Post on 20-Jul-2015
transcript
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
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
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)
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.
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
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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