CALCULUL SICONSTRUCTIA AUTOVEHICULELOR RUTIERE 1- ELEMENTE ALE TRANSMISIEI A.R. -

IAI-2014-

Cuprins

Tema proiectului.....................................................................................................................Date iniiale.............................................................................................................................Trasarea caracteristicii de turaie la sarcin total..................................................................Determinarea raportului transmisiei principale.......................................................................Etajarea cutiei de viteze...........................................................................................................Proiectarea ambreiajului...........................................................................................................Determinarea momentului de calcul..........................................................................................Determinarea forei de apsare necesare...................................................................................Verificarea la uzur..................................................................................................................Verificarea la inclzire...............................................................................................................Calculul arcului diafragm........................................................................................................Calculul de rezisten al arcului tip diafragm.........................................................................Calculul arborelui ambreiajului...................................................................................................Calculul mecanismului de acionare..........................................................................................Calculul cutiei de viteze mecanice, in trepte.............................................................................Diametrele de divizare ale roilor dinate.................................................................................Soluia de fixare i blocare a treptei de vitez..........................................................................Schema cinematic a cutiei de viteze......................................................................................Dimensionarea arborilor din diagramele de incrcare...........................................................

Bibliografie

1. Abaitancei, D., Hasegan , C., Stoica, I., Claponi, D., Cihodaru, I.: Motoare pentru automobile sitractoare Constructie si tehnologie, vol. 2, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1980.2. Arama, C., s.a.: Automobilul de la A la Z, Ed. Militara, Bucuresti, 1985.3. Cernea, E.: Masini termice cu pistoane libere, Ed. Militara, Bucuresti, 1960.4. Constantinescu, P.: Motorul termic si turbina, Ed. Tineretului, Bucuresti, 1968.5. Creta, G.: Turbine cu abur si gaze, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1981.6. Cristea, P.: Practica automobilului, vol. 2, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1966.7. Cristescu, D., Raducu, V.: Automobilul. Constructie. Functionare. Depanare, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1986.8. Fratila, Gh.: Noutati n automobilism, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1968.9. Heinz Heisler: Advanced Engine Technology, SAE International, 1995.10. Heinz Heisler: Advanced Vehicle Technology, Elsevier Science, Reed Educational and Professional Publishing, 2nd edition, 2002.11. Ispas, St.: Motorul turboreactor, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1981.12. Kirillin, V.A., Scev, V.V., Seindlin, A.E.: Termodinamica, ed. a II-a, Ed. Stiintifica si Enciclopedica, Bucuresti, 1985.13. Manea, Gh.: Organe de masini, vol. I, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1970.14. Motoc, I, Popescu, I.: Autobuze cu motoare Diesel orizontale, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1979.15. Rakosi, E., Rosca, R., Manolache, Gh.: Ghid de proiectare a motoarelor de automobil, Editura Politehnium Iasi, 2004.16. Rakosi, E., Rosca, R., Manolache, Gh.: Sisteme de propulsie pentru automobile, Editura Politehnium Iasi, 2006.17. Rosca, R.: Autovehicule rutiere si tractoare, vol. I, Ed. Cutia Pandorei, Vaslui, 2002,18. Rosca, R., Rakosi, E., Vlcu V., Manolache, Gh.: Autovehicule rutiere si tractoare, vol. II, Editura Politehnium Iasi, 2004.19. Rosca, R., Rakosi, E.: Sisteme neconventionale de propulsie si transport, Editura Gh. Iasi Iasi, 2003.20. Rosca, R., Rakosi, E., Manolache, Gh., Rosu, V.: Elemente de tehnologia autovehiculelor, Editura Politehnium Iasi, 2005.21. Slatineanu, R.: Simbolizari si corespondente de oteluri, Centrul de documentare si PublicatiiTehnice al Industriei Metalurgice, Bucuresti, 1973.22. Smilaenov, B., Iolov, T., Milosova, M.: Traktor i avtomobili, Sofia, 1980.

