transmisie longitudinal a lr disco 3

of 21 /21
  1 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longi tudinale a automobilelor PROIECT C.C.A. II CALCULUL SI CONSTRUCTIA TRANSMISIEI LONGITUDINALE Student: Rosu Octavian Grupa: 2441/1 An universitar: 2010-2011

Upload: anda-camelia

Post on 20-Jul-2015

421 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 1/21

 

 1 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

PROIECT C.C.A. II

CALCULUL SI CONSTRUCTIA

TRANSMISIEI LONGITUDINALE

Student: Rosu Octavian 

Grupa: 2441/1 

An universitar: 2010-2011

Page 2: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 2/21

 

 2 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

Cuprins

1. Intoducere. Transmisia longitudinala. Rol, cerinte impuse

2. Studiu solutii similare

2.1. Transmisia longitudinala spre puntea spate a autovehiculului VW Touareg

2.2. Transmisia longitudinala spre puntea spate a autovehiculului LR Disco 3

2.3. Transmisia longitudinala spre puntea spate a autovehiculului LR Disco 2

3. Solutia adoptata: Transmisia longitudinala spre puntea spate a autovehiculului LR

Disco 3

3.1. Analiza Constructiv-Functionala

3.2. Schema de organizare a subansamblului

3.2.1. Suportul intermediar

3.2.2. Arborele telescopic

4. Elemente de calcul

4.1. Specificatii tehnice ale autovehiculului

4.2. Determinarea momentului de calcul si calculul arboriilor

a ) Momentul de calcul

b) Calculul arboriilor

c) Verificarea deformatiei la rasucire

d) Verificarea turatiei critice

4.3. Calculul articulatiei cardanice

4.3.1. Calculul crucii cardanice

a) Predimensionare

b) Efortul unitar de incovoiere

Page 3: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 3/21

 

 3 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

c) Efortul unitar de forfecare

4.3.2. Calculul furcii cardanice

a) Predimensionare

b) Efortul de incovoiere in sectiunea periculoasa B-B

c) Efortul unitar de torsiune

4.3.3. Calculul si alegerea rulmentiilor

a) Rulment radial cu ace pentru articulatia cardanica

b) Rulment radial cu bile pe un rand pentru suportul intermediar

4.4. Desenul de ansamblu

(Anexa1)

4.5. Desen executie o piesa

(Anexa2)

Page 4: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 4/21

 

 4 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

1. Intoducere. Transmisia longitudinala. Rol,

cerinte impuse.

Transmisia longitudinala este o unitate functionala independenta ce are rolul de a

transmite prin miscare de rotatie, fara modificare, fluxul de putere pentru

autopropulsare intre ansambluri ale transmisiei dispuse la distanta, in planuri diferite,

cu pozitie relativa de obicei variabila. Intrucat partile componente ale transmisiei

longitudinale sunt de tip cardanic, transmisia longitudinala este frecvent denumira

transmisie cardanica.

La autovehiculele rutiere, transmisia longitudinala se urilizeaza ca transmisie de forta

pentru transmiterea fluxului de putere de la curia de viteze sau reductor-distribuitor) la

mecanismele de putere ale puntilor motoare.

Principalele conditii impuse transmisiei longitudinale sunt:

- sa asigure sincronismul miscarii transmise, indiferent de unghiurile

dintre axele arborilor cuplati;

- sa realizeze compensarile unghiulare si axiale necesare;

- sa amortizeze vibratiile si sa atenueze solicitarile dinamice;

- sa nu atinga turatia critica corespunzatoare regimului de rezonanta;- sa aiba o durabilitate mare si un randament cat mai ridicat;

- constructia sa fie simpla si cat mai economica, iar montarea si demontarea sa fie

usoara;

- tehnologia de executie sa fie simpla;

-intretinerea sa se faca usor.

Transmisiile longitudinale se clasifica dupa mai multe criterii, astfel:

a) Dupa legea de transmitere a miscarii exista:

- transmisii asincrone, la care raportul de transmitere este o marime

periodica, avand valoarea medie egala cu unu;

- transmisii sincrone (homocinetice), la care raportul de transmitere

este constant si egal cu unu.

Page 5: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 5/21

 

 5 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

b) Din punct de vedere constructiv:

- transmisii rigide;

- transmisii elastice.

c) Dupa numarul articulatiilor cardanice se deosebesc:

- transmisii monocardanice;

- transmisii bicardanice;

- transmisii tricardanice

- etc.

b) Dupa modul de constructie pot fi:

- transmisii deschise;- transmisii Inchise (dispuse Intr-un tub cardanic sau Intr-un carter).

