

2 Выбор прототипов

3 Расчёт передаточных чисел трансмиссии

4 Построение тяговой характеристики автомобиля

5 Расчёт шкивов вариатора

5.1 Расчётный крутящий момент

5.2 Определение минимального и максимального диаметра шкивов

6 Расчёт планетарного механизма

6.1 Исходные данные для расчёта

6.2 Расчётный параметры

6.3 Расчёт зубьев колёс на контактную выносливость активных поверхностей

6.4 Расчёт зубьев колёс на выносливость при изгибе

7 Проектный расчёт вала

7.1 Нагрузки на вал

7.2 Расчёт вала на статическую прочность

8 Расчёт шлицевого соединения

8.1 Расчёт шлицевого соединения на прочность

8.2 Расчёт шлицевого соединения на износ

9 Проверочный расчёт вала

10 Расчёт подшипников ведомого вала

11 Расчёт шарнира равных угловых скоростей

12 Сборка вариатора

13 Экономическое обоснование проекта

Заключение

Библиографический список

Техническое задание на проектируемое транспортное средство

1. Введение

1.1. Наименование

Легковой автомобиль 4-го (большого) с конструктивной разработкой вариатора.

2. Основания для разработки

2.1 Документ для основания разработки: Задание на курсовое проектирование по дисциплине «Конструирование и расчёт автомобиля и трактора»

2.2 Организация: УрФУ ММИ кафедра «Детали машин» секция «Автомобиле и тракторостроение»

2.3 Условное обозначение темы разработки:

Вариатор переднеприводного автомобиля.

3. Назначение разработки:

Легковой автомобиль 4-го класса повышенной комфортности (представительский класс).

4. Требования к изделию

4.1 Требования к функциональным характеристикам:

- автоматическое регулирование передаточного числа;

- возможность движения автомобиля на разных режима двигателя;

- простота управления трансмиссией.

4.2 Требования к надежности:

- минимальный пробег автомобиля до капитального ремонта 100000 км;

- обеспечение надёжной передачи крутящего момента на протяжении всего минимального пробега.

4.3 Требования к эксплуатации

- дорожные покрытия: асфальт, грунт, гравий, обледенелая дорога, снег, песок.

4.4 Требования к составу и параметрам изделия.

- автомобиль с колёсной формулой 4х2;

- трансмиссия – передний привод с вариатором;

- вариатор оборудуется селектором для возможности ручного управления;

- максимальная скорость (не ниже) 200 км/ч;

- объём двигателя 3,5 – 5 л (легковой автомобиль 4-го класса автомобиля)

Введение

В дисциплине «Конструирование и расчет автомобиля и трактора» рассматриваются основные вопросы проектирования узлов, систем и агрегатов наземных транспортных средств.

Цель выполнения курсового проекта - овладение основами проектирования и методикой расчета основных узлов трансмиссии ТС, а так же разработки конструкторской документации.

Необходимо освоить следующие навыки:

изучить современные решения в области проектирования трансмиссий;

изучить и использовать стандарты и нормативные документы при проектировании узлов;

уметь оценивать влияние изменений в конструкции на эксплуатационные параметры и на стоимость ТС, оценивать целесообразность внесения изменений в конструкцию;

владеть методиками расчета основных элементов трансмиссии автомобиля, уметь оценивать полученные в ходе расчетов результаты;

уметь технически грамотно выполнять чертежи;

Выбор и обоснование конструкции

В современном автомобилестроении всё большую популярность набирают автомобили с автоматической коробкой передач, в частности с вариаторами.

Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач (далее КП) с гибкой связью в виде ремня или цепи. Основное преимущество вариатора по сравнению с другими КП заключается в эффективном использовании мощности двигателя за счет оптимального согласования нагрузки на автомобиль с оборотами коленчатого вала, тем самым достигается высокая топливная экономичность, либо высокая динамика, также обеспечивается непрерывное изменение крутящего момента, отсутствие рывков, высокий уровень комфорта при движении автомобиля.

