Визначення кінематичних залежностей карданної передачі з асинхронними шарнірами

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 12

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Мета роботи: Визначити залежність кутів повороту проміжного та веденого валів від кута повороту ведучого валу, тобто залежності , .

Обладнання:

1. Стенд з двошарнірною карданною передачею (рис. 3).

2. Прилади для вимірювання лінійних розмірів.

3. Шкали для вимірювання кутів повороту ведучого, проміжного та веденого валів.

Теоретичні положення

У карданній передачі з одним асинхронним шарніром (рис. 1) залежність між кутами повороту веденого та ведучого валів має вигляд де - кут між ведучим та веденим валами, залежність між частотами обертання веденого та ведучого валів

, (1)

тобто при рівномірній частоті обертання ведучого вала ведений обертається нерівномірно. При цьому нерівномірність обертання веденого вала зростає із збільшенням кута між осями валів, які з`єднує карданний шарнір.

Для забезпечення однакових частот обертання ведучого вала й вала агрегату, який приводиться карданною передачею, використовують передачі з парною кількістю шарнірів (рис. 2).

Ведений вал буде обертатися з тією самою частотою, що й ведучий вал 1, якщо вилки карданних шарнірів, встановлені на проміжному валу 2, лежатимуть в одній площині, кути між осями валів 1 і 2 та 2 і 3 будуть однаковими, тобто виконуватиметься умова вали карданної передачі лежатимуть в одній площині.

Послідовність виконання роботи

1. У звіті з лабораторної роботи накреслити таблицю для занесення результатів вимірювань (табл. 1).

2. Обертаючи маховичок, опустити ведений вал у крайнє нижнє положення.

3. Виміряти довжину проміжного вала (відстань між осями шарнірів) та відстань по вертикалі між ведучим та веденим валами .

4. За формулою:

. (2)

обчислити кут між осями валів і результат занести до таблиці 1.

Таблиця 1

Результати вимірювань і розрахунків

	Положення веденого вала
	Нижнє		Середнє						Верхнє
0
20
...
340
360

5. Обертаючи ведучий вал з інтервалами в , фіксувати та заносити до таблиці значення кутів повороту проміжного та веденого валів.

6. Встановити ведений вал у середнє положення. Виконати дії, вказані в пп. 3-5.

7. Встановити ведений вал у крайнє верхнє положення. Виконати дії, вказані в пп. 3-5.

Опрацювання експериментальних даних

1. Обчислити різницю та між кутами повороту відповідно проміжного або веденого валів та кутом повороту ведучого вала. Результати занести до таблиці.

Рис. 1. Схема карданної передачі з одним асинхронним шарніром: 1 – ведучий вал; 2 – ведений вал; α₁, α₂ – кути повороту відповідних валів; ω₁, ω₂ – частоти обертання відповідних валів.

Рис. 2. Схема карданної передачі з двома асинхронними шарнірами: 1 – ведучий вал; 2 – проміжний вал; 3 – ведений вал; α₁, α₂, α₃ – кути повороту відповідних валів; ω₁, ω₂, ω₃ – частоти обертання відповідних валів.

Рис. 3. Кінематична схема лабораторної установки: 1 – ведучий вал, 2, 4, 9 – кругові шкали, 3 – передній карданний вал, 5 – проміжний вал, 6 – маховичок, 7 – гвинт, 8 – лінійка, 10 – стрілочний пристрій, 11 – ведений вал, 12 – задній карданний вал, 13 – шліцьове з’єднання.

2. На підставі експериментально визначених даних побудувати на міліметрівці графік залежностей кутів повороту проміжного та веденого валів від кута повороту ведучого валу.

Рис. 4. Графік залежності кутів повороту проміжного та веденого валів від кута повороту ведучого валу.

Аналіз отриманих результатів та висновки

1. Проаналізувати отримані результати та зробити висновки про залежність:

- кутів повороту проміжного та веденого валів від кутів повороту ведучого вала;

- амплітуди зміни кутів повороту проміжного вала від кута між ведучим та проміжним валами.

2. Визначити амплітуду та період зміни кутів повороту проміжного вала.

Зробити висновки та дати рекомендації щодо вимог до карданної передачі, яких треба дотримуватись в умовах експлуатації.

Лабораторна робота № 6

Визначення кінематичних і силових параметрів рульового керування з гідропідсилювачем

Мета роботи: Закріпити теоретичні знання студентів при вивченні теми “Рульове керування автомобіля” та набути практичних навичок при визначенні кінематичних і силових параметрів рульового керування автомобіля.

Обладнання: Лабораторний стенд, який складається з рульового механізму автомобіля ЗІЛ-130, гідропідсилювача, рульового вала з рульовим колесом, сошки руля, повздовжньої рульової тяги, стрілочного динамометра, манометра, пружини, шкал кутів повороту рульової сошки та рульового колеса.

Теоретичні передумови

Рульове керування автомобіля призначене для забезпечення заданої траекторії руху автомобіля шляхом узгодженого повороту керованих коліс.