23. Tecusan, N., Ionescu, E.: Tractoare si Automobile, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, vol.2, 1980.24. Urdareanu, T., Gorianu, M., Vasiliu, C., Canta, T.: Propulsia si circulatia autovehiculelor cu roti, Ed. Stiintifica si Enciclopedica, Bucuresti, 1987.25. * * * High Power Rating Timing Drives. Methode de calcul, Pirelli Power Transmission.26. * * * http://www.carbibles.com27. * * * ISORAN, Synchronous drives calculation handbook, Pirelli Group.28. * * * Standarde Romne, Catalog 2002, Ed. Tehnica, Bucuresti, 2002.29. * * * Volvo ECT Environmental Concept Truck, Volvo Truck Corporation, Geteborg, Sweden, 1997.30. * * * Suport de curs la disciplina Calculul si Constructia Autovehiculelor Rutiere 1

Tema proiectului

S se proiecteze urmtoarele elemente ale transmisiei unui autovehicul:1. Ambreiajul. Mecanismul de acionare2. Cutia de vitezeDate iniiale (preluate din catalogul mainii)Autovehicul: Rover 45 2.0 iDTSe impun urmtorii parametric dinamici:Vmax = 170 km/h (viteza maxim)G0 = 1011 kgf = 10110 N (greutatea autovehiculului gol)Np = 5 pasageriDimensiuni pneuri: 175/70 R13TDimensiuni autovehicul: l = 1678 mm; H = 1432 mmPanta maxim urcat in treapta I a cutiei de viteze: max = 17- 19Pmax = 63 kW / np = 5800 rpm (puterea maxim)Mmax = 130 Nm / nM = 3400 rpm (cuplul maxim)

Etapa I:

I. Trasarea caracteristicii externe (Caracteristica de turaie la sarcintotal)Pentru calculul organelor de transmisie este necesar trasarea acesteicaracteristici la scar. Caracteristica va rezulta in urma calculelor din aceast etap.A. Trasarea curbei de puterePentru trasarea curbei de putere se calculeaz puterea la vitez maxim Pvmax i puterea maxim dezvoltat de motor Pmax.

, in care:

- greutatea totala a autovehiculului;

, unde:

- greutate pasageri;

= 75 kgf

- greutate bagaje;

= 20 kgf

kgff coeficientul de rezistenta la rulare;

Obs.: Relaie valabil pentru v > 50 [km/h]

k coeficient aerodinamic

k = 0,020,035 se alege in funcie de aerodinamicitateaautovehiculului

- aria seciunii transversale a autovehiculului;

H inlimea autovehicululuil limea

- coeficient de corecie

Puterea maxim dezvoltat de motor se calculeaz pornind de la puterea la vitezamaxim, cu raportul:

, unde:

[rpm] turaia la vitez maxim

- turaia la putere maxim

- coeficieni ce depind de (coef. de elasticitate a motorului)

Din datele iniiale se adopt turaia la putere maxim, , apoi se calculeaz respectand plajele uzuale de valori de mai sus.

Obs.: Se accept c

Obs.: Ca i verificare, dac rezult din calcule mult mai mare decat putereamaxima a autovehiculului luat ca model se poate micora coeficientul aerodinamic. In cazurile in care diferena este foarte mare se va micora viteza maxim impus printema proiectului cu pan la 10-15%.

Not:

Calculul puterii efective, descris in cele ce urmeaz se face tabelat pentru valori ale turaiei, cuprinse intre - turaia minim stabil i , cu pasul de 100 rpm. La obinerea punctului (valorii) de maxim a puterii efective - pentru pasul se poate micora, inainte i dup la 50 rpm, pentru o bun evideniere a zonei de maxim.Astfel, se stabilete turaia minim stabil:

- puterea efectiv la turaia n este dat de relaia:

, unde:

B. Curba de momentMomentul efectiv la o turaie dat (n) este:

C. Curba de consum specific

D. Curba de consum orar

Tabelul 1:

nPeMeChCe

[rpm][kw][N*m][kg/h][g/kw/h]