Schema transmisiei longitudinale In cazul unui autovehicul cu punte

motoare amplasata In spate este prezentata in Figura 1.1. De la arborele secundar k al

cutiei de viteze 1 (care este montata pe cadrul 4 al autovehiculului), momentul de

torsiune se transmite prin transmisia longitudinala, compusa din cuplajul unghiular

cardanic (articulatie cardanica), cuplajul de compensare axiala 3, arborele longitudinal 5

si prin cuplajul unghiular cardanic 6, la arborele conducator 7 al transmisiei principale. O

asemenea transmisie longitudinala se numeste transmisie bicardanica.

Transmisia principala impreuna cu puntea motoare 8 este legata de cadrul

autovehiculului prin intermediul arcurilor 9.

Fig 1.1. Transmisia longitudinala bicardanica

Page 6: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 6/21

 

 6 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

Cuplajul de compensare axiala 3 este prevazut deoarece In timpul

deplasarii autovehiculului distanta dintre articulatiile cardanice 2 si variaza (Ia franare,

accelerare, trecere peste obstacole, etc) ca si urmare deformariile arcurilor 9 ale

suspensiei.

Fig 1.2. Transmisia longitudinala

tricardanica (a) si tetracardanica (b)

In cazul autovehiculelor cu ampatament mare, pentru a mari rigiditatea arborelui

longitudinal si pentru a-i reduce tendinta de vibrare, se recurge la una din situatiile

prezentate in figura 1.2., In care transmisia longitudinala se realizeaza cu un arbore

principal si cu unul sau doi arbori intermediari 2, legati succesiv prin intermediul

articulatiilor cardanice 1. In acest caz arborele 2 este prevazut cu un suport intermediar

3 dispus pe cadrul autovehieulului, iar arborele 5 este prevazut cu cuplajul axial 4.

O astfel de transmisie, compusa din trei, respectiv din patru artieulatii cardanice se

numeste transmisie tricardanica (a), respectiv tetracardanica (b). 

Page 7: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 7/21

 

 7 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

2. Studiu solutii similare

2.1. Transmisia longitudinala spre puntea spate

a autovehiculului VW Touareg

Fig 2.1.1. Poza ansamblu transmisie longitudinala spre puntea spate VW Touareg

Este o transmisie longitudinala sincrona tricardanica. Prezinta in partea frontala un

arbore scurt care se fixeaza direct cu flansa de flansa reductor-distribuitorului, iar inpartea posterioara a acestui arbore avem un suport intermediar (rulment fixat pe arbore

si fixat pe cadrul autovehiculului).

Dupa acest arbore scurt, avem articulatia cardanica, arborele cardanic, cea de-aa doua

articulatie cardanica si flansa de prindere.

Page 8: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 8/21

 

 8 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

2.2. Transmisia longitudinala spre puntea spate

a autovehiculului Land Rover Discovery 3

Fig 2.2.1. Poza ansamblu transmisie longitudinala spre puntea spate LR Disco 3

Transmisia longitudinala spre puntea spate este o transmisie sincrona tricardanica. Este

compusa din 2 arbori legati intre ei de o articulatie cardanica iar la celalalte capete tot

cu articulatii cardanice. Pe primul arbore avem prevazut si un suport intermediar care se

compune dintr-un rulment fixat pe capatul de arbore si pe cadrul autovehicului.

Dimensional primul arbore este mult mai scurt, iar acesta se prezinta a fii telescopic cu

2 sectiuni. Cuplajele din capat ale celor doi arbori este un cuplaj elastic.

Page 9: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 9/21

 

 9 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

2.3. Transmisia longitudinala spre puntea spate

a autovehiculului Land Rover Discovery 2

Fig 2.3.1. Poza ansamblu transmisie longitudinala spre puntea spate LR Disco 2

Transmisia longitudinala spre puntea spate este o transmisie sincrona bicardanica. Se

compune din articulatiile cardanice 1,3 si de arborele cardanic 2. Solutia este una

simpla, insa in cazul acestui tip de autovehicul dezavantajul il are faptul ca arborele este

foarte lung, datorita ampatamentului mare.

Page 10: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 10/21

 

 10 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

3. Solutia adoptata: Transmisia longitudinala

spre puntea spate a autovehiculului Land Rover

Discovery 3

3.1. Analiza Constructiv-Functionala

Fig 3.1.1. Poza ansamblu transmisie longitudinala spre puntea spate LR Disco 3

In fig. 3.1.1 avem poza de ansamblu al transmisiei longitudinale spre puntea spate

pentru autovehiculul Land Rover Discovery 3. Avem o flansa de fixare a furcii articulatiei

cardanice 1, de flansa de iesire din reductor-distribuitor. 2 este arborele intermediar

telescopic, prezentat ca fiind din 2 sectiuni/trepte. Pe acest arbore in capatul spre

articulatia cardanica 4, avem un element de sustinere si fixare de cadru al aborelui,

constituindu-se defapt dintr-un rulment 3. 5 este cel de-al doilea arbore. Acesta este

dimensional mult mai lung decat arborele 2. In capat acest arbore 5 are si el o articulatie

cardanica 6, cu ajutorul careia se fixeaza de puntea spate a autovehicului.

