«Гоночный автомобиль класса «Формула Студент» колесной формулой 4х2 с разработкой реечного рулевого механизма»

Николай Тимофеев

«Гоночный автомобиль класса «Формула Студент» колесной формулой 4х2 с разработкой реечного рулевого механизма»

Ключевые слова: гоночный автомобиль, FSAE, Formula Student, Формула Студент, рулевое управление, рулевое механизм, реечный рулевой механизм, рулевой привод, рулевая трапеция, рулевое колесо, быстросъемная муфта, вал-шестерня, рейка, корпус рулевого механизма, чулок. В данной работе было разработано и спроектировано рулевое управление для гоночного автомобиля класса «Формула Студент» с колесной формулой 4х2. Представлены анализ существующих конструкций гоночных автомобилей, анализ существующих конструкций рулевого управления автомобилей, кинематический и силовой расчет рулевого управления, геометрический расчет цилиндрических шестерен с прямым зубом, расчет на прочность цилиндрических шестерен с прямым зубом, тягово-динамический расчет гоночного автомобиля, а также представлены условия по обеспечению безопасности жизнедеятельности. В графической части разработаны габаритный чертеж гоночного автомобиля класса «Формула Студент», сборочный чертеж рулевого управления и рулевого механизма, разработаны рабочие чертежи деталей узла с подробным описанием технических требований к сборке и изготовлению деталей, графики тягово-динамического расчета, технологическая часть с описанием последовательности сборки рулевого механизма непосредственно на гоночном автомобиле. По рабочей конструкторской документации был изготовлен опытный образец реечного рулевого механизма и установлен на гоночный автомобиль.

Машиностроение

Дипломы

Вуз: Казанский (Приволжский) федеральный университет (КФУ)

ID: 5f3799ffcd3d3e0001b9fc3f

UUID: 9f960fb0-c0fd-0138-1a41-0242ac180006

Язык: Русский

Опубликовано: почти 4 года назад

Просмотры: 119

12.38

Николай Тимофеев

Казанский (Приволжский) федеральный университет (КФУ)

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 9,2 МБ

Поделиться работой

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Автомобили, автомобильные двигатели и дизайн» «УТВЕРЖДАЮ» Зав. кафедрой «Автомобили, автомобильные двигатели и дизайн» _____________________Д.Х. Валеев «_____»___________________2020г. Выпускная квалификационная работа на тему: «Гоночный автомобиль класса «Формула Студент» колесной формулой 4х2 с разработкой реечного рулевого механизма» ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00. ПЗ Выпускник: Студент группы 1151160 _____________Тимофеев Н.В. «____»_______________2020г. Руководитель ВКР _____________ к.т.н., доцент Шамсутдинов И.Р. «____»_______________2020г. Набережные Челны 2020 г.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Отделение Автомобильное отделение______________________________________________ Кафедра «Автомобили, автомобильные двигатели и дизайн» __________________________ Направление подготовки 23.05.01. Наземные транспортно-технологические средства_____ Профиль Автомобили и тракторы_________________________________________________ УТВЕРЖДАЮ И.о. зав.кафедрой ______________/Д.Х. Валеев/ «____»_____________2020 г. ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы 1. Выпускник Тимофеев Николай Валерьевич______________________________________ 2. Руководитель Шамсутдинов Ильдар Рафисович __________________________________ _____________________________________________________________________________ 3. Степень кандидат (технические науки)__________________________________________ 4. Тема ВКР «Гоночный автомобиль класса «Формула Студент» колесной формулой 4х2 с разработкой реечного рулевого механизма»________________________________________ утверждена приказом по институту от «20»__04. 2020 г.___ №__04/227___ 5. Исходные данные кол. формула 4х2; число мест n = 1; снаряженная масса m0 = 250 кг; максимальная скорость Vmax = 180 км/ч; коэффициент аэродинамического сопротивления cx = 0,28; размерность колес 20.5х7.0 R13; максимальная мощность двигателя Nemax = 75 кВт. 6. Содержание работы введение, конструкторская часть, тягово-динамический расчет, специальная часть, технологическая часть, безопасность жизнедеятельности, заключение, список литературы _____________________________________________________________ 7. Перечень отчетных материалов пояснительная записка, презентация, чертежи________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Дата выдачи задания «____» _____________ 2020 г. Дата представления ВКР к защите «___» ____________ 2020 г. Выпускник _________________/ Тимофеев Н.В./ Руководитель __________________ / Шамсутдинов И.Р./

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН выполнения основных и дополнительных разделов выпускной квалификационной работы Основные разделы ВКР: Плановый срок Наименование выполнения раздела работы раздела 1. Конструкторская часть. 08.03.2020 2.Тяговодинамический расчет. 22.03.2020 3. Специальная часть. 03.05.2020 4. Технологическая часть. 17.05.2020 5. Безопасность жизнедеятельности. 31.05.2020 Фактический срок выполнения раздела Ф.И.О. руководителя, подпись Дополнительные разделы ВКР: Наименование раздела работы Плановый срок выполнения раздела Фактический срок выполнения раздела Ф.И.О. консультанта, подпись (подпись) (И.О. Фамилия) (подпись) (И.О. Фамилия) 1. 2. 3. 4. 5. Руководитель выпускной квалификационной работы Задание принял к исполнению

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» АННОТАЦИЯ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ Выпускник Тимофеев Николай Валерьевич.________________________________________ Отделение Автомобильное отделение._______________ Группа 1151160.________________ Направление подготовки 23.05.01. Наземные транспортно-технологические средства._____ Профиль Автомобили и тракторы._________________________________________________ Тема ВКР: «Гоночный автомобиль класса «Формула Студент» колесной формулой 4х2 с разработкой реечного рулевого механизма».________________________________________ Руководитель Шамсутдинов И.Р., НЧИ КФУ, к.т.н., доцент.___________________________ (Фамилия И.О., место работы, должность, ученое звание, степень) Консультант(ы)___________________________________________________________ (Фамилия И.О., место работы, должность, ученое звание, степень) ХАРАКТЕРИСТИКА ВКР 1. Тема ВКР «Гоночный автомобиль класса «Формула Студент» колесной формулой 4х2 с разработкой реечного рулевого механизма»._______________________________________ 2. Цель работы разработка рулевого механизма для гоночного автомобиля._________________ 3. Сведения об объеме, количестве иллюстраций, таблиц, использованных источников 134 страниц пояснительной записки, рисунков 43, таблиц 26.________________________________ 4. Ключевые слова гоночный автомобиль, FSAE, Formula Student, Формула Студент, рулевое управление, рулевое механизм, реечный рулевой механизм, рулевой привод, рулевая трапеция, рулевое колесо, быстросъемная муфта, вал-шестерня, рейка, корпус рулевого механизма, чулок.________________________________________________________________ 5. Использование информационных ресурсов Internet да, 4______________________________ (нет, да, число ссылок в списке литературы) 6. Использование современных пакетов компьютерных программ и технологий _да_______________________________________________________________________ (нет, да, число ссылок в списке литературы) 7. Результаты работы разработал рулевой механизм для гоночного автомобиля.___________ 8. Наличие публикаций и выступлений на конференциях по теме выпускной работы__________________________________________________________________ а) 1. ____________________________________________________________________ (Список публикаций) б) 1. ____________________________________________________________________ (Список выступлений на конференциях) Выпускник _______________________ (подпись) Руководитель _______________________ (подпись) «____» _________________ 20__ г.

