Proiect CCA II TRANSMISIA LONGITUDINALA [PDF]

Zitiervorschau

CALCULUL ȘI CONSTRUCȚIA AUTOVEHICULELOR – Proiect: TRANSMISIA LONGITUDINALĂ –

STUDENT: Orban Tibor Tamas GRUPĂ: 2443 AN: IV SPECIALIZARE: Autovehicule rutiere

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

Cuprins 1.1. Introducere .............................................................................................................................. 3 1.2. Condițiile impuse transmisiilor cardanice ............................................................................... 3 1.3. Clasificarea transmisiilor cardanice ........................................................................................ 3 1.4. Cinematica transmisiei cardanice ............................................................................................ 4 1.5. Cinematica transmisiei bicardanice ......................................................................................... 6 1.6. Construcția transmisiei longitudinale ...................................................................................... 8 1.6.1. Construcția articulațiilor cardanice .................................................................................... 8 1.6.2. Construcția arborilor longitudinali ..................................................................................... 9 1.6.3. Suporți intermediari ......................................................................................................... 12 1.7. Studiul soluțiilor similare ...................................................................................................... 13 1.7.1. Soluții similare ................................................................................................................. 13 1.7.2. Soluția adoptată................................................................................................................ 15 1.8. Elemente de calcul................................................................................................................. 15 1.8.1. Determinarea momentului de calcul și calculul arborilor ................................................ 15 1.8.2. Calculul articulației cardanice.......................................................................................... 18 1.8.3. Calculul de alegere al lagărelor........................................................................................ 19 1.8.4. Materiale utilizate în construcția parților componente ale transmisiei longitudinale ...... 19

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 2 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

1. Memoriu tehnic 1.1.

Introducere

Transmisia longitudinala este un element component al transmisiei autovehiculelor care transmite momentul motor de la schimbătorul de viteze la transmisia principală, în cazul autovehiculelor organizate după soluția clasică, precum și de la schimbătorul de viteze la reductorul – distribuitor și de la acesta la punțile motoare și între punți în cazul automobilelor cu mai multe punți motoare. Acesta asigură transmiterea momentului motor între diferite subansamble ale transmisiei autovehiculelor, a căror poziție este relativă este în general variabilă. Întrucât componentele transmisiei longitudinale sunt de tip cardanic, aceasta este denumită și transmisie cardanică.[1] 1.2.

Condițiile impuse transmisiilor cardanice Condițiile principale impuse transmisiilor cardanice sunt: − Să asigure sincronismul mișcării transmise; − Să asigure compensările axiale și unghiulare; − Să amortizeze vibrațiile; − Să atenueze solicitărilor mecanice; − Randament ridicat − Să asigure unghiurile necesare intre axele arborilor; − Ansamblul transmisiei să fie echilibrat dinamic

1.3.

Clasificarea transmisiilor cardanice a) După legea de transmitere a mișcării există: − Transmisii sincrone (homocinetice), la care raportul de transmitere este constant și egal − Transmisii asincrone, la care raportul de transmitere este o mărime periodică, având valoarea medie egala cu unu. b) Din punct de vedere constructiv acestea pot fi: − Transmisii rigide; − Transmisii elastice. c) După numărul articulațiilor cardanice se deosebesc: − Transmisii monocardanice; − Transmisii bicardanice;

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 3 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

− Transmisii tricardanice etc. d) După modul de construcție pot fi: − Transmisii deschise; − Transmisii închise (dispuse într-un tub cardanic sau într-un carter)

Figură 1.1 Transmisia longitudinală bicardanică

1.4.

Cinematica transmisiei cardanice

În figura 1.2 este prezentată schema de funcționare a unei articulații cardanice, în care arborele 1 este conducător, iar arborele 2 este condus, α12 fiind unghiul dintre cei doi arbori. Articulația cardanică se compune dintr-un element intermediar 4 (crucea cardanică) care este montat între două furci 3 și 5 ale căror plane sunt perpendiculare între ele. Una dintre furci se solidarizează cu arborele conducător, iar cealaltă cu arborele condus. În timpul rotirii arborelui condus 1, brațul AA` descrie traiectoria 6, dispusă întrun plan perpendicular pe arborele 1, iar Figură 1.2 Schema de funcționare a articulației brațul BB` al arborelui condus 2, descrie rigide traiectoria 7 într-un plan perpendicular pe arborele condus 2. Prin rotirea arborelui cu un unghi φ1, punctul A ajunge în A0, deplasânduse pe un arc de cerc, iar punctul B ajunge în B0, arborele 2 rotindu-se cu unghiul φ2.