120013,97061623111,18282084,90052356350,773615

130015,36112002112,84515095,308900524345,6063436

140016,77510248114,43016335,717277487340,8192287

150018,21013477115,9378586,12565445336,3871013

160019,66378808117,36823516,534031414332,287522

170021,13363357118,72129446,942408377328,5004614

180022,61724241119,99703617,35078534325,0080273

190024,11218579121,19546017,759162304321,7942319

200025,61603486122,31656658,167539267318,8447904

210027,12636081123,36035518,57591623316,1469498

220028,64073481124,32682618,984293194313,6893398

230030,15672802125,21597949,392670157311,4618453

240031,67191163126,0278159,80104712309,455496

250033,18385679126,762332910,20942408307,6623717

260034,6901347127,419533210,61780105306,0755209

270036,18831651127,999415811,02617801304,6888906

280037,6759734128,501980711,43455497303,4972674

290039,15067654128,927227911,84293194302,4962269

300040,60999711129,275157512,2513089301,6820924

310042,05150628129,545769412,65968586301,0519

320043,47277522129,739063513,06806283300,6033721

330044,8713751129,855040113,47643979300,3348964

340046,2448771129,893698913,88481675300,245511

350047,59085238129,855040114,29319372300,3348964

360048,90687212129,739063514,70157068300,6033721

370050,1905075129,545769415,10994764301,0519

380051,43932968129,275157515,51832461301,6820924

390052,65090984128,927227915,92670157302,4962269

400053,82281914128,501980716,33507853303,4972674

410054,95262877127,999415816,7434555304,6888906

420056,03790989127,419533217,15183246306,0755209

430057,07623368126,762332917,56020942307,6623717

440058,06517131126,02781517,96858639309,455496

450059,00229395125,215979418,37696335311,4618453

460059,88517278124,326826118,78534031313,6893398

470060,71137896123,360355119,19371728316,1469498

480061,47848367122,316566519,60209424318,8447904

490062,18405808121,195460120,0104712321,7942319

500062,82567337119,997036120,41884817325,0080273

510063,4009007118,721294420,82722513328,5004614

520063,90731125117,368235121,23560209332,287522

530064,34247619115,93785821,64397906336,3871013

540064,70396669114,430163322,05235602340,8192287

550064,98935394112,845150922,46073298345,6063436

560065,19620908111,182820822,86910995350,773615

570065,32210331109,443173123,27748691356,3493172

580065,3646078107,626207723,68586387362,3652719

590065,3212937105,731924624,09424084368,8573736

600065,18973221103,760323824,5026178375,8662134

610064,96749449101,711405324,91099476383,4378247

620064,6521517199,5851691625,31937173391,6245795

630064,2412750497,3816153425,72774869400,4862711

640063,7324356695,1007438426,13612565410,0914296

650063,1232047592,7425546626,54450262420,5189316

660062,4111534690,3070478126,95287958431,8599815

670061,5938529887,7942232827,36125654444,2205711

II. Determinarea raportului transmisiei principale Se face din condiia de vitez maxim a autovehiculului in treapta de vitez cu

raport unitar ().

, unde:

- raza de rulare [m]

d= 13``=330[mm]=0,330[m]H inlimea pneuluiH=0,70x175=0,7[m]

III. Etajarea Cutiei de Viteze:

Raportul de transmitere in treapta I se determin din condiia de pant maximimpus, pant pe care autovehiculul trebuie s o urce in aceast treapt de vitez, cumotorul funcionand pe caracter de turaie la sarcin total, la turaia de cuplu

maxim, .Fora la roat sau fora de traciune, necesar in acest caz este:

, unde:

- greutatea autovehiculului;

- panta maxima impusa;

f - coeficientul de rezisten la rulare

(viteza fiind mic, se poate aproxima cu )

Se observ c s-a neglijat rezistena aerului, deoarece viteza are valori reduse.Raportul in treapta I are expresia:

, unde:

- raza de rulare

- momentul (cuplul) maxim

Rapoartele de transmitere ale schimbtorului de viteze sunt in progrese geometric, cu o raie (raie de etajare). Raia progresiei geometrice i numrul treptelor de vitez sunt alese astfel incat s fie indeplinit condiia: .

Cele dou turaii, sunt turaiile intre care motorul funcioneaz stabil i

trebuie s indeplineasc condiia:

Pentru treapta k de vitez avem: .Considerand k treapta maxim de vitez ca fiind treapt cu raport de transmitereunitar (fr treapt de supravitez), vom avea:

Pentru calculul efectiv, se procedeaz mai intai la stabilirea unei raii de etajareiniial q, considerand pentru inceput:

numrul minim al treptelor de vitez:

Se rotunjete la valoarea imediat superioar i obinem numrul treptelor devitez, k.

, unde [...] reprez. partea intreag.

Cu aceast nou valoare, k, se calculeaz apoi raia de etajare a cutiei de viteze , raie care se utilizeaz in calculul celorlalte trepte de vitez, dupformula:

Not:

Dac se dorete adoptarea unei trepte de supravitez se stabilete raportul acesteia

Observaie:

In urma acestei etape se traseaz caracteristica extern pe hartie milimetric.

Numrul minim al treptelor de vitez va fi:

Pentru o treapt de vitez oarecare, j, avem:

.

Etapa a II-a:Proiectarea Ambreiajului

Din etapa anterioar se adopt (din diagram se iauvalori rotunjite).