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 8 1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ ........................................................................... 10 1.1. Анализ существующих конструкций гоночных автомобилей.................... 10 1.1.1. Гоночный болид класса «Формула студент» команды FS-MAMI Iguana Evo4........................................................................................................................ 10 1.1.2. Гоночный болид класса «Формула студент» команды UNI Stuttgart F0711-13................................................................................................................ 14 1.1.3. Гоночный болид класса «Формула студент» команды Graz TU Tankia ............................................................................................................................... 17 1.1.4. Гоночный болид класса «Формула студент» команды Polytech NCM 278 ......................................................................................................................... 21 1.1.5. Гоночный болид класса «Формула студент» команды municHMotorsport PW12.19 ................................................................................ 25 1.1.6. Гоночный болид класса «Формула студент» команды Rennstall Esslingen Stallardo19 ............................................................................................ 29 1.2. Требования регламента FSAE к компоновке и общей конструкции гоночного автомобиля ............................................................................................ 33 1.3. Техническое задание на проектирование гоночного автомобиля .............. 33 1.3.1. Цель и область применения разработки ................................................. 33 1.3.2. Технические требования ........................................................................... 34 1.3.3. Требования к ремонтопригодности ......................................................... 37 1.3.4. Требования безопасности конструкции .................................................. 37 1.3.5. Требования противопожарной защиты ................................................... 38 1.3.6. Эстетические и эргономические требования ......................................... 39 2. ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ............................................................. 40 2.1. Исходные данные............................................................................................. 40 2.2. Подготовка исходных данных для тягово-динамического расчета ........... 41 2.3. Выбор характеристик двигателя .................................................................... 43 2.4. Построение внешней скоростной характеристики двигателя..................... 43 2.5. Определение передаточного числа главной передачи гоночного автомобиля............................................................................................................... 44 2.6. Тяговый баланс гоночного автомобиля......................................................... 45 2.7. Мощностной баланс гоночного автомобиля................................................. 47 2.8. Динамическая характеристика гоночного автомобиля ............................... 48 2.9. Характеристика ускорений гоночного автомобиля ..................................... 49 2.10. Характеристика разгона гоночного автомобиля ........................................ 50 2.11. Нагрузочная характеристика двигателя ...................................................... 53 2.12. Экономическая характеристика гоночного автомобиля ........................... 54 3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ..................................................................................... 56 3.1. Анализ существующих конструкций рулевого управления автомобилей 56 3.1.1. Требования, классификация, применяемость......................................... 56 3.1.2. Основные технические параметры рулевого управления ..................... 60 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 5

3.1.3. Рулевые механизмы................................................................................... 62 3.1.4. Рулевой привод .......................................................................................... 78 3.1.5. Усилители рулевого управления ............................................................. 85 3.2. Конструирование и расчет узла ..................................................................... 97 3.2.1. Кинематический расчёт рулевого управления ....................................... 97 3.2.2. Силовой расчет рулевого управления ..................................................... 99 3.2.3. Расчет цилиндрической прямозубой передачи рулевого механизма 102 3.2.3.1. Выбор материалов и термической обработки колес ...................... 102 3.2.3.2. Допускаемые контактные напряжения шестерни и рейки соответственно ................................................................................................ 102 3.2.3.3. Допускаемые напряжения изгиба шестерни и рейки соответственно .......................................................................................................................... 103 3.2.4. Расчет параметров зацепления ............................................................... 104 3.2.5. Проверочный расчет на прочность ........................................................ 107 3.2.5.1. Проверочный расчет передачи на контактную прочность............ 107 3.2.5.2. Проверочный расчет передачи на прочность при изгибе ............. 108 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ......................................................................... 110 4.1. Разработка чертежа общего вида, сборочного чертежа............................. 110 4.2. Производство деталей рулевого механизма ............................................... 110 4.3. Сборка реечного рулевого механизма на гоночном автомобиле ............. 111 4.4. Установка реечного рулевого механизма на гоночном автомобиле ........ 112 5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ................................................. 116 5.1. Характеристика учебного заведения по опасным и вредным факторам . 116 5.2. Опасные и вредные факторы, имеющие место при выполнении исследовательской работы ................................................................................... 117 5.2.1. Источники шума ...................................................................................... 117 5.2.2. Температурный режим............................................................................ 118 5.2.3. Электротравмы ........................................................................................ 118 5.2.4. Взрывоопасность и пожарная безопасность......................................... 119 5.3. Электромагнитные поля ................................................................................ 120 5.4. Мероприятия по созданию безопасных условий труда на рабочем месте ................................................................................................................................. 121 5.4.1. Мероприятия посвященные охране труда ............................................ 121 5.4.2. План мероприятий ................................................................................... 121 5.4.3. Обеспечение технической безопасности .............................................. 121 5.4.4. Эргономика рабочего места ................................................................... 122 5.5. Требования к электробезопасности на рабочем месте .............................. 127 5.6. Пожарная безопасность на рабочем месте .................................................. 127 5.7. Экологические соответствия проектируемого объекта ............................. 128 5.8. Требование к освещению рабочего места ................................................... 128 5.9. Безопасность в чрезвычайной ситуации ..................................................... 129 5.10. Перечень нормативных документов, регламентирующих факторы, влияющие на жизнедеятельность........................................................................ 131 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 133 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .................................................... 134 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 7