tg1 = tg2  cos 12 , (1.1)

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 4 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

unde: − φ1 – reprezintă deplasarea unghiulară a arborelui conducător; − φ2 – reprezintă deplasarea unghiulară a arborelui condus; − α12 – reprezintă unghiul dintre cei doi arbori. Conform relației se observă ca în cazul deplasării unghiulare uniforme a arborelui conducător 1 (ω1=const.) arborele condus va execută deplasări unghiulare neuniforme (ω2≠const.), această neuniformitate fiind cu atât mai mare cu cât unghiul dintre cei doi arbori este mai mare. Asincronismul mișcări furcilor cardanice se poate aprecia prin raportul de transmitere:

iac =

1 (1.2), 2

− ω1 și ω2 fiind vitezele unghiulare ale arborelui conducător 1, respectiv a arborelui condus 2. Dacă considerăm unghiul α12 constant, prin diferențierea totală a relației (1.1) se obține relația: d1 d 2 =  cos 12 , (1.3) 2 cos 1 cos 2 2 Dacă împărțim ecuația cu dt și ținând seama că

d1 d1 = 1 , și = 2 , din această dt dt

ecuație se obține:

iac =

1 d1 cos 2 1  cos 12 = = (1.4) 2 d  2 cos 2 2

Iar prin eliminarea din această relație a lui cos 2  2 cu ajutorul relației primei relații se obține:

1 sin 2 1 + cos 2 1  cos 2 12 iac = = 2 cos 12 Se constată din această relație că la rotirea părții conducătoare se obțin următoarele valori extreme: −

  iac min =  1  = cos 12 , pentru φ1=0; π; 2π...;  2 min

−

π 3π   1 , pentru φ1= ; ...; iac max =  1  = 2 2  2 max cos 12

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 5 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

Deci raportul de transmitere cinematic al articulației cardanice variază între limitele cosα12 și 1/ cosα12. Aceste limite sunt cu atât mai apropiate una de alta și ambele mai apropiate de valoarea unu, cu cât unghiul α12 dintre arbori este mai mic. La o rotație completă a arborelui conducător 1, raportul de transmitere atinge de două ori valoarea minimă și de două ori valoarea maximă, așadar, arborele condus 2 rămâne de două ori în urma arborelui conducător 1 (ω2ω1). 1.5.

Cinematica transmisiei bicardanice

Transmisia cardanica simpla aduce un inconvenient care poate fi eliminat prin înscrierea a două sau mai multe articulații cardanice, la care prin respectarea unor condiții de așezare intre elemente, se poate obține o transmisie homocinetică (sincronă).

Figură 1.3 Schema cinematică a transmisiei bicardanice

Aceste tipuri de transmisii cardanice sunt cele mai utilizate la autovehicule, considerăm furcile extreme cuprinse într-un plan perpendicular pe planul furcilor arborelui cardanic 2, astfel legile de transmitere a mișcări sunt: tg1 = tg2  cos 12

tg3 = tg2  cos  23

,

unde φ1, φ2, φ3 sunt deplasările unghiulare ale arborelui conducător 1, arborelui intermediar 2 și respectiv arborelui condus 3, α12 – unghiul dintre arborele conducător și cel intermediar iar α23 – unghiul dintre arborele intermediar și cel condus. Prin eliminarea unghiului φ2 din această relație se obține: cos 12 tg1 = tg3  cos  23 Dacă se aplică relația (1.4) pentru această transmisie se obține:

1 sin 2 1 + cos 2 1  cos 2 12 = 2 cos 12

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 6 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

3 sin 2 3 + cos 2 3  cos 2  23 = 2 cos  23 Eliminând viteza unghiulară ω2 rezultă: cos  23 cos 12 1  2 = 3  2 . 2 2 sin 1 + cos 1  cos 12 sin 3 + cos 2 3  cos 2  23 Din această ecuație se poate observa că arborele condus 3 va avea aceeași viteză unghiulară de rotație și se află în același regim de funcționare cu arborele conducător 1 (transmisie longitudinala sincronă) dacă φ1= φ3, și α12= α23. Sincronismul transmisiei longitudinale se obține dacă sunt respectate următoarele condiții: − Furcile arborelui intermediar sun coplanare − unghiurile formate de axele arborilor conducător și condus cu cel intermediar sunt egale. Prima condiție se asigură prin construcția transmisiei. La montaj, poziția relativă dintre elementele demontabile este marcată printr-o linie gravată pe fiecare arbore. A doua condiție se realizează prin așezarea corespunzătoare a axelor ansamblurilor legate prin transmisia longitudinală. Dată fiind însă legătura dintre puntea motoare și caroseria autovehiculului, este dificil să se mențină egalitatea α12= α23, astfel că funcționarea transmisiei va fi cvasihomocinetică.

