Разработка методов расчета и проектирования фрикционно-винтовых соединений автомобилей

• Автор: Шамсутдинов, Ильдар Рафисович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 116 с. : ил.

1. Постановка задач исследования
1.1 Анализ конструкций и современных методов расчётов и
проектирования соединений валов со ступицами
1.1.1. Силовое взаимодействие валов со ступицами
1.1.2. Анализ соединений первой группы
1.1.3. Анализ соединений второй группы
1.1.4. Анализ соединений третьей группы
1.2 Задачи исследований
2. Разработка методов расчета и проектирования
(4Р клеммовых соединений
2.1. Соединения с симметричной прорезью
2.2. Соединение с накладкой
2.3. Соединения с боковой прорезью
2.4. Расчеты и проектирование соединений, нагруженных осевой
силой
2.5. Расчеты и проектирование соединений, нагруженных осевой
силой и моментом
3. Экспериментальное подтверждение теоретических
положений расчетов клеммового соединения
3.1. Методика, оборудование, измерительная аппаратура
экспериментального исследования клеммовых соединений
3.2. Анализ результатов исследований клеммовых соединений
4. Оценка экономической эффективности клеммового
соединения в конструкции автомобиля
4.1. Методические основы оценки экономической эффективности
конструкторско-технологических решений
4.2. Проектирование и расчет конструкции картера переднего
ведущего моста автомобиля КамАЗ-43118
Ф Заключение, выводы, рекомендации
Библиографический список использованной литературы
Экономическое положение государства в существенной степени обуславливается уровнем его научно-технического развития. Основной целью научно-технического прогресса является производство высококачественной продукции в необходимом объеме с наименьшими затратами материальных, трудовых и финансовых ресурсов. Экономика страны, НТП преследуют одну цель - наиболее полное удовлетворение потребностей граждан страны. Изменение массовых потребностей людей требует совершенствования технологии производства материальных благ, развития науки и техники. В настоящее время в экономическом развитии государств однозначно приоритет отдается интенсивному развитию, ставится цель не простого увеличения объема производства, а выпуска более совершенной, конкурентоспособной продукции. Для достижения этой цели особенно актуальным является решение проблемы обеспечения необходимого уровня качества производимой продукции. Эта проблема охватывает все этапы жизненного цикла изделия, является не только технико-экономической, но социально-экономической. Высокое качество выпускаемой продукции проявляется в том, насколько она удовлетворяет потребности людей, а также насколько она позволяет экономить ресурсы потребителя этого изделия. Высокое качество повышает имидж не только предприятия, но и государства, улучшает морально-нравственный климат на производстве и в обществе.
Одним из ключевых показателей качества изделий является надежность, которая закладывается в конструкцию при разработке. Надежность машины определяется надежностью её агрегатов, узлов и деталей, поэтому разработчик должен уделять пристальное внимание этому критерию.
Одним из самых широко распространенных узлов машин являются соединения, без которых, как правило, нет машин. В конструкциях машин, в том числе и автомобилей, соединения вал-ступица являются одними из наиболее ответственных узлов. Они в значительной степени определяют
надёжность, себестоимость и, следовательно, конкурентоспособность автомобильных агрегатов и автомобиля в целом.
По принципу передачи движения от вала к ступице (или, наоборот, от ступицы к валу) можно выделить три группы соединений вал-ступица. К первой группе отнесём фрикционные соединения с гладкими, круглыми сопрягаемыми поверхностями, в которых передача движения осуществляется за счёт сил трения, действующих между сопрягаемыми поверхностями. Фрикционные соединения могут сопрягаться по цилиндрическим поверхностям, либо по коническим поверхностям. Ко второй группе относятся соединения с некруглыми в торцовых сечениях сопрягаемыми профилями, в которых движение передаётся за счёт сил давления элементов валов на сопрягаемые элементы ступиц. К этой группе соединений относятся соединения шлицевые (либо с прямобочными, либо с эвольвентными, либо с треугольными шлицами*) и профильные соединения. К третьей группе относятся шпоночные соединения, в которых движение передаётся посредством дополнительных деталей - шпонок. К этой группе следует отнести соединения вал-ступица, в которых вращающий момент передаётся посредством штифтов.
По характеру относительного положения вала и ступицы соединения вал-ступица могут быть подвижными и неподвижными. Подвижные соединения могут обладать одной или двумя степенями свободы. В соединениях с одной степенью свободы может быть обеспечена возможность вращения ступицы относительно вала и исключена возможность их относительного осевого перемещения. В этих случаях передача движения между валом и ступицей не предусматривается; чаще всего в подобных случаях между валом и ступицей устанавливается промежуточное устройство - подшипник. Взаимодействие деталей, методы расчётов и проектирования этих соединений в настоящей работе не рассматриваются. Соединения вал-ступица часто проектируются с одной степенью свободы так, что обеспечивается возможность относительного
< От немецкого слова Schlitz - щель, разрез>
- пропорциональным силе Р02, действующей на правый винт, отрезки ок и о1 пропорциональны, соответственно, силам Р/2 , Р21 , а также отрезки кп и 1т, соответственно, пропорциональны силам Р2 и ^ . Сила Р01, растягивающая левый винт, возрастет на величину /и-тт ’ [Н], а сила Ру2, растягивающая правый винт, уменьшиться на величину ц-пп Таким образом,
Рог = Рап, + Р ■ тт' > а ^02 = Раш + Р ' Гп' Но сумма сил Р +F
1 П1 1 -1 ПТ мм ‘ 1 •
(2.17)
(2.18)
Рис. 2.3. Силовое взаимодействие элементов клеммового соединения с
накладкой