ВВЕДЕНИЕ «Формула Студент» (официально Formula Student или Formula SAE— зависит от организатора) — инженерные студенческие соревнования, организованные Сообществом автомобильных инженеров (SAE) еще в 1978 году. Спустя три года прошли первые этапы. Сейчас этот проект включает четыре направления: «Формула Студент» (классы с углеводородным, комбинированным (гибридным), или электрическим приводом и Баха SAE (ранее miniBaja). Соревнования проходят по всему миру и являются одними из самых масштабных. Проект «Formula-Student» организован американским сообществом инженеров - автомобилистов (SAE). Согласно действующего регламента, данный проект циклического действия, поскольку в течение одного года его реализацией должна заниматься одна команда. Через год команда частично обновляется и перед ней ставится новая задача на следующий сезон. В проекте соединяются элементы образовательных, спортивных и инженерных международных состязаний студенческих команд. В работе широко используется техническое творчество, экономические расчеты, применяются управленческие решения. Вместе с соревновательными элементами решаются задачи презентационного, маркетингового и рекламного характера. В 2007 году была создана первая российская команда «Формула Гибрид МАДИ», которая уже в 2008 году приняла участие в американском этапе, а осенью того же года на соревнованиях в Италии в Class 3 (класс технических проектов и бизнес презентаций) заняла 1-е место. Также впервые в 2007 году первая российская команда FRAMBIT MADI серии Mini Baja приняла участие в крупнейших соревнованиях серии во Флориде, США. До этого Россия никогда не участвовала в подобных соревнованиях. Изм. Лист № докум. Подп. Разраб. Тимофеев Н.В. Пров. Шамсутдинов И.Р. Н. контр. Утв. Валеев Д.Х. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Гоночный автомобиль класса «Формула Студент» колесной формулой 4х2 с разработкой реечного рулевого механизма Лит У Лист 8 Листов 134 НЧИ КФУ гр. 1151160

Первый российский болид с гибридным приводом «Стрекоза» команды «Формула Гибрид МАДИ». В сезонах 2009 и 2010 года команда успешно отстаивала честь России на соревнованиях в США, в 2011 году команда заняла 6 первое место на соревнованиях в Италии в Class 1. Отдельно стоит отметить команду из Тольятти, которая также успешно прошла все динамические показатели. В 2009 году в НГТУ им. Р.Е. Алексеева была основана команда «Amigo», дебют которой на международных соревнованиях состоялся в сезоне 2013 года. Следом за МАМИ из московских Вузов к участию в международных европейских соревнованиях в 2012 подключился Российский Университет Дружбы Народов (РУДН), где силами студентов инженерного факультета был построен автомобиль. В 2012 году команда из Челябинска, создала свой первый болид. Семь российских команд побывали на соревнованиях Formula Student Italy 2013. В 2014 году состоялось знаковое событие – был проведён первый полномасштабный международный этап в России – «Formula Student Russia 2014» с приглашением лучших мировых судей серии Formula Student. Успешные соревнования дали мощны импульс к развитию студенческих инженерных движений в России. В 2013 команда Формула Гибрид МАДИ была преобразована в «Formula Electric MADI» и представила в Италии первый российский автомобиль класса Formula Student Electric – «Белуха», передвигающейся исключительно на электрическом приводе. В 2015 году число команд, посетивших Всероссийский Форум «Студенческих инженерных проектов» (www.fs-forum.ru) составило 27 (и еще 5 команд не смогли приехать по различным причинам, в том числе 2 из Украины). Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 9

1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 1.1. Анализ существующих конструкций гоночных автомобилей 1.1.1. Гоночный болид класса «Формула студент» команды FS-MAMI Iguana Evo4 Iguana Evo4 (рисунок 1.1.1.) – гоночный автомобиль класса «Формула студент», команды (Московского FS-MAMI политехнического представляющий университета, университет бывший МАМИ Московский государственный машиностроительный университет) из города Москвы, Россия. Гоночный автомобиля предназначен для участия в инженерных студенческих соревнованиях, организованное Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) – Formula SAE. Кузов – трубчатая пространственная рама, корпус – стекловолокно. Современны дизайн, хорошая аэродинамика. Расположение двигателя – заднее, от мотоцикла Honda CBR600. Краткие технические характеристики Iguana Evo4 представлены в таблице ниже. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 10

Рисунок 1.1.1. – Гоночный болид класса «Формула студент» команды FSMAMI Iguana Evo4 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 11

Технические характеристики Габаритные размеры Длина (мм) 2590 Ширина (мм) 1445 Высота (мм) 1100 Колесная база (мм) 1575 Колея - Передних колес (мм) 1240 - Задних колес (мм) 1200 Весовые параметры Масса (кг) 243,5 Масса с 68кг водителем - Передний (кг) 145 - Задний (кг) 166,5 Двигатель Модель Модифицированный Honda CBR600F4i Модель двигателя PC35 Крутящий момент 6.6 кг/м при 10500 об/мин (65Nm) Мощность 85 л.с. Рабочий объем (см3) 600 Расположение цилиндров Вертикальное под углом 31 градус, рядное Число цилиндров 4 Сцепление Привод Тросовый Тип Многодисковое в масляной ванне Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 12

Коробка передач Тип Шести ступенчатая, механическая, ножного переключения, 1-N-2-3-4-5-6 Главная передача Привод Цепной Дифференциал Тип Повышенного трения Модель Quaife Подвеска Тип Двойные А-образные рычаги неравной длины, толкающие стабилизаторы тяги, поперечной устойчивости Амортизаторы Ohlins TTX25 Mk II FSAE Конструкция Тип Трубчатая пространственная рама Материал Сталь 20 (внешний диаметр От 12 до 30 мм) Материал кузова Стекловолокно Колеса и шины Тип шин Радиальные Шины 205/510 R13, Continental 205 - ширина в мм; 510 - наружный диаметр в мм; 13 - диаметр обода в дюймах Топливо Тип Изм. Лист АИ-98 № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 13

Система охлаждения Тип Радиатор, термостат, электрический вентилятор Тормозная система Тип Дисковые тормоза перфорированные Главные тормозные цилиндры Wilwood Суппорта - Передние Brembo p32g - Задние Wilwood ps1 [1] 1.1.2. Гоночный болид класса «Формула студент» команды UNI Stuttgart F0711-13 UNI Stuttgart F0711-13 (рисунок 1.1.2.) – гоночный автомобиль класса «Формула студент», команды Rennteam UNI Stuttgart представляющий университет Штутгарта из города Штутгарт, Германия. Гоночный автомобиль предназначен для участия в инженерных студенческих соревнованиях, организованное Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) – Formula SAE. Кузов – цельный монокок из углеродного волокна, пространственная рама. задняя часть кузова Современны дизайн, – трубчатая хорошая стальная аэродинамика. Расположение двигателя – заднее, от мотоцикла Yamaha YZF R6. Краткие технические характеристики UNI Stuttgart F0711-13 представлены в таблице ниже. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 14

Рисунок 1.1.2. – Гоночный болид класса «Формула студент» команды UNI Stuttgart F0711-13 Технические характеристики Габаритные размеры Длина (мм) 3060 Ширина (мм) 1200 Высота (мм) 1370 Колесная база (мм) 1630 Колея - Передних колес (мм) 1140 - Задних колес (мм) 1120 Весовые параметры Масса (кг) 183 Масса с 68кг водителем Изм. Лист - Передний (кг) 124 - Задний (кг) 127 № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 15