В данном курсовом проекте излагается расчёт легкового автомобиля 4-го класса повышенной комфортности (представительский класс) с цепным вариатором. Выбор цепи в качестве гибкого элемента обусловлен её высокой нагрузочной способностью и ресурсом вариатора в целом.

Выбор прототипов

Рассчитываемый автомобиль должен удовлетворять следующим требованиям:

Максимальная скорость движения не менее 230 км/ч;

Дорожное покрытие преимущественно асфальт в удовлетворительном состоянии;

Рабочий объём двигателя 3,55л;

Для расчёта в качестве прототипа выбран автомобиль Audi A8 4.0 TFSI.

Технические характеристики Audi A8 4.0 TFSI:

Характеристики двигателя

Тип двигателя…………………………………..…Vобразный, 6-цилиндровый

Рабочий объем, см³………………………………………………………….2995

Макс. мощность, л.с. при об/мин………………………………310 / 5100-6000

Макс. крутящий момент, Нм при об/мин…………………….. 440 / 2900 - 4750

Динамические характеристики

Максимальная скорость, км/ч……………………………………………… 250

Время разгона 0100 км/ч, с..………………………………………………… 5,7

Трансмиссия

Тип привода…………………………… Постоянный полный привод quattro®

Коробка передач…………………………………….….. 8-ступенчатая tiptronic

Характеристика масс и масса буксируемого прицепа

Собственная масса, кг……………………………………………………..1905

Допустимая полная масса, кг…………………………………………….. 2520

Для рассчитываемого автомобиля выбираем двигатель Honda 3.5 V6 SOHC VTEC ( 6цилиндровый, V-образный, 24клапанный, с одинарным верхним распределительным валом, блок цилиндров из легкого сплава с системой переменного управления цилиндрами (Variable Cylinder Management).

Технические характеристики двигателя Honda 3.5 V6 SOHC VTEC:

Максимальная мощность, л.с./об. мин………………………………..281/6200

Максимальный крутящий момент, Нм/об. мин………………………342/4900

Объем двигателя, см3……………………………………………………….3471

Степень сжатия…………………………………………………………………………10,5

Диаметр цилиндра, мм……………………………………………………...…89

Ход поршня, мм…………………………………………………..................….93

В качестве прототипа выбран вариатор фирмы Audi Multitronic 01J.

Технические характеристики вариатора Multitronic 01J:

Обозначение…………………….................................................. Multitronic 01J

Заводское обозначение………… ………………………………………….VL 30

Максимальный передаваемый крутящий момент……………………….310 Нм

Диапазон передаточных отношений вариатора………………………2,400,40

Диапазон передаточных чисел

(частное максимального и минимального

передаточных чисел)……………………………………………..……………..6

Передаточное число промежуточной передачи…………………51/46 = 1,109

Передаточное число главной передачи……………………………43/9 = 4,778

Примем для расчёта следующие технические данные:

В качестве сцепления используются пакеты дисков фрикционов планетарного ряда;

Задний ход обеспечивается планетарным рядом;

Передаточные числа при движении вперёд и назад в планетарном ряде равно 1;

Главная передача гипоидная с передаточным числом 4,5.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы был произведён расчёт автомобиля 4-го класса с вариатором.

В ходе курсовой работы были достигнуты поставленные цели.

изучить современные решения в области проектирования трансмиссий;

изучить и использовать стандарты и нормативные документы при проектировании узлов;

уметь оценивать влияние изменений в конструкции на эксплуатационные параметры и на стоимость ТС, оценивать целесообразность внесения изменений в конструкцию;

владеть методиками расчета основных элементов трансмиссии автомобиля, уметь оценивать полученные в ходе расчетов результаты;

уметь технически грамотно выполнять чертежи;

В ходе выполнения курсового проекта широко использовался программное обеспечение на Персональном компьютере:

MS Word;

MS Excel;

КОМПАС-3D V14.

В результате расчётов была спроектирован вариатор, который соответствует техническому заданию.