Rolul ambreiajului:

Ambreiajul este elementul de legtur dintre motor i transmisie i are rolul de apermite decuplarea motorului de transmisie i ulterior cuplarea progresiv a acestora.

Condiii impuse la decuplare:

Decuplarea este necesar la pornirea de pe loc, dar i in timpul deplasrii, pentruschimbarea treptelor de vitez. De altfel, decuplarea trebuie realizat i in staionare,cand motorul este pornit, i la franare, cand turaia motorului tinde s scad sub ceastabil.

Condiii impuse la cuplare:

La pornirea de pe loc, acceleraii mai mari conduc la disconfortulpasagerilor, la producerea unor avarii ale incrcturii i la suprasolicitarea organelorde transmisie. Efortul la pedal trebuie s nu fie prea mare, iar cursa pedalei trebuies aib o valoare relative redus.

Cerina principal impus ambreiajelor este ca momentul pe care il poate transmites fie reglabil, lucru care poate fi obinut prin mai multe soluii constructive, dintrecare cea mai simpl este soluia cu discuri de friciune. Ambreiajul automobiluluiservete la decuplarea temporar i la cuplarea lin a transmisiei cu motorul.Decuplarea este necesar la oprirea i franarea automobilului sau la schimbareavitezelor. Cuplarea lin este necesar la pornirea din loc i dup schimbarea vitezelor.Prin decuplarea motorului de transmisie roile dinate din cutia de viteze nu se maiafl sub sarcin i cuplarea lor se poate face fr eforturi mari intre dini. In cazcontrar, schimbarea vitezelor este aproape imposibil, funcionarea cutiei de vitezeeste insoit de zgomot puternic, uzura dinilor este deosebit de mare i se poateproduce chiar ruperea lor.Cuplarea lin a arborelui cutiei de viteze cu arborele cotit almotorului, care are turaia relativ mare, asigur creterea treptat i fr ocuri asarcinii la dinii roilor dinate i la piesele transmisiei, fapt care micoreaz uzura ielimin posibilitatea ruperii lor.

1. Determinarea momentului de calcul

Momentul de calcul al ambreiajului - coeficient de siguranta.Alegerea valorii coeficientului de siguran se face inandu-se seama de tipul idestinaia automobilului, precum i de particularitile ambreiajului.Pentru valori mari ale coeficientului de siguran se reduce intensitatea patinriiambreiajului, deci i lucrul mecanic de patinare, crete durata de funcionare aambreiajului, se reduce timpul de ambreiere i se imbuntesc performaneledinamice ale automobilului.Mrirea exagerat a coeficientului de sigurana conduce la apariia unor suprasarciniin transmisie, in special la franarea brusc a automobilului, precum i mrirea foreinecesare decuplrii ambreiajului.Reducerea valorii coeficientului de siguran a ambreiajului conduce la o bunprotecie a transmisiei la suprasarcini, dar la o uzur mai mare a discurilor, deoarecepatinarea ambreiajului este mai intens. Fora necesar decuplrii este mai redus.Transmiterea integral a momentului motor i dup uzarea maxim normala agarniturilor de frecare inseamn c, in aceast situaie limit, coeficientul de siguranal ambreiajului s fie mai mare sau cel mult egal cu unu.Obs.: La alegerea se ine seama de tipul i destinaia autovehiculului, precum i departicularitile constructive.In timpul exploatrii autovehiculului, se micoreaz ca urmare a uzurii continue defrecare. Prin micorarea grosimii acestora, arcul se destine, aadar scade fora deapsare iniial.

Pentru evitarea patinrii,

Se adopt

2. Determinarea momentului de frecare al ambreiajului:

Fora normal elementar pe elementul de arie dA este:

Fora de frecare elementar:

, unde (coef. de frecareazbest-font).p presiunea dintre suprafeele elementare

Presiunea

F fora de apsare asupra discului de ambreiaj, considerat uniform distribuit pe suprafaa de frecare .