Двигатель Модель Yamaha YZF R6 Крутящий момент 68 Н·м Мощность 86 л.с. Рабочий объем (см3) 600 Расположение цилиндров Рядное Число цилиндров 4 Сцепление Привод Тросовый Тип Многодисковое в масляной ванне Коробка передач Тип Шести ступенчатая, механическая, ножного переключения, 1-N-2-3-4-5-6 Главная передача Привод Цепной Дифференциал Тип Повышенного трения Модель Drexler Подвеска Тип Двойные А-образные рычаги неравной длины, стабилизаторы толкающие тяги, поперечной устойчивости Конструкция Материал кузова Цельный монокок из углеродного волокна Задняя часть кузова Трубчатая стальная пространственная рама Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 16

Колеса и шины Тип шин Радиальные Шины 20x7,5-13 Hoosier R25 B Топливо Тип АИ-95 Система охлаждения Тип Радиатор, термостат, электрический вентилятор Тормозная система Тип Алюминиевые тормозные диски с титано-керамическим покрытием Главные тормозные цилиндры Wilwood [2] 1.1.3. Гоночный болид класса «Формула студент» команды Graz TU Tankia Graz TU Tankia (рисунок 1.1.3.) – гоночный автомобиль класса «Формула студент», команды TU Graz Racing Team представляющий Грацкий технологический университет из города Грац, Австрия. Гоночный автомобиль предназначен для участия в инженерных студенческих соревнованиях, организованное Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) – Formula SAE. Кузов – цельный монокок из углеродного волокна, пространственная рама. задняя часть кузова Современны дизайн, – трубчатая хорошая стальная аэродинамика. Расположение двигателя – заднее, от мотоцикла Yamaha YZF R6. Краткие технические характеристики Graz TU Tankia представлены в таблице ниже. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 17

Рисунок 1.1.3. – Гоночный болид класса «Формула студент» команды Graz TU Tankia Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 18

Технические характеристики Габаритные размеры Длина (мм) 2852 Ширина (мм) 1453 Высота (мм) 993 Колесная база (мм) 1575 Колея - Передних колес (мм) 1220 - Задних колес (мм) 1180 Весовые параметры Масса (кг) 185 Масса с 68кг водителем - Передний (кг) 124 - Задний (кг) 129 Двигатель Модель Yamaha YZF-R6 Крутящий момент 69,2 Н·м при 8 000 об / мин Мощность 70,74 кВт (95л.с.) при 11 500 об / мин Рабочий объем (см3) 600 Расположение цилиндров Рядное Число цилиндров 4 Сцепление Привод Тросовый Тип Многодисковое в масляной ванне Коробка передач Тип Шести ступенчатая, механическая, ножного переключения, 1-N-2-3-4-5-6 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 19

Главная передача Привод Цепной Дифференциал Тип Повышенного трения Модель Drexler Подвеска Тип Двойные А-образные рычаги неравной длины, толкающие стабилизаторы тяги, поперечной устойчивости Конструкция Материал кузова Цельный монокок из углеродного волокна Задняя часть кузова Трубчатая стальная пространственная рама Колеса и шины Колеса 7 дюймов шириной, изготовлены из цельного карбона Тип шин Радиальные Шины 20x7,5-13 Hoosier R25 B Топливо Тип АИ-95 Система охлаждения Тип Термостат, электрический вентилятор Тормозная система Тип Дисковые тормоза перфорированные Главные тормозные цилиндры Wilwood [3] Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 20

1.1.4. Гоночный болид класса «Формула студент» команды Polytech NCM 278 Polytech NCM 278 (рисунок 1.1.4.) – гоночный автомобиль класса «Формула студент», команды Polytech NCM (Polytech North Capital Motorsport) представляющий Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) из города Санкт-Петербург, Россия. Гоночный автомобиль предназначен для участия в инженерных студенческих соревнованиях, организованное Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) – Formula SAE. 2019 год – третий год участия команды Polytech NCM в соревнованиях Формулы-Студента. Кузов – трубчатая пространственная рама, корпус – стекловолокно. Современны дизайн, кроме того, произошли неизбежные изменения в шасси, аэродинамике и эргономике. Расположение двигателя – заднее, от мотоцикла Kawasaki KX450. Краткие технические характеристики Polytech NCM 278 представлены в таблице ниже. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 21

Рисунок 1.1.4. – Гоночный болид класса «Формула студент» команды Polytech NCM 278 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 22

Технические характеристики Габаритные размеры Длина (мм) 2727 Ширина (мм) 1394 Высота (мм) 1153 Колесная база (мм) 1550 Колея - Передних колес (мм) 1180 - Задних колес (мм) 1150 Весовые параметры Масса (кг) 202 Масса с 68кг водителем - Передний (кг) 130 - Задний (кг) 140 Двигатель Модель Kawasaki KX 450 Крутящий момент 2500 об / мин Мощность 10000 об / мин Рабочий объем (см3) 450 Число цилиндров 1 Сцепление Привод Тросовый Тип Многодисковое в масляной ванне Коробка передач Тип Шести ступенчатая, механическая, ножного переключения, 1-N-2-3-4-5-6 Главная передача Привод Изм. Лист № докум. Цепной Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 23

Дифференциал Тип Повышенного трения Модель Drexler Подвеска Тип Двойные А-образные рычаги неравной длины, толкающие стабилизаторы тяги, поперечной устойчивости Конструкция Тип Трубчатая пространственная рама Материал Сталь 20 (внешний диаметр От 12 до 30 мм) Материал кузова Стекловолокно Колеса и шины Колеса 6 дюймов шириной, изготовлены из цельного карбона Тип шин Радиальные Шины 150x75 - R10, Hoosier 41100 Топливо Тип АИ-98 Система охлаждения Тип Термостат, радиатор с левой стороны и электрический вентилятор Тормозная система Тип Дисковые тормоза перфорированные Главные тормозные цилиндры Wilwood [4] Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 24

1.1.5. Гоночный болид класса «Формула студент» команды municHMotorsport PW12.19 municHMotorsport PW12.19 (рисунок 1.1.5.) – гоночный автомобиль класса «Формула студент», команды municHMotorsport представляющий университет прикладных наук Мюнхена из города Мюнхен, Германия. Гоночный автомобиль предназначен для участия в инженерных студенческих соревнованиях, организованное Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) – Formula SAE. Кузов – цельный монокок из углеродного волокна, задняя часть кузова – трубчатая стальная пространственная рама. Современны дизайн, с акцентом на аэродинамику и легкий вес они намерены улучшить динамические характеристики. Расположение двигателя – заднее, KTM 450 SX-F. Краткие технические характеристики municHMotorsport PW12.19 представлены в таблице ниже. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 25

Рисунок 1.1.5. – Гоночный болид класса «Формула студент» команды municHMotorsport PW12.19 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 26