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 7 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

1.6.

Construcția transmisiei longitudinale

1.6.1. Construcția articulațiilor cardanice Articulațiile cardanice sunt mecanisme care servesc la transmiterea mișcări de rotație între doi arbori longitudinali concurenți, cu unghiuri între axe, în general, variabile, și ale căror raport de transmitere este egal cu unu. Din punct de vedere al principiului de funcționare articulațiile cardanice pot fi asincrone și sincrone. Transmisiile longitudinale ale automobilelor moderne sunt prevăzute cu articulații cardanice asincrone rigide sau elastice. Articulațiile cardanice rigide permit transmiterea mișcări de rotație între arborii care se intersectează datorită legăturii articulate a elementelor componente, iar cele elastice prin deformarea elastică a unor Figură 1.4 Construcția articulației cardanice elemente. asincrone rigide de tip deschis Articulația cardanică asincronă rigidă pot fi cu lagăre de alunecare sau cu rulmenți cu role – ace. La autovehicule transmisiile longitudinale sunt prevăzute cu articulații cardanice asincrone rigide de tip deschis, cu rulmenți cu ace, caz în care randamentul articulației este mult îmbunătățit. Aceste articulații prezintă unele avantaje: au o durată mare de funcționare, permit transmiterea unor turații ridicate și au un gabarit redus. O astfel de articulație se compune din (figura 1.4): furcile 1 și 2 asamblate cu crucea cardanică 3 prin intermediul rulmentului cu ace 4. Rulmenții se montează în brațele furcilor care cu ajutorul capacelor 11, fixate cu șuruburile 8 și asigurate cu plăcutele 7. Garnitura de etanșare 5 permite scurgerea lubrifiantului din articulația cardanică în același timp protejează rulmenți contra pătrunderii murdăriei. Supapa de siguranță 10 menține presiunea lubrifiantului la o anumită valoare permițând eliminarea surplusului de lubrifiant și a bulelor de aer în timpul gresării. Articulațiile cardanică asincrone elastice se montează ,în general, între motor și cutia de viteze, intre cutia de viteze și ansamblul transmisiei longitudinale sau între cutia de viteze și reductor – distribuitor când acestea sunt montate în cartere diferite, pentru compensarea sau eliminarea inexactităților montajului și a deplasărilor dintre acestea. Aceste articulații

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 8 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

contribuie și la reducerea sarcinilor dinamice, la amortizarea vibrațiilor și a oscilațiilor de torsiune care apar în transmisia autovehiculelor.[2] Construcția unei articulații cardanice asincrone elastice este prezentată in figura 1.4, fiind compusă din: furcile 2 și 5 prevăzute cu câte trei brațe dispuse la 120° unul față de altul fixate între ele cu șuruburile 4 de discul elastic 3. Montarea articulației în transmisia longitudinala se face prin solidarizarea furcii 2 de arborele conducător 1 și prin montarea

Figură 1.5 Articulație cardanica asincrona rigidă

culisată a furcii 5 pe arborele condus 5, pentru compensarea abaterilor axiale. Prin deformarea elastica a discului 3, articulația permite abateri unghiulare între axele arborilor cuplați de 3-5°. Materialele utilizate pentru furcile cardanice sunt oteluri cu conținut mediu de carbon (0,35-0,45%) sau din oteluri de îmbunătățire slab aliate. După călire și revenire, duritate furcilor cardanice variază între 197-300 HB în funcție de tipul autovehiculului la care se va utiliza transmisia longitudinală. Crucile cardanice se executa din oțeluri aliate de cementare, elementul de aliere principal fiind cromul. Cementarea se face la adâncimi de 0,7-1,5 mm. Duritatea acestora variază între 56-65 HRC. 1.6.2. Construcția arborilor longitudinali Arbori longitudinali sunt organe ale transmisiei longitudinale care fac legătura între două articulații cardanice sau între o articulație cardanica și un reper al transmisiei. Acestea au rolul de a transmite momentul de torsiune la distanță și, uneori forțele axial. Arborii longitudinali sunt formați dintr-o parte centrală și piesele de legătura dintre partea central și articulația cardanică sau agregatul transmisiei. Partea centrală a arborelui poate