Cum un disc de ambreiaj are dou suprafee de frecare, relaia de calcul pentru unambreiaj cu n discuri devine:

- pentru ambreiaj monodisc

3. Determinarea dimensiunilor garniturilor de frecareSuprafeele garniturilor de frecare se calculeaz cu relaiile:

- coeficient care depinde de tipul automobilului si de tipul ampreiajului

pentru autoturisme

Se adopt i se calculeaz

se rotunjeste conform stasului STAS 7793-67

Recalculm

Se calculeaz raza medie a suprafeei de frecare:

4. Determinarea forei de apsare necesare:

Din condiia

5. Determinarea presiunii specifice dintre suprafeele de frecare:

- presiunea admisibil pentru garniturile din azbest

6. Verificarea la uzur:Pentru aprecierea uzurii se calculeaz lucrul mecanic specific de frecare:

- suprafaa unei garnituri de frecare []

- numrul de discuriL lucrul mecanic de frecareL se calculeaz aproximativ pentru mai mult siguran prin dou metode:

i condiia este .

i condiia unde:

-coeficientul care arat gradul de cretere a momentului de frecare in timpul cuplrii.

- greutatea automobilului

n - turaia motorului la pornirea de pe loc Pentru mai mult siguran se poate face calculul cu:

- coeficient de rezisten la rulare

- raz de rulare

- raportul n treapta I de vitez

- raport de transmitere principal

7. Verificarea la inclzire:

Se verific la inclzire discul de presiune (din oel sau font).Creterea de temperatur la cuplare:

(pentru ambreiaj monodisc)- coeficient care exprima cantitatea de lucru mecanic trasformat in caldura.

- masa discului de presiune

- grosimea discului de presiune()Pentru C - cldura specific a piesei verificate.

Pentru cu metoda a.

Pentru cu metoda a.

Calculul arborelui ambreiajului

Din condiia de rezisten la strivire va rezulta lungimea canelurii:

- coeficient de neuformitatea suprafeei

Din condiia de rezisten la torsiune:

Conform STAS 7793-6:

Observaie: Centrare interioar.

Etapa a III-a:

Calculul Arcului Diafragm

Scopul etapei const in trasarea curbei de variaie (caracteristicii elastice) a forei infuncie de sgeata arcului.La decuplare, indiferent de tipul arcului folosit pentru a crea fora de apsare normal(pe garniturile de friciune), acesta trebuie s fie comprimate (de ctre rulment) pestevaloarea la care fora de apsare devine nul (pentru a crea astfel un joc intresuprafeele de frecare).Jocul este necesar pentru a ne asigura c decuplarea ambreiajului se face complet.

Sgeata suplimentar se calculeaz cu relaia:

numr de discuri

jocul necesar intre garniturile de frecare i suprafaa discului de presiune

- valorile mari sunt pentru discuri de ambreiaj cu mm.

Se adopt

Uzura admisibil a unei garnituri este:

Se adopt .

Observaie: Pentru arc diafragm se consider

Se adopt jocul dintre captul interior al arcului diafragm i rulmentul de presiune.

A. Trasarea Caracteristicii

Funcie de raportul H/h, caracteristica arcului difer ca alur. In cazul ambreiajelor deautomobil se adopt un raport , care conduce la o form acaracteristicii arcului ca in figura urmtoare:

Dup cum se observ, arcul diafragm conineporiuni cu rigiditate negativ pentru care cretereasgeii duce la micorarea forei de apsare (regiminstabil).Punctul de lucru al arcului diafragm se alege in Apentru ca variaii mici ale sgeii s determinevariaii mici ale forei de apsare. Pentru mrireaelasticitii, arcurile diafragm au practicate tieturiradiale pe o anumit lungime.

Cu notaiile din figur, caracteristicile constructiveale arcului sunt:

sgeata zonei fr taieturi determinat de unghiul de rotire .

unde este diametrul exterior al arborelui

sgeata zonei cu tieturi a arcului

numarul de tieturi

determinat de rotirea cu

determinat de ncovoierea lamelor arculuiPentru ca arcul s se gseasc in echilibru, momentul forelor exterioare trebuie s fieegal cu momentul forelor interioare din partea continu a arcului.

Dac se ine seama c este realizat prin rotirea cu fora cu care arculapas discul de presiune este:

unde:H nlimea prii continue a arcului [mm]

nlimea total a arcului.

Din asem. de triunghiuri rezult

Se adopt i din Valori standardizate: 1; 1,15; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5.

Se calculeaz Tot din asem. Triunghiurilor se obine rel. de legtur:

se calculeaz din relaiile deformaiei elastice:

, unde:

Coeficientul , unde - limea unei lamele (vezi fig.)z numrul de tieturiinand seama de faptul c limea unei tieturi este de 24 [mm], se calculeaz

Relaia forei cu care apas arcul asupra garniturilor de friciune in absena forei

nu este acionat ambreiajul, se poate scrie:

Dac notm mrimile adimensionale i astfel:

obinem:

Cand , graficul indic variaia forei de apsare a arcului asupra

garniturii de friciune

E modului de elasticitate longitudinal (modulul lui Young);

coeficientul Poisson.