Технические характеристики Габаритные размеры Длина (мм) 2918 Ширина (мм) 1460 Высота (мм) 1187 Колесная база (мм) 1540 Колея - Передних колес (мм) 1250 - Задних колес (мм) 1200 Весовые параметры Масса (кг) 164 Масса с 68кг водителем - Передний (кг) 116 - Задний (кг) 116 Двигатель Модель KTM 450 SX-F Крутящий момент 7000 об/мин Мощность 9000 об/мин Рабочий объем (см3) 450 Число цилиндров 1 Сцепление Привод Тросовый Тип Многодисковое в масляной ванне Коробка передач Тип 4-ступенчатая коробка передач Главная передача Привод Изм. Лист № докум. Цепной Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 27

Дифференциал Тип Повышенного трения Модель Drexler Подвеска Тип Двойные А-образные рычаги неравной длины, толкающие стабилизаторы тяги, поперечной устойчивости Амортизаторы Ohlins TTX25 Mk II FSAE Конструкция Тип Трубчатая пространственная рама Материал Сталь 20 (внешний диаметр От 12 до 30 мм) Материал кузова Монокок Колеса и шины Тип шин Радиальные Шины 205/470 R13, Continental 205 - ширина в мм; 470 - наружный диаметр в мм; 13 - диаметр обода в дюймах Топливо Тип АИ-98 Система охлаждения Тип Радиатор, термостат, электрический вентилятор Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 28

Тормозная система Тип Дисковые тормоза перфорированные Главные тормозные цилиндры Wilwood Суппорта - Передние Brembo p32g - Задние Wilwood ps1 [4] 1.1.6. Гоночный болид класса «Формула студент» команды Rennstall Esslingen Stallardo19 Stallardo19 (рисунок 1.1.6.) – гоночный автомобиль класса «Формула студент», команды Rennstall Esslingen представляющий университет прикладных наук Эсслинген из города Эсслинген, Германия. Заняло первое место в Formula Student Germany 2019 (FSG19) среди команд с двигателем внутреннего сгорания. Гоночный автомобиль предназначен для участия в инженерных студенческих соревнованиях, организованное Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) – Formula SAE. Кузов – цельный монокок из углеродного волокна, задняя часть кузова – трубчатая стальная пространственная рама. Современны дизайн, с новым 2цилиндровым двигателем, а также новая система подвески вместе с новым монококом и новым аэродинамическим пакетом Stallardo19 снова сильно отличается от своего предшественника Stallardo18. Расположение двигателя – заднее, KTM LC8C. Краткие технические характеристики Stallardo19 представлены в таблице ниже. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 29

Рисунок 1.1.6. – Гоночный болид класса «Формула студент» команды Rennstall Esslingen Stallardo19 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 30

Технические характеристики Габаритные размеры Длина (мм) 3010 Ширина (мм) 1452 Высота (мм) 1185 Колесная база (мм) 1600 Колея - Передних колес (мм) 1218 - Задних колес (мм) 1173 Весовые параметры Масса (кг) 195 Масса с 68кг водителем - Передний (кг) 120 - Задний (кг) 143 Двигатель Модель Модифицированный KTM LC8C Крутящий момент 5500 об/мин Мощность 8800 об/мин Рабочий объем (см3) 700 Число цилиндров 2 Сцепление Привод Тросовый Тип Многодисковое в масляной ванне Коробка передач Тип 4-ступенчатая коробка передач Главная передача Привод Изм. Лист № докум. Цепной Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 31

Дифференциал Тип Повышенного трения Модель Drexler Подвеска Тип Двойные А-образные рычаги неравной длины, толкающие стабилизаторы тяги, поперечной устойчивости Амортизаторы Ohlins TTX25 Mk II FSAE Конструкция Материал кузова Цельный монокок из углеродного волокна Задняя часть кузова Трубчатая стальная пространственная рама Колеса и шины Тип шин Радиальные Шины 20x7-13 FSAE Goodyear Топливо Тип АИ-98 Система охлаждения Тип Радиатор, термостат, электрический вентилятор Тормозная система Тип Дисковые тормоза перфорированные Главные тормозные цилиндры Wilwood [4] Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 32

1.2. Требования регламента FSAE к компоновке и общей конструкции гоночного автомобиля Проектируемый гоночный автомобиль полной массой 318 кг колесной формулой 4х2 должен соответствовать следующим требованиям: - оптимальное сочетание скоростных и тяговых характеристик; - прочность, надежность, долговечность и простота конструкции; - минимальная собственная масса; - обеспечение маневренности и устойчивости, а также удобство управления; - простота обслуживания; - возможность эксплуатации в различных дорожных и климатических условиях; - минимальная скорость 3-5 км/час; - минимальный расход топлива, масла, охлаждающей жидкости, смазочных материалов, рабочей жидкости; - обеспечение активной и пассивной безопасности автомобиля; - минимальная стоимость и расходы на эксплуатацию автомобиля. Кроме вышеперечисленного, конструкция автомобиля должна соответствовать «нормативным документам по безопасности автомобилей». 1.3. Техническое задание на проектирование гоночного автомобиля 1.3.1. Цель и область применения разработки Настоящим техническим заданием предусматривается разработка гоночного автомобиля класса «Формула студент» колесной формулой 4х2 полной массой 318 кг. Гоночный автомобиль предназначен для участия в инженерных студенческих соревнованиях, организованное Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) – Formula SAE. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 33

Гоночный автомобиль должен эксплуатироваться на автомобильных дорогах с твердым покрытием и в макроклиматических районах с умеренным климатом, относительной влажности воздуха до 80% при температуре окружающего воздуха плюс 20°С (по ГОСТ 15150-69). Данный гоночный автомобиль создается на основании задания на дипломное проектирование – «Гоночный автомобиль класса "Формула студент" колёсной формулой 4х2 с разработкой реечного рулевого механизма». 1.3.2. Технические требования Разрабатываемый гоночный автомобиль должен соответствовать техническим требованиям регламента Formula Student [5]. Основные параметры, компоновка и размеры должны соответствовать габаритному чертежу на гоночный автомобиль. Они приведены ниже в технической характеристике Технические характеристики Колесная формула 4х2 Число мест 1 Максимальная скорость (км/ч) 180 Габаритные размеры Длина (мм) 2778 Ширина (мм) 1516 Высота (мм) 1265 Колесная база (мм) 1550 Колея Изм. Лист - Передних колес (мм) 1300 - Задних колес (мм) 1258 № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 34

Весовые параметры Снаряженная масса (кг) 250 Распределение снаряженной массы: - на переднюю ось (кг) 120 - на заднюю ось (кг) 130 Полная масса, (кг) 318 Распределение полной массы: - на переднюю ось (кг) 153 - на заднюю ось (кг) 165 Двигатель Модель Honda CB 600 F Hornet Крутящий момент 71,6 Н·м Мощность 75 кВт (102 л.с.) при 12500 об/мин Рабочий объем (см3) 600 Расположение цилиндров Вертикальное под углом 30 градус, рядное Число цилиндров 4 Сцепление Привод Тросовый Тип Многодисковое в масляной ванне Коробка передач Тип Шести ступенчатая, механическая, ножного переключения, 1-N-2-3-4-5-6 Главная передача Привод Изм. Лист № докум. Цепной Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 35