До складу рульового керування автомобіля входить рульовий механізм, рульовий привід і підсилювач. На більшості сучасних легкових і вантажних автомобілів як малої так і середньої вантажопідйомності встановлюються гідропідсилювач рульового керування.

Однією з основних вимог до рульового керування є зручність і легкість керування автомобілем. Зручність керування характеризується кутовим передаточним числом, легкість - силовим передаточним числом.

Рульовий механізм автомобіля ЗІЛ-130 складається із картера, гвинта з гайкою, на циркулюючих шариках, рейки з зубчатим сектором. Обертання від рульового вала на гвинт передається через карданну передачу з передаточним числом, яке дорівнює одиниці.

Методика виконання і опрацювання одержаних даних

1. Визначення кінематичних параметрів рульового механізму автомобіля ЗІЛ – 130

1.1. Визначення кутового передаточного числа рульового механізму автомобіля ЗІЛ - 130

Кутове передаточне число рульового механізму це відношення максимального значення кута повороту рульового колеса від положення для руху прямо при повороті вправо або вліво до відповідного йому кута повороту рульової сошки , і кута повороту рульового колеса :

. (1)

Максимальний кут повороту рульового колеса вправо.

Для визначення кутів повороту рульової сошки стенд має шкалу повороту рульової сошки з градуюванням через від до .

При визначенні фіксують вихідне положення рульового колеса по положенню однієї з його шпиць відносно стенда. При цьому стрілка, яка жорстко закріплена на сошці руля, повинна бути встановлена на шкалі проти 0.

Повертаємо рульове колесо вправо на два оберти та записуємо значення кута повороту сошки руля .

Кутове передаточне число рульового механізму:

. (2)

Порівняємо одержані значення кутового передаточного числа з приведеним його значенням для автомобіля ЗІЛ – 130.

1.2. Визначення характеру зміни кутового передаточного числа рульового механізму

Характер зміни кутового передаточного числа рульового механізму залежить від призначення й умов експлуатації автомобіля.

Щоб побудувати залежність кутового передаточного числа від кута повороту рульового колеса, необхідно заміряти кут повороту рульової сошки через кожні півоберта рульового колеса; одержані дані заносимо у таблицю.

Таблиця 1

Значення кутів повороту рульового колеса та рульової сошки

	180	360	540	720

За наведеними в таблиці даними будуємо залежність кутового передаточного числа рульового механізму від кута повороту рульового колеса та робимо її аналіз.

2. Визначення силових параметрів рульового керування автомобіля ЗІЛ – 130 з гідравлічним підсилювачем

2.1. Визначення зусилля на рульовому колесі

Зусилля на рульовому колесі визначаємо для двох випадків – при непрацюючому і при працюючому підсилювачі. Зусилля визначаємо за допомогою пружного динамометра.

Опір повороту керованих коліс автомобіля на стенді імітується пружиною, що з`єднується одним кінцем через стрілочний динамометр з кронштейном рами, а другим – з повздовжньою рульовою тягою.

Через пружний динамометр прикладаємо силу до рульового валу 1 кН, при цьому фіксується сила другим пружним динамометром у повздовжній рульовій тязі.

2.2. Визначення коефіцієнта підсилення гідравлічного підсилювача рульового керування

Коефіцієнт підсилення - це відношення сили на рульовому колесі при непрацюючому підсилювачі до сили на рульовому колесі при працюючому підсилювачі :

. (3)

Сили і повинні бути заміряні при показанні стрілочного динамометра в 1 кН.

Робота підсилювача оцінюється показниками ефективності, реактивної дії, чутливості.

Показник ефективності - це відношення моменту на рульовому колесі при повороті автомобіля без підсилювача до аналогічного моменту з підсилювачем :

. (4)

При відсутності підсилювача .

Показник реактивної дії визначається як відношення зміни моментів:

. (5)

Він оцінює ступінь силової слідкуючої дії підсилювача.

При відсутності реактивних елементів у підсилювачі , тобто момент рульовому колесі не залежить від моменту опору керованих коліс автомобіля. Для підсилювачів з реактивними елементами , чутливість підсилювача оцінюється кутом повороту рульового колеса, при якому підсилювач включається у роботу.

За вимогами колишнього стандарту СЕВ 1629-79 момент на рульовому валу не повинен перевищувати 8 Н∙м для включення гідропідсилювача в роботу, кут повороту рульового колеса не повинен перевищувати при підвищенні тиску на 0,1 МПа.

При виконанні лабораторної роботи перевірити відповідність гідропідсилювача до вимог стандарту.

Лабораторна робота №7

Визначення ефективності робочої гальмівної системи автомобіля

Мета роботи: Експериментальне визначення гальмівних властивостей автомобіля та їх показники.

Обладнання: Автомобіль (робочий), датчики швидкості, датчики пройденого шляху, датчики спрацювання гальмівного приводу і механізму, пристрій запису діаграм.

Задачі роботи: Одержати експериментальні дані для визначення гальмівного шляху і сумарного часу гальмування.