Procedeu de lucru:

Se calculeaz cu pas de 0,1 pentru sgeata adimensional fora de apsare i secompleteaz tabelul.f1 baratF1baratf1F1

0,10,0579311840,2275,63993

0,20,1116669290,4531,31771

0,30,1613369910,6767,65073

0,40,2070711240,8985,25639

0,50,24899908611184,7521

0,60,2872506321,21366,7551

0,70,3219555181,41531,883

0,80,35324351,61680,753

0,90,3812443331,81813,9826

10,40608777421932,1891

1,10,4279035782,22035,99

1,20,4468215022,42126,0025

1,30,46297132,62202,8442

1,40,4764827292,82267,1324

1,50,48748554532319,4844

1,60,4961095043,22360,5177

1,70,5024843613,42390,8497

1,80,5067398733,62411,0976

1,90,5090057943,82421,879

20,50941188242423,811

2,10,5080878924,22417,5116

2,20,5051635794,42403,5975

2,30,50076874,62382,6864

2,40,4950330114,82355,3957

2,50,48808626752322,3427

2,60,4800582245,22284,1448

2,70,4710786385,42241,4194

2,80,4612772655,62194,7839

2,90,4507838615,82144,8557

30,43972818162092,2521

3,10,4282399826,22037,5906

3,20,4164490196,41981,4885

3,30,4044850496,61924,5633

3,40,3924778266,81867,4322

3,50,38055710871810,7127

3,60,3688526497,21755,0222

3,70,3574942067,41700,9781

3,80,3466115347,61649,1977

3,90,3363343897,81600,2985

40,32679252881554,8978

Deoarece ambreiajul trebuie s asigure i jocul dintre garnituri i discul depresiune sau volant, pentru decuplarea complet va trebui s continum calculul

dup aflarea forei maxime pentru o comprimare implementar cu valoarea .

Fora maxim din tabelul de mai sus va deveni fora la cuplare i de aceeatrebuie s fie cel puin de valoarea forei de apsare F calculat in etapa anterioar.

Condiia 1 este ca: .

Ambreiajul trebuie s asigure i transmiterea momentului dup uzura

garniturilor (pan la valoarea admisibil ).

De aceea, in tabel i in grafic trebuie s avem indeplinit condiia 2:

Adic s putem transmite momentul maxim pan cand devine 1.In cadranul IV al graficului se va gsi graficul forei de apsare a rulmentului de

presiune unde: i (relaie obinut din condiia deechilibru).In cadranul II al graficului este reprezentat scderea forei de apsare rezultante a

arcului cand i se apas pedala ambreiajului, aadar crete pan la

anularea lui (decuplare).

f2' baratF2 baratf2F2

0,31750,018246040,837621586,8157246

0,6350,035170691,66056892167,34416

0,95250,05081482,46929612241,779758

1,270,065219253,26425692310,316972

1,58750,078424914,04590516373,150253

1,9050,090472644,81469468430,474054

2,22250,101403315,57107932482,482827

2,540,11125786,31551292529,371025

2,85750,120076967,0484493571,333099

3,1750,127901667,77034231608,563501

3,49250,134772788,48164579641,256685

3,810,140731189,18281357669,607102

4,12750,145817739,87429949693,809204

4,4450,150073310,5565574714,057444

4,76250,1535387511,2300411730,546274

5,080,1562549611,8952045743,470146

5,39750,1582627912,5525013753,023513

5,7150,1596031113,2023855759,400826

6,03250,1603167913,8453108762,796539

6,350,16044514,481731763,4051

6,66750,1600276815,1121004761,420969

6,9850,1591066415,7368722757,038592

7,30250,1577224316,3565006750,452422

7,620,1559159116,9714393741,856913

7,93750,1537279617,5821422731,446516

8,2550,1511994418,1890631719,415684

8,57250,1483712218,7926559705,958868

8,890,1452841819,3933744691,270522

9,20750,1419791719,9916724675,545097

9,5250,1384970620,5880038658,977046

9,84250,1348787321,1828224641,76082

10,160,1311650521,7765821624,090873

10,47750,1273968722,3697366606,161656

10,7950,1236150622,9627398588,167622

11,11250,1198605123,5560456570,303222

11,430,1161740624,1501078552,762909

11,74750,112596624,7453803535,741136

12,0650,1091689925,3423168519,432355

12,38250,1059320925,9413712504,031017

12,70,1029267826,5429974489,731575

Etapa a IV-a:Calculul de rezisten a arcului tip diafragm

In cazul arcului diafragm cu tieturidup generatoare, solicitareamaxim apare in poriunea circularce trece prin pct. B (vezi figura).Considerm starea de eforturi unitar biaxial. Eforturile unitare normale vor fi:a). Efortul de compresiune:

(a,b, din etapa anterioar[mm])la care:

unghiul de nclinare al arcului (tg. unghiului)

b). Efortul la incovoiere:

Se va calcula efortul echivalent

Se alege un oel pentru arcuri (STAS 795-77).Ex.: 51 V Cr 11 A, 60 Si 15 A, OLC 85 A etc.

Dac (rezistena la curgere)=> materialul este corect ales.

coeficient de siguran

Material 51 V Cr 11 A

verific condiia de rezistena;

Calculul arborelui ambreiajului

Arborele ambreiajului (care este in acest caz cat i arborele primar al cutiei de viteze)are o poriune corelat pe care se deplaseaz butucul discului condus.Solicitarea principal este cea de torsiune cu Mc (momentul de calcul al ambreiajului).

Dup calcul, se compar cu

In cazul nostru (se dorete dimensionarea), pornim ins de la adoptarea lui

(adoptarea materialului). Diametrul interior va fi .

Din STAS 1768-68 =>

Atat canelurile arborelui cat i cele ale butucului sunt supuse la strivire. Considerandraza medie a canelurilor:

fora care solicit canelurile la strivire i forfecare va fi:

Presiunea de strivire este: - aria de strivire

numar de caneluri

In care:

L(sau lc) lungimea butucului discului de ambreiaj

Se recomand pentru autoturisme obinuite

- pentru autoturisme sport

Dac se va face verificarea la forfecare.

tensiunea tangenial de forfecare se compar .

aria de forfecare b limea canelurilor

Valorile admisibile ale .

Observaie:

Considerand valorile adoptate pentru rezistenele admisibile se alege din STAS 791-88un material pentru arbore (oeluri de cementare).Material arbore ambreiaj: 34MoCrNi16Definiie:Oelurile de cementare sunt oeluri la care stratul superficial de carbon este mbogit,prin nclzirea i meninerea la o temperatur superioar zonei de transformare, ntrunmediu carburant lichid, solid sau gazos. Dup cementare urmeaz clirea i orevenire la temperaturi ntre 150 200 grade Celsius, pentru eliminarea tensiunilorremanente din material.

Dup prelucrarea suprafeelor canelate se trateaz prin clire prin cureni de inaltfrecven (C.I.F.).C.I.F. este un procedeu de clire superficial la care inclzirea se face prin inducieelectromagnetic.

Se aplic pieselor de oel (cu coninut de carbon de 0,3.. . 0,8 %) sau de font, pentruobinerea unei structuri martensitice dure (duritate 56... 62 HRC) la suprafa,concomitent cu meninerea structurii moi, maleabile, in miezul pieselor.

Dup inclzirea la cca. 900C, se face rcirea in ap, ulei sau aer.

Calculul mecanismului de acionare

Dup cum se vede in figur, sistemele de acionare a ambreiajului sunt de dou feluri:

a) sistem de acionare mecanicb) sistem de acionare hidraulic

In funcie de complexitatea i mrimea ambreiajului, fiecare productor auto alege cetip de mecanism de acionare s monteze pe un autovehicul. Totui, pentru a afla caremecanism se potrivete, se fac in prealabil o serie de calcule care ajut ladeterminarea unor dimensiuni cum ar fi: lungimea pedalei, lungimea parghiei dedebreiere i altele.In concluzie, pentru un sistem mecanic de acionare vom folosi urmtoarelerelaii:Fora de apsare a pedalei:

- fora de apsare a discului de presiune

- randamentul mecanismului de acionare

- autoturisme

Fora de apsare a pedalei:

fora de apsare a discului de presiune

- randamentul mecanismului de acionare

- autoturismeCursa pedalei va fi:

autoturisme

- cursa discului de presiune

- jocul dintre manon i prghiePentru sistemele de acionare hidraulice, se regsesc urmtoarele relaii:

- diametrul (alezajul) cilindrului pompei principale

- diametrul (alezajul) cilindrului receptorFora de apsare a pedalei:

Cursa pedalei va fi:

Astfel:

Etapa a V-a:Calculul cutiei de viteze mecanice, in trepte

a). Calculul roilor dinate:Numrul treptelor de vitez precum i rapoartele de transmitere ale treptelor sedetermin din calculul dinamic al autovehiculului.