Дифференциал Тип Повышенного трения Модель VAL-RACING Подвеска Тип Двойные А-образные рычаги неравной длины, толкающие стабилизаторы тяги, поперечной устойчивости Амортизаторы Burner RCP 190 mm Конструкция Тип Трубчатая пространственная рама Материал Сталь 20 (внешний диаметр От 12 до 30 мм) Материал кузова АБС пластик Колеса и шины Тип шин Радиальные Шины 20.5х7.0 R13 Hoosier Топливо Тип АИ-98 Система охлаждения Тип Радиатор, термостат, электрический вентилятор Тормозная система Тип Дисковые тормоза перфорированные Главные тормозные цилиндры Wilwood Суппорта Wilwood ps1 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 36

1.3.3. Требования к ремонтопригодности Должно быть обеспечено удобство проведения ремонтных работ стационарными и подвижными ремонтными средствами агрегатным методом с применением минимального количества инструментов и приспособлений. Агрегаты и детали, подвергающиеся частому демонтажу, должны быть легкосъемными. Для тросов и тяг органов управления должны быть предусмотрены направляющие, не требующие смазки. В системе электрооборудования должна быть установлена разветвленная сеть предохранителей, обеспечивающих легкий и быстрый поиск неисправностей. 1.3.4. Требования безопасности конструкции Большинство правил Формулы SAE созданы для безопасности соревнования. В гоночном автомобиле должна быть рама назначенной толщины и сплава, независимо от состава остальной части шасси, на носу должен быть протестированный аттенюатор. Гоночный автомобиль также должен быть обеспечен двумя гидравлическими тормозными контурами, ремнями безопасности, расположения водителя в кабине должно соответствовать геометрическому шаблону. Чтобы еще больше удостовериться в безопасности гоночного автомобиля, устраивают специальную проверку (Tilt-тест или тест на наклонном столе), где машину наклоняют на 45 и 60 градусов и следят за тем, чтобы на поворотах не произошла утечка топлива или других жидкостей. Обязательным условием допуска гоночного болида до участия в дисциплинах является техническая инспекция, где происходит проверка автомобиля на соответствия требованиям регламента и требованиям безопасности. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 37

Техническая инспекция выполняет проверку таких важных параметров как: 1. Технический осмотр (Scrutineering) - проверка судьями гоночного автомобиля, дополнительного оборудования и экипировки водителей. 2. Тест на наклонном столе – проверка гоночного автомобиля с целью определения утечек топлива и эксплуатационных жидкостей (при наклоне автомобиля вбок на 45 градусов) и проверка его устойчивости против поперечного опрокидывания (при наклоне на 60 градусов). 3. Тест на шум – проверка уровня шума гоночного автомобиля. 4. Тест на торможение – проверка тормозной системы гоночного болида, в которой необходимо доказать, что тормозная систем способна заблокировать все четыре колеса при сохранении прямолинейного движения гоночного автомобиля. 1.3.5. Требования противопожарной защиты 1. Конструкция моторного отсека; расположение, конструкция заливной горловины топливного бака; система питания; аварийный выключатель; исполнение электрооборудования – должны соответствовать требованиям регламента Formula Student. 2. Аккумуляторные батареи должны располагаться в легкодоступном месте и быть хорошо закреплены. Аккумуляторный отсек должен быть отделен от пассажира, и хорошо вентилироваться наружным воздухом. 3. В комплект принадлежностей гоночного автомобиля должны прикладываться: один огнетушитель порошкового типа. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 38

1.3.6. Эстетические и эргономические требования Архитектура гоночного болида должна создаваться с учетом соответствия форм кузова современным тенденциям формообразования в автомобилестроении. Форма кузова должна строиться на плавных кривых в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Рама должна соответствовать современным требованиям безопасности описанная в регламенте и обеспечивать достаточную жесткость. Указанные элементы дизайна создадут гармоничную форму гоночного автомобиля, способствующую ее зрительному восприятию. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 39

ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 2.1. Исходные данные Исходные данные для проведения тягово-динамического расчета заднеприводного гоночного автомобиля класса «Формула Студент» приведены в таблице 2.1. Таблица 2.1. - Исходные данные для проведения тягово-динамического расчета Наименование показателя Тип автомобиля/колесная формула Тип двигателя Показатель Formula Student/4х2 Бензиновый Тип трансмиссии Механическая Максимальная скорость автомобиля Количество передач в КПП 50 м/с (180 км/ч) 6 Снаряженная масса автомобиля 250 кг Максимальная мощность двигателя 75 кВт Тип шин и размерность Hoosier 20.5х7.0 R13 Лобовая площадь автомобиля Коэффициент аэродинамического сопротивления КПД трансмиссии коленчатого вала двигателя Минимальная частота вращения коленчатого вала двигателя № докум. Подп. 0,28 0,9 Максимальная частота вращения Изм. Лист 1,53 м2 Дата 12500 об/мин 1300 об/мин ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 40

Продолжение таблицы 2.1. Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности 315 г/(кВт·ч) двигателя Передаточные числа коробки передач: 1 передача 2,750 2 передача 1,938 3 передача 1,556 4 передача 1,348 5 передача 1,208 6 передача 1,095 Задачей тягово-динамического расчёта гоночного автомобиля является определение основных параметров двигателя и трансмиссии, обеспечивающих гоночному автомобилю максимальную интенсивность разгона и наибольшую скорость движения по обычным дорогам. Тяговые расчеты выполняются при проектировании нового автомобиля или модернизации существующего. Расчет проведён по методике, изложенной в [6]. 2.2. Подготовка исходных данных для тягово-динамического расчета Определение полной массы гоночного автомобиля: m а  m0  mчел  n , (2.1) где m0 – снаряженная масса гоночного автомобиля, m0 = 250 кг; mчел – масса одного человека, mчел = 68 кг; n – число пассажиров, n = 1; mа  250  68  1  318 кг Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 41

Определение полного веса гоночного автомобиля: Ga = mа · g, (2.2) где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; Ga = 318 · 9,81 = 3119,58 H. Гоночный автомобиль имеет заднеприводную компоновку (задняя ось ведущая), принимаем распределение веса по осям в соотношении:  на переднюю ось – 48%;  на заднюю ось – 52%. Определяем вес, приходящийся на переднюю ось гоночного болида: G1 = 0,48 · Ga = 0,48 · 3119,58 = 1497,4 Н Определяем вес, приходящийся на заднюю ось гоночного болида: G2 = 0,52 · Ga = 0,52 · 3119,58 = 1622,18 Н Определение статического радиуса: r ст  0,5  d     см  B , (2.3) где d – посадочный диаметр обода, мм;  = Н/В, Н и В – высота и ширина профиля шины, мм; см – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой (0,8…0,85). Шина размерностью 20.5х7.0 R13 (203,2/55 R13). Расчетный статический радиус r ст  0,5  13  25, 4  0,55  0,85  203, 2  260 мм. r ст  0, 26 м. Расчет площади лобового сопротивления гоночного автомобиля: F  0,8  B г  H г , (2.4) где Вг – габаритная ширина гоночного автомобиля, Вг = 1,516 м; Нг – габаритная высота гоночного автомобиля, Нг = 1,265 м. F  0,8  1,516  1,265  1,53 м2. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 42