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 9 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

fi plina sau tubulară, cei cu secțiune tubulară sunt mai utilizați datorită avantajelor pe care le prezintă având o rigiditate mai mare, pentru aceeași greutate, permițând mărirea turației critice de funcționare. Forma constructiva a acestora depinde de lungimea dintre centrele articulațiilor cardanice, regimul de încărcare și de locul de dispunere în cadrul transmisiei. Dacă transmisia longitudinală nu permite compensările axiale, arborii cardanici vor avea o lungime constantă (fig. 1.6-a), iar dacă aceștia permit compensările axiale vor avea o lungime variabilă (fig.1.6-b). În acest caz îmbinarea dintre capătul arborelui și butucul furcii se realizează prin caneluri, formându-se cuplajul pentru compensările axiale.

Figură 1.6 Arbori cardanici cu lungime constantă (a) și variabilă (b)

Construcția unui arbore longitudinale este prezentată în figura 1.7. Acesta este format dintr-un tub de otel 8 și arborele canelat 5, pe care culisează furca 2 a articulației cardanice 1. Furca 2, fiind montata pe arborele 5 prin intermediul canelurilor, permite variația distanței dintre axele crucilor cardanice 3 și 11 datorită variației săgeții suspensiei. Pentru a reduce uzura și frecările dintre caneluri aceste se ung prin intermediul gresorului 4, care se montează în

Figură 1.7 Construcția transmisiei cardanice.

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 10 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

butucul furcii 2, fiind prevăzut la capăt cu o garnitură de etanșare 6 pentru a nu permite ieșirea lubrifiantului din regiunea de ungere și pentru a evita pătrunderea impurităților. La capătul dinspre puntea motoare al arborelui longitudinal este montată furca 10 a articulației cardanice 12. Ansamblul transmisiei longitudinale se supune unei echilibrări dinamice, mai întâi la o turație joasă (600 – 1000[rot/min]) urmată de o verificare la o turație nominală. Echilibrarea se realizează prin adaosuri de metal, prin sudarea în puncte, sub forma plăcutelor 7 și 9. Pentru a elimina necesitatea reechilibrări transmisiei longitudinale după demontările din exploatare, între arbori și furci se marchează la prima echilibrare poziția de montare. Valori admisibile pentru dezechilibrare sunt recomandate, pentru autoturisme limitele 50 – 70 g·cm. Ca materiale, în construcția de autovehicule, partea tubulară se execută din țevi de oțel trase la rece fără sudură sau din țevi din otel sudate electric, iar partea canelată se executa din oțeluri îmbunătățite slab aliate. Tendința actuala presupune înlocuirea arborilor longitudinali din oțel cu cei realizați din materiale compozite aceștia având proprietăți mai bune: − rezistența la torsiune dublă în comparație cu cele obișnuite din oteluri uzuale la aceleași dimensiuni; − rigiditate ridicată care poate să o depășească de 2,5 ore pe cea a oțelurilor și a aliajelor de aluminiu; − rezistență mare la oboseala și la coroziune, capacitate bună de amortizare internă. Utilizarea materialelor compozite la transmisiile longitudinale asigură proprietăți de amortizare bune, ce atenuează astfel vibrațiile produse de motor. De asemenea, transmiterea redusa a zgomotelor face să poată fii evitată propagarea acestora de la roți și punte la caroserie. Masa scăzută a arborelui cardanic și rigiditatea sporită permit funcționare la turații mari.

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 11 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

1.6.3. Suporți intermediari Suporți intermediari se utilizează in cazul în care distanța dintre punți este mare, iar utilizarea arborilor longitudinali lungi este nerațională, atât din punct de vedere tehnologic cât și din punct de vedere funcțional, arborii fiind predispus la funcționare în regim de rezonanță la turații scăzute. Din acest motiv, arborele cardanic se secționeze în doua ceea ce determina obținerea unei transmisii longitudinale tetracardanice sau tricardanice cu un suport intermediar. În cazul autovehiculelor și al autobuzelor, arborele cardanic se secționeaza din motive de îmbunatățire a indicilor de maniabilitate și de utilizarea optima a spațiului interior.[3]