Soluia constructiv de realizare a cutiei de viteze depinde de tipul autovehiculului iorganizarea acestuia. Astfel, la autoturismele organizate dup soluia clasic, deobicei se utilizeaz cutii de viteze cu trei arbori, in timp ce la autoturismele organizatedup soluia totul in fa sau totul in spate se prefer cutiile de viteze cu doiarbori, din motive legate de reducerea gabaritului. La autocamioane i autobuzecutiile de viteze sunt de tipul cu trei arbori; la unele autocamioane se utilizeaz i cutii de viteze compuse. La tractoare se intalnesc atat cutiile de viteze cu doi arbori, cat i cele cu trei arbori saucompuse (care permit obinerea unui numr mare de rapoarte de transmitere).

Pentru cuplarea treptelor de mers inainte in prezent este generalizat practic soluiacu roi dinate angrenate permanent i mufe cu dispozitive de cuplare. La unelecamioane, autobuze i tractoare, pentru treptele inferioare se mai utilizeaz soluiade cuplare a treptelor prin deplasarea axial a roilor. Aceast soluie este utilizat ipentru treapta de mers inapoi.

Pentru calcule de predimensionare a cutiei de viteze, modulul normal al roilordinate se poate determina cu ajutorul nomogramei din fig. 120, in funcie de cuplul laarborele secundar in prima treapt a cutiei de viteze.

Cuplul la arborele secundar pentru prima treapt se determin cu relaia:

n care Memax este cuplul maxim al motorului [daN*m], ikI este raportul detransmitere al primei trepte de viteze, iar cv este randamentul cutiei de viteze(0.9...0.95). Valorile recomandate ale modulului sunt cele in zona cuprins intre celedou linii groase; pentru autoturisme se prefer valorile inferioare (ce permitmicorarea gabaritului), in timp ce pentru autobuze, camioane se vor utiliza valorilesuperioare ale modulului.

Valorile standardizate ale modulului normal sunt prezentate mai jos.Valorile de pe poziia I sunt cele preferate, dar pentru autoturisme se admite ifolosirea modulilor de pe poziia II.

Unghiul de inclinare a danturii:

Treapta IIIIIIV

Perechi de roti dintatez1z3z5z7

z2z4z6z8

Diametrele de divizare ale roilor dinate:d1d2d3d4d5d6d7d8

32,582,54015547,56557,555

Etapa a VI-a:Calculul arborilor cutiei de viteze

Date iniiale:1. Puterea nominal de transmis i momentul maxim:

2. Turaia arborelui motor:

3. Raporturi de transmitere:TreaptaIIIIIIIV

iteoretic2,6127621421,8969967341,3773150451

ireal2,5384615383,8751,3684210531

A. Alegerea schemei de organizare a cutiei de viteze:

1. Alegerea tipului de sincronizator:

Spre exemplu, sincronizator conic cu ineriecu inele de blocare i dispozitiv de fixare cubile.1 - supraf. tronconic2 - inel de blocare3, 6 dantur de cuplare4 - roat dinat5 - guler coroan7 - supraf. tronc. inel.8 - bil9 - arc10 - manon11 - dantur manon12 pastil

2. Soluia de fixare i blocare a treptei de vitez:

a. Dispozitiv de fixare:

b. Dispozitiv de blocare:

2. Schema cinematic :

b limea roilor dinate

- limea lagrelor

- jocul dintre roile dinate si carcas

- lungimea tronsonului pe care se monteaz roata dinat

- jocul dintre roi i sincronizator

- jocul dintre prile aflate in micare relativ

- limea sincronizatorului

In urma calculelor de rezisten s-au determinat diametrele pentru tronsoanele celorpatru trepte ale cutiei de viteze.

De menionat este faptul c pentru a imbunti procesul de calcul, calculele au fostrealizate in proporie de 50 de procente in Microsoft Excel.

Schema de incrcare pentru treapta I, ale arborelui I i II este anexat in proiect.Schema cinematic a cutiei de viteze se ataeaz in proiect, la scara 1:2.

46Universitatea Tehnic Gheorghe Asachi din Iai - Facultatea de Mecanic