2.3. Выбор характеристик двигателя Максимальная мощность двигателя дано в задании: N e max  75 кВт. 2.4. Построение внешней скоростной характеристики двигателя Для определения текущего значения мощности Ne:  n N e  N e max a   e   n N  n   b   e   nN 2  n   c   e   nN    3  ,  (2.5) где ne – текущие значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин; nN - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности двигателя nN = 12500 об/мин, Для определения текущего значения крутящего момента Ме: M e  9554  Ne . ne (2.6) Для определения удельного эффективного расхода топлива ge: g e  g N  k И  ke , (2.7) где gN – удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности, г/(кВтч); kИ, ke – коэффициенты, зависящие от степени использования мощности двигателя и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Т.к. внешняя скоростная характеристика двигателя строится при полной подаче топлива, то kИ = 1, а коэффициент ke определяется как: ke  1,25  0,99Е  0,98Е 2  0,24Е 3 , (2.8) где Е = ne/nN. Удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности: gN = (1,05…1,1)ge min, Изм. Лист № докум. Подп. Дата (2.9) ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 43

где ge min – минимальный расход, который зависит от типа и конструктивных особенностей двигателя и составляет 300…340 г/(кВтч). gN = 1,05300 = 315 г/(кВтч). Значения параметров для построения внешней скоростной характеристики двигателя приведены в таблице 2.21. Таблица 2.2. – Параметры внешней скоростной характеристики ne, об/мин 1300 2900 4500 6100 7700 9300 10900 12500 Ne, кВт 8,53 20,50 33,22 45,74 57,13 66,43 72,70 75,00 Me, Н·м 62,7 67,5 70,5 71,6 70,9 68,2 63,7 57,3 ge, г/(квтч) 364,6 337,1 318,0 306,3 301,1 301,5 306,4 315,0 Полученная внешняя скоростная характеристика двигателя изображена в графической части на листе №1 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00 «Тяговодинамические характеристики автомобиля». 2.5. Определение передаточного числа главной передачи гоночного автомобиля Передаточное число главной передачи определяется из условия движения гоночного автомобиля с максимальной скоростью на высшей передаче по следующей формуле: u 0  0,105 nv  rk , u кпв  u дкв  Vmax (2.10) где nV – частота вращения двигателя при максимальной скорости гоночного автомобиля, nV = 12500 об/мин; uкпв – передаточное число высшей передачи коробки передач, uкпв = 1,095; uдкв – передаточное число высшей передачи дополнительной коробки, при ее отсутствии uдкв=1; u0  0,105  Изм. Лист № докум. 12500  0,26  6,215 . 1,095  1  50 Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 44

2.6. Тяговый баланс гоночного автомобиля Скорость гоночного болида V связана с частотой вращения коленчатого вала двигателя ne формулой: V 0,105  ne  rk . u 0  u кп  u дк (2.11) Тяговая сила гоночного автомобиля Рm [H] определяется по следующей формуле: Pт  M e  u 0  u кп  u дк   тр rk . (2.12) Значения силы тяги и скорости гоночного автомобиля на всех передачах во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя приводятся в таблице 2.3. Таблица 2.3. – Сила тяги и скорость гоночного автомобиля для каждой передачи коробки nе, об/мин V1,м/с Pт1, кН V2, м/с Рт2, кН V3, м/с Pт3, кН V4, м/с Pт4, кН V5, м/с Pт5, кН V6, м/с Pт6, кН 1300 2,08 3,71 2,95 2,61 3,67 2,10 4,24 1,82 4,73 1,63 5,22 1,48 2900 4,63 3,99 6,58 2,81 8,19 2,26 9,45 1,96 10,55 1,75 11,64 1,59 4500 7,19 4,17 10,20 2,94 12,71 2,36 14,67 2,04 16,37 1,83 18,06 1,66 6100 9,75 4,24 13,83 2,99 17,23 2,40 19,88 2,08 22,19 1,86 24,48 1,69 7700 12,30 4,19 17,46 2,95 21,74 2,37 25,10 2,06 28,01 1,84 30,90 1,67 9300 14,86 4,04 21,09 2,84 26,26 2,28 30,31 1,98 33,83 1,77 37,32 1,61 10900 17,42 3,77 24,71 2,66 30,78 2,13 35,53 1,85 39,65 1,66 43,74 1,50 12500 19,97 3,39 28,34 2,39 35,30 1,92 40,75 1,66 45,47 1,49 50,00 1,35 Сила сопротивления воздуха Рв [H] определяется по следующей формуле: Рв = 0,5схвFV2, (2.13) где V – текущая скорость гоночного автомобиля, м/с. Результаты вычислений приводятся в таблице 2.3. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 45

Сила сопротивления дороги определяется в данном случае как сила сопротивления качению Рf [H] по следующей формуле: Рf =fGa. (2.14) Кривые сил сопротивления движению строятся для легковых автомобилей – по дороге с асфальтобетонным покрытием. При расчете коэффициент сопротивления качению принимаем f0 = 0,015. Текущее значение коэффициента сопротивления качению можно определить по следующей формуле: f = f0 + 7∙10-6 ·V2, (2.15) где V – текущее значение скорости, м/с. Значения сил сопротивления в диапазоне скоростей от 0 до 50 м/с приведены в таблице 2.4. Таблица 2.4. – Силы сопротивления движению гоночного автомобиля V, м/с Рв, кН Рf, кН Рf+Рв, кН 0 0,00 0,05 0,05 6,3 0,01 0,05 0,06 12,5 0,04 0,05 0,09 18,8 0,09 0,05 0,15 25,0 0,16 0,06 0,22 31,3 0,26 0,07 0,33 37,5 0,37 0,08 0,45 43,8 0,50 0,09 0,59 50,0 0,66 0,10 0,76 Тяговая сила Р [H] при максимальном сцеплении ведущих колес с дорогой определяется по следующей формуле: Р =  ·Rz вед, (2.16) где Rz вед. – нормальная реакция на ведущих колесах гоночного автомобиля, H;  =0,8 (шероховатый, сухой, чистый асфальтобетон);  =0,6 (сухая грунтовая дорога или щебеночное покрытие);  =0,4 (мокрый и грязный асфальтобетон);  =0,2 (обледенелая или укатанная зимняя дорога). Для рассматриваемого случая (при отсутствии подъема): Р = ·G вед., (2.17) где G вед – вес, приходящийся на ведущую ось гоночного автомобиля, Н. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 46