Figură 1.8 Suporturi intermediare a. tetracardanice, b. tricardanice

Suportul intermediar pe lângă rolul principal de sprijin al arborilor cardanic, acesta trebuie să permită compensările unghiulare axiale și radiale ale arborilor, de asemenea trebuie să amortizeze și să izoleze vibrațiile care iau naștere în transmisia longitudinală. Suporturile intermediare utilizate în transmisia longitudinală a autovehiculelor pot fi elastice sau rigide, cu unul sau doi rulmenți. Suporturile intermediare elastice acestea se compun in general, dintr-un rulment radial cu bile pe un singur rând, montat în carcasa suportului prin intermediul unui element elastic, care prezintă proprietăți bune de amortizare și permite compensări unghiulare.[3]

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 12 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

În figură 1.9 rulmentul cu bile de tip închis 1, fixat pe arborele longitudinal 4 este montat presat în carcasa 3, prin intermediul inelului de cauciuc. Întrucât suporturile intermediare se plasează sub caroseria autovehiculului, ele se prevăd cu apărătorile din tabla 5-6, contra impurităților și apei. Suporturile intermediare rigide acestea pot fi simple sau duble. Cele duble sunt compuse dintr-un lagăr fix, cu rulmenți oscilanți cu bile sau cu role, în timp ce suporturile duble sunt compuse dintr-un lagăr fix și din rulmenți radialiFigură 1.9 Suport intermediar elastic axiali cu role sau cu bile. Suporturile intermediare se fixează de una din traversele intermediare ale cadrului, sau chiar de carterul punții intermediare (la autovehiculele cu trei punți).

1.7.

Studiul soluțiilor similare

1.7.1. Soluții similare Mercedes C200 CDI Acest automobil este construit după soluția clasică. Transmisia cardanică a acestui automobil este una bicardanică de tip asincronă. Se compune din 2 arbori cardanici, doua articulați cardanice, și un suport intermediar.

Figură 1.10 Transmisie cardanica Mercedes C200

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 13 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

Mustang 5 2010. Acest autoturism utilizează o transmisie cardanică cu un singur arbore cardanic și nu prezintă un suport intermediar. , permite compensarea jocurilor axiale.

Figură 1.11 Transmisia cardanică Mustang 5 2010

Chevrolet Camaro 1998. Transmisia cardanică a acestui autovehicul este una bicardanica asincronă rigidă, cu doi arbori cardanici, și un suport intermediar, permitând compensările axiale.

Figură 1.12 Transmisie cardanica a autovehiculului Chevrolet Camaro 1998

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 14 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

1.7.2. Soluția adoptată Soluția adoptată este transmisia cardanică a autovehicul BMW 318i e46. Transmisia cardanică a acestui autovehicul este una bicardanică asincronă rigidă. Transmisia longitudinală a acestui autovehicul se compune din doi arbori cardanici un suport intermediar și doua articulații cardanice. Această transmisie longitudinala permite compensarea jocurilor axiale.

Figură 1.13 Transmisia cardanica a automobilului BMW 318i e46

1.8.

Elemente de calcul

1.8.1. Determinarea momentului de calcul și calculul arborilor Momentul maxim transmis:

M M = 180[ N  m] Determinarea raportului de transmitere a treptei I: Determinarea razei de rulare: − Balonajul: 195 [mm] − Diametrul nominal d = 25.4 15

d = 381[mm] − Înălțimea balonului: H = B

H = 0.65 195 H = 126.75[mm] − Coeficientul de deformare:  = 0.945[−] − Raza libera a rotii:

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 15 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

d +H 2 r0 = 317.25[mm] r0 =

− Raza de rulare:

rd =   r0 10−3 rd = 0.3 − Turația la putere maximă:

nP max = 5500[rot / min] − Turația la viteză maximă:

nv max = 1.05  5500[rot / min] nv max = 5775[rot / min] − Viteza maximă:

vmax = 206[km / h] − Raportul de transmitere al transmisiei principale:

3.6    rd  nv max 30  vmax i0 = 3.168[−] i0 =

− Turația la moment maxim:

nM = 3900[rot / min] − Randamentul total al transmisie:

t : 0.9[−] − Puterea la moment maxim:

M M    nm 30 PM = 73513.268[W ] PM =

− Greutatea autovehiculului:

Ga = 1360  9.81 = 13341.6[daN ] − Coeficientul de rezistență la rulare:

 max = 0.32 − Viteza critică în treapta I:

vcrI =

t  PM = 15.497[m / s] Ga  max

− Raportul de transmitere al treptei I:

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 16 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

icvI = icvI

  rd  nM

30  i0  vcrI = 2.494[−]

Momentul de calcul:

M c = M M  icvI M c = 448.848[ N  m] Calculul arborilor: − Diametrul exterior al arborelui: D = 71[mm] − Diametrul interior al arborelui: d = 65[mm]

− Lungimea arborelui: a) Calculul arborelui la torsiune:

M c 103 16  D t = = 21.466[ N mm2 ] 4 4   (D − d )  at = 300[ N mm 2 ] b) Verificarea deformației la răsucire: − Modulul de elasticitate transversal:

G = 8 104 [ N mm2 ] − Momentul de inerție polar:

Ip =

  (D4 − d 4 )

= 742304.937[ mm4 ]

32 − Unghiul de răsucire:

=

M c 103  L GIp

= 0.004[]

 max = 8[] c) Verificarea turației critice: − Modulul de elasticitate longitudinal: E = 2.1105[ N mm2 ] − Coeficient ce tine seama de deformarea arborelui: c = 384[−] − Masa arborelui: A=



 ( D 2 − d 2 ) = 640.885[mm 2 ]

4  = 108 10−6 [ N dm3 ] G = A  L   = 35.992[ N ]

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 17 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

m=

G = 3.669[kg ] g

ncr =

30





cEIp m  L3

= 3252.848[rot / min]

1.8.2. Calculul articulației cardanice a) Calculul furcii cardanice: R = 60[mm] M F = c = 3.74[ N ] 2 R b = 3[mm] h = 4[mm] l = 30[mm] Verificarea la încovoiere:

b  h2 = 8[mm3 ] 6 F l i = = 14.027[ N / mm2 ] Wi

Wi =

 ai = 120[ N / mm2 ] Verificarea la torsiune:

Wt =

  b2  h

16 l1 = 10[mm]

i =

= 7.069[mm3 ]

F  l1 = 5.292[ N / mm 2 ] Wt

 at = 150[ N / mm 2 ] b) Calculul cruci cardanice:  = 0.1[] F F1 = = 3.759[ N ] cos  h1 = 58.2[mm]

L = 14[mm] d1 = 13.42[mm]

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 18 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

Verificarea la încovoiere:

L  F1   h1 −  2  i = = 0.796[ N / mm 2 ] 3 d1  0.1

 ai = 180[ N / mm 2 ] Verificarea la torsiune:

F `=

M c 103 2  ( R − 0.5  h)  cos 

F `= 3.889 103[ N ] 4 F` = = 1.172[ N / mm 2 ] 2  d  at = 80[ N / mm 2 ] Verificarea la strivire: F  s = 1 = 0.014[ N / mm2 ] [4] d h  sa = 45 1.8.3. Calculul de alegere al lagărelor Rulmenți se vor alege din cataloage în funcție de capacitate de încărcare dinamică a acestora. 1.8.4. Materiale utilizate în construcția parților componente ale transmisiei longitudinale Arbori longitudinali se confecționează din oțel, iar pentru porțiunea canelată se utilizează oteluri de îmbunătățire slab aliate, cu conținut de carbon de 0,40%. (42CrVb, 41CrH, 20MnCr, C45). Crucile cardanice se executa din oteluri aliate de cementare elementul principal de aliere fiind cromul. Cementarea se face pe o adâncime de ce variază între 0,7 – 1,5 [mm]. Duritatea variază între 56 – 65 [HRC]. Furcile cardanice se executa din oțeluri cu conținut mediu de carbon, 0,35 – 0.45 %, sau din oțeluri de îmbunătățire slab aliate. După călire și revenire duritatea furcilor variază între 197 – 300 [HB] în funcție de tipul automobilului.[2]

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 19 | 20

UNI VERSI TATEA TEHNI CA FACULTATEA DE MECANI CA DEPARTAMENTUL AUTOVEHI CULE RUTI ERE SI TRANSPORTURI

Bibliografie [1] [2] [3] [4]

“Calculul_si_constructia_automobil - Gheorghe Fratila.pdf.” . U. M and F. Gheorghe, “Calculul și construcția automobilelor,” pp. 14–15, 1963. “Ioan RUS - Autovehicule rutiere.pdf.” . P. Ţă, Ion TABACU TRANSMISII MECANICE PENTRU Editura Tehnic ă Bucure ş ti - 1999 ISBN 973-31-1340-9. 1999.

ORBAN Tibor Tamas

Pag. 20 | 20