Page 11: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 11/21

 

 11 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

3.2. Schema de organizare a subansamblului

Fig 3.2.1.1. Schema de organizare a transmisie longitudinala spre puntea spate LR Disco

3

In schita de mai sus avem 1,4,6 articulatiile cardanice prevazute cu 2 furci si o cruce

cardanica. 2 este arborele intermediar, pe care avem montat suportul intermediar 3. Iar

5 este arborele principal la transmisiei longitudinale.

In cazul transmisiilor longitudinale ale autoturismelor cu ampatament mare, arborele

cardanic se sectioneaza si din motive de imbunatatire a indicilor de maniabilitate si de

utilizare optima a spatiunui interior.

3.2.1. Suportul intermediar

In afara rolului principal de rezemare a arborelui cardanic, suportul intermediar trebuie

sa permita compensari unghiulare axiale si radiale ale arboriilor; de asemenea trebuie sa

amortizeze si sa izoleze vibratiile care iau nastere in transmisia longitudinala. Suporturile

intermediare utilizate in transmisia longitudinala a autovehiculelor pot fi elastice sau

rigide, cu unul sau doi rulmenti.

In cazul de fata, suportul intermediar este unul elastic cu un singur rulment, rulment ce

este rulment radial cu bile pe un singur rand, montat in carcasa suportului prin

intermediul unui element elastic, care prezinta proprietati bune de amortizare si

permite compensari unghiulare.

Page 12: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 12/21

 

 12 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

Fig 3.2.1.2. Suport intermediar elastic

Suportul intermediar elastic din fig. 3.2.2. se compune din rulmentul cu bile de tip inchis

1, fixate pe arborele longitudinal 4, este montat presat in carcasa 3, prn intermediulinelului de cauciuc 2 ( acesta avand dimensiuni mari si fiind prevazut cu goluri pentru

marirea elasticitatii). Intrucat suporturile intermediare se plaseaza sub caroseria

autovehicului , ele se prevad cu aparatorile de tabla 5 si 6, contra impuritatilor si a apei.

3.2.2. Arborele telescopic

Fig 3.2.2.1. Arborele intermediar telescopic

Page 13: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 13/21

 

 13 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

Arborele cardanic face legatura intre doua articulatii cardanice sau intre o articulatie si

unul dintre organele trasmisiei avand rolul de a transmite la distanta momentul de

torsiune a motorului. Arborele este compus dintr-o parte centrala de sectiune circulara

(arborele propriu-zis) si piese de lagatura (cu articulatiile cardanice sau ansamblul

transmisie).

Arborele cardanic intermediar telescopic, in cadrul transmisiei longitudinale posterioare

a autovehicului Land Rover Discover 3 este pozitionat intre reductor-distribuitor si

arborele principal. Acesta permite compensari axiale avand doua sectiuni inelare care

pot executa miscari relative unul fata de celalat, adica alungiri sau scurtari in limita unei

curse impuse.

Arborele este reprezentat in fig. 3.2.2.1. si este compus din urmatoarele elemente:

1,3,6,8 sunt furciile cardanice iar 2,7 sunt cruciile cardanice. Impreuna ele formeaza celedoua articulatii cardanice. Arborele propriu-zis fiind cu sectiune inelara si telescopic are

cele doua tuburi, 4 cel de pe exterior si 5 cel interior. Imbinarea din capatul arborelui si

butucul furcii se realizeaza prin caneluri.

Page 14: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 14/21

 

 14 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

4. Elemente de calcul

4.1. Specificatii tehnice ale autovehiculului

Fig 4.1.1. Date tehnice pentru C.V. a autovehiculului LR Disco 3

Din figura de mai sus preluam datele necesare in calcul:

Mm = 440 [Nm]

icv1 = 4.17

Iar se mai cunoaste faptul ca autovehiculul este 4x4 iar distributia de moment motor pe

punti este de 50-50.