Теоретичні положення

Система гальмування призначена для зменшення швидкості руху, збереження керованої траєкторії руху, зупинки і утримання автомобіля на місці. Розрізняють наступні гальмівні системи автомобіля: робоча, допоміжна, аварійна (запасна), стоянкова. Під ефективністю гальмування кожної із названих систем приймається якісна міра гальмування, яка характеризує властивість гальмівної системи створювати необхідний опір руху автомобіля. Із кількісної сторони властивість даної гальмівної системи автомобіля досягати необхідний гальмівний момент оцінюється по нормованим показникам і критеріям (ОСТ 37.001.067-86). Гальмівний шлях і стале сповільнення обумовлюють ефективність робочої гальмівної системи всього рухомого складу транспорту. Для причепів і напівпричепів визначають значення сумарної гальмівної сили і часу спрацювання гальм.

Гальмівний шлях визначається як відстань, яку проходить автомобіль від початку до кінця гальмування. Початок гальмування – це момент часу, на протязі якого гальмівна система одержує сигнал про необхідність проводити гальмування, а кінець гальмування – це момент часу коли автомобіль повністю зупиняється.

На рис. 1. показано зміну сили тиску на педаль Р_пед, гальмівної сили Р_г, сповільнення (від'ємне прискорення) J і швидкість руху автомобіля V в залежності від часу t при гальмуванні до повної зупинки.

До часу Т з моменту, коли водій оцінивши дорожню ситуацію (аварійно-небезпечна ситуація, сигнал світлофора, значення дорожнього знаку), зробив висновок про необхідність гальмування до повної зупинки автомобіля входять:

- час реакції водія t _р;

- інтервал часу до початку гальмування - t _с;

- інтервал часу до моменту, коли гальмівна сила має постійне значення - t _н;

- час спрацювання гальмівного приводу і механізму (t _с+ t _н);

- час сталого гальмування – t _ст, що відповідає сталому сповільненню.

При дослідженні стале сповільнення j приймають рівним середньому значенню сповільнення за час сталого гальмування t _ст.

Рис. 1. Графік процесу гальмування.

Гальмівний шлях і стале сповільнення при дії робочої гальмівної системи визначають випробуванням автомобіля. При цьому передбачені випробування типу 0, 1, 2, згідно ГОСТ 22895-77. Випробування “нуль” проводять з “холодними” гальмівними механізмами. При випробуванні “нуль” гальмування проводять порізно: з двигуном з'єднаним з трансмісією і роз'єднаним з трансмісією. Випробування “1” проводять при нагрітих гальмівних механізмах, а випробування “2” – при русі автомобіля на затяжних спусках.

Випробування всіх трьох типів проводять при контрольному, тобто екстреному гальмуванні, в заданому режимі, коли приведення в дію органів керування робочої гальмівної системи проводиться від заданої початкової швидкості за час не більше 0,2сек., із зусиллям згідно ГОСТ 22895-77.

При навчальних випробуваннях гальмівних властивостей автомобіля, початкова швидкість гальмування обмежується 30км/год. із міркувань безпеки. Контрольне екстрене гальмування замінюють службовим гальмуванням із сповільненням 1,5...2,5 м/с². Дорожні випробування гальмівних властивостей автомобіля проводять по типу “нуль” із від'єднанним від трансмісії двигуном.

Гальмівні властивості оцінюють по довжині гальмівного шляху і часу гальмування.

Послідовність виконання роботи

1. Виїхати на розмірену ділянку дороги, зупинити автомобіль, налаштувати апаратуру, встановити в початкові положення стрілки електроімпульсних лічильників.

2. Записати діаграму процесу гальмування автомобіля:

а) розігнати автомобіль до швидкості 33...35 км/год. і від'єднати двигун від трансмісії;

б) при досягненні швидкості 30 км/год. включити записуючий пристрій, і через 3...4сек. загальмувати автомобіль;

в) через 2...3сек. після зупинки автомобіля виключити записуючий пристрій;

г) підрахувати кількість відміток датчика пройденого шляху n_s і шлях l_s за кожну секунду та занести в таблицю 1;

Таблиця 1. Результати обробки діаграми процесу гальмування автомобіля.

д) визначити по формулі шлях S_T;

S_T= n_s×l_s,

за кожну секунду та від початку гальмування, результати занести в табл. 1;

е) за отриманими даними побудувати залежність S_T = f ( V ).

3. За показаннями лічильників визначають сумарний гальмівний шлях і сумарний час гальмування.

Наближено вид графіків залежностей показано на рис. 2 і рис. 3.

Рис. 2. Графік залежності часу гальмування від швидкості руху	Рис. 3. Графік залежності гальмівного шляху від швидкості руху

Аналіз і висновки

1. За якими показниками оцінюють гальмівну ефективність автомобіля?

2. Чим пояснюється запізнення спрацювання гальмівного приводу?

3. Проаналізувати графіки залежностей гальмування.

Лабораторна робота № 8