Page 15: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 15/21

 

 15 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

4.2. Determinarea momentului de calcul si

calculul arboriilor

Ca material pentru arborii cardanici s-a ales Otel ISO 1045 (OLC 45), avand urmatoare

specificatii:

τa = 250 MPa , G=8 MPa , E=2.05

MPa

a ) Momentul de calcul

Mm = 440 [Nm]

icv1 = 4.17

Mps = Mm/2 = 220

ird = 2.4

Mct1 = Mpicvird = 2223 [Nm]

b) Calculul arboriilor

Ef. unitare de torsiune

D = 75 [mm]

d = 72.373 [mm] -> d = 70 [mm]

Diametrul sectiunii telescopice interioare:

dtel = 65

Volumul arboriilor:

d

4

D4

16 D Mct1 103

vol D

2d

2 1.6 10

6 d

2dtel

2 0.2 10

6

4

Page 16: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 16/21

 

 16 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

Masa intregului:

c) Verificarea deformatiei la rasucire

ϴ = 7 [grade]

G = 81010 [N/mm2]

Lungimea maxima a arboriilor:

[m]

Pentru cazul nostru:

L1 = 500 [mm]

L2 = 1100 [mm]

d) Verificarea turatiei critice

c = 384

m = 12 [kg]

m asa v ol 7 85 0 7.984

Ip D

4d

4 10

12

32

I p 7. 491 1 0

7

L G Ip ( )

Mct1 180

L 3. 325

1 Mct1 L1 103

180

G Ip ( )

1 1.052

2 Mct1 L2 103

180

G Ip ( )

2 2.315

Page 17: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 17/21

 

 17 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

[rot/min]

rd = 0.35662 [m]

icv6 = 0.69

[rot/min]

ncr1 > 2nmax 

4.3. Calculul articulatiei cardanice

4.3.1. Schema de calcul pentru crucea

cardanica

4.3.2. Schema de calcul pentru furca

cardanica

ncr130

c E

Ip

m 109

L13

n cr 1 1. 071 105

n max 1 90icv6

0.377rd 975.115

2 nmax 1 .9 5 1 03

Page 18: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 18/21

 

 18 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

4.3.1. Calculul crucii cardanice

a) Predimensionare

H = 120

r = 46.364 [mm]

df = 24 [mm]

d1 = df + 2 = 26 [mm]

h = 25 [mm]

α12 = 30 [grade]

[N]

b) Efortul unitar de incovoiere

σi = 124.54 [N/mm2]

σi < σai = 150...180 [N/mm2]

rH

2

H

4 2.2( )

lf H

2 2.227.273

h1H

430

F0Mct1 10

3

2 r cos 12

180 

 

  

 

 

F0 2. 742 104

i

F0 h 1lf 

2

 

 

 

 

 

 

0.1d13

Page 19: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 19/21

 

 19 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

c) Efortul unitar de forfecare

τf < τaf = 80…100 [N/mm2]

d) Efortul unitar la strivire

σs < σas = 35…45 [N/mm2]

4.3.2. Calculul furcii cardanice

a) Predimensionare

t = 36 [mm]

b = 20 [mm]

Wi = 4.32103 [mm3]

l = 43.2 [mm] 

b) Efortul de incovoiere in sectiunea periculoasa B-B

σi < σai = 200…250 [N/mm2]

Ff Mct1 10

3

2 r 0.5 h( ) cos 12

180 

 

  

 

 

3.754 104

f 4 Ff 

df 2

82.978

sF0

df lf 41.888

FMct1 10

3

2 r2.374 10

4

Wib t

2

6

iF l

Wi237.445

Page 20: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 20/21

 

 20 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

c) Efortul unitar de torsiune

e = b/2 = 10

[mm3]

τt < τat = 80…100 [N/mm2]

4.3.3. Calculul si alegerea rulmentiilor

a) Rulment radial cu ace pentru articulatia cardanica

lac = 20 [mm]

a = 1

f = 0.7

K = 4000 [N]

Incarcarea dinamica:

[kN]

Alegerea rulmentului: RUL 25V3724 , care are Cpr = 34.1 [kN]

b) Rulment radial cu bile pe un rand pentru suportul intermediar

Frr = 6000 [N]

Dm = 85 [mm]

Wt b2

t 0.2 2 .8 8 1 03

tMt

Wt82.446

S lacdf 

100

Cpr a f   K S 103

13.44

S2 Dm

2

4

Page 21: Transmisie Longitudinal A LR Disco 3

5/17/2018 Transmisie Longitudinal A LR Disco 3 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transmisie-longitudinal-a-lr-disco-3 21/21

 

 21 Proiect C.C.A. II - Calculul si constructia transmisiei longitudinale a automobilelor

[kN]

Alegerea rulmentului: RUL ISO15RBB4875 , care are Cpr = 38.2 [kN]

4.4. Desenul de ansamblu

(Anexa1)

4.5. Desen executie o piesa

(Anexa2)

Cpr2 a f   Frr S2 106

23.833