Таблица 2.5. – Силы сцепления ведущих колес гоночного автомобиля с дорогой 0,2 0,4 0,6 0,8  0,6 1,2 1,9 2,5 Р, кН Полученный график тягового баланса гоночного автомобиля изображена в графической части на листе №1 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00 «Тяговодинамические характеристики автомобиля». 2.7. Мощностной баланс гоночного автомобиля Мощность на ведущих колесах гоночного автомобиля (кВт): Nт  Рт  V . 1000 (2.18) Значения мощностей на колесах гоночного болида при движении на всех передачах приведены в таблице 2.6. Мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха (кВт): Nв  Рв  V . 1000 (2.19) Значения мощностей сопротивления приведены в таблице 2.7. Таблица 2.6. – Тяговые мощности ne, об/мин V1,м/с Nт1, кВт V2, м/с Nт2, кВт V3, м/с Nт3, кВт V4, м/с Nт4, кВт V5, м/с Nт5, кВт V6, м/с Nт6, кВт Изм. Лист № докум. 1300 2,1 7,7 2,9 7,7 3,7 7,7 4,2 7,7 4,7 7,7 5,2 7,7 Подп. 2900 4,6 18,5 6,6 18,5 8,2 18,5 9,5 18,5 10,5 18,5 11,6 18,5 Дата 4500 7,2 30,0 10,2 30,0 12,7 30,0 14,7 30,0 16,4 30,0 18,1 30,0 6100 9,7 41,3 13,8 41,3 17,2 41,3 19,9 41,3 22,2 41,3 24,5 41,3 7700 12,3 51,6 17,5 51,6 21,7 51,6 25,1 51,6 28,0 51,6 30,9 51,6 9300 14,9 60,0 21,1 60,0 26,3 60,0 30,3 60,0 33,8 60,0 37,3 60,0 10900 12500 17,4 20,0 65,6 67,7 24,7 28,3 65,6 67,7 30,8 35,3 65,6 67,7 35,5 40,7 65,6 67,7 39,6 45,5 65,6 67,7 43,7 50,0 65,6 67,5 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 47

Таблица 2.7. – Мощности сопротивления 0 6,3 V, м/с 0,0 0,1 Nв, кВт 0,0 0,3 Nf, кВт 0,4 Nв+Nf, кВт 0,0 Полученный график 12,5 18,8 0,5 1,7 0,6 1,0 1,1 2,8 мощностного 25,0 31,3 37,5 43,8 50,0 4,1 8,0 13,9 22,0 32,9 1,5 2,1 2,9 3,9 5,1 5,6 10,2 16,8 25,9 38,0 баланса гоночного автомобиля изображена в графической части на листе №1 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00 «Тягово-динамические характеристики автомобиля». 2.8. Динамическая характеристика гоночного автомобиля Динамическая характеристика гоночного автомобиля – это зависимость динамического фактора D от скорости движения гоночного автомобиля V. Динамический фактор определяется по следующей формуле: P  Рв D т . (2.20) Ga где Рт – тяговая сила, Н; Рв – сила сопротивления воздуха, Н; Значения динамического фактора приведены в таблице 2.8. Таблица 2.8. – Динамический фактор ne, об/мин V1,м/с D1 V2, м/с D2 V3, м/с D3 V4, м/с D4 V5, м/с D5 V6, м/с D6 Изм. Лист № докум. 1300 2,1 1,188 2,9 0,837 3,7 0,671 4,2 0,581 4,7 0,520 5,2 0,471 Подп. 2900 4,6 1,279 6,6 0,899 8,2 0,719 9,5 0,620 10,5 0,553 11,6 0,498 Дата 4500 7,2 1,333 10,2 0,934 12,7 0,743 14,7 0,637 16,4 0,565 18,1 0,505 6100 9,7 1,350 13,8 0,941 17,2 0,744 19,9 0,632 22,2 0,555 24,5 0,490 7700 12,3 1,331 17,5 0,921 21,7 0,721 25,1 0,606 28,0 0,524 30,9 0,455 9300 14,9 1,275 21,1 0,874 26,3 0,674 30,3 0,557 33,8 0,472 37,3 0,398 10900 17,4 1,183 24,7 0,800 30,8 0,604 35,5 0,486 39,6 0,398 43,7 0,320 12500 20,0 1,053 28,3 0,698 35,3 0,510 40,7 0,393 45,5 0,303 50,0 0,222 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 48

Полученная динамическая характеристика гоночного болида изображена в графической части на листе №1 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00 «Тяговодинамические характеристики автомобиля». 2.9. Характеристика ускорений гоночного автомобиля Характеристика представляет собой зависимость ускорений разгона гоночного автомобиля на каждой передаче ji [м/с2] от скорости его движения. Ускорения гоночного болида определяются по формуле: j ( D  )  g  вр , (2.21) где δвр – коэффициент учета вращающихся масс.  вр  1  2  g  ( I д  u тр тр  I к ) Ga  rк2 , (2.22) где Iд – момент инерции деталей двигателя и сцепления; Iк – момент инерции колеса (шины и обода). Если точное значение Iд и Iк неизвестно, то δвр определяют по формуле:  вр  1   1   2  u i2 , (2.23) где δ1 – коэффициент учета вращающихся масс колеса, δ1 = 0,03…0,05 δ2 – коэффициент учета вращающихся масс двигателя, δ2 = 0,03…0,05; ui – передаточное число коробки передач на данной передаче. [7] Коэффициент учета вращающихся масс взял равным δ1 = δ2 = 0,03 Значения коэффициентов учета вращающихся масс приведены в таблице 2.9. Таблица 2.9. – Коэффициент учета вращающихся масс вр ui δвр Изм. Лист № докум. 2,750 1,257 Подп. Дата 1,938 1,143 1,556 1,103 1,348 1,085 1,208 1,074 1,095 1,066 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 49

Значения ускорений автомобиля на всех передачах приведены в таблице 2.10. Таблица 2.10. – Ускорения гоночного автомобиля ne, об/мин 1300 2900 4500 6100 7700 V1, м/с 2,1 4,6 7,2 9,7 12,3 2 j1, м/с 9,15 9,86 10,28 10,42 10,26 V2, м/с 2,9 6,6 10,2 13,8 17,5 j2, м/с2 7,05 7,58 7,88 7,94 7,76 V3, м/с 3,7 8,2 12,7 17,2 21,7 j3, м/с2 5,84 6,26 6,47 6,46 6,25 V4, м/с 4,2 9,5 14,7 19,9 25,1 j4, м/с2 5,12 5,47 5,62 5,56 5,30 V5, м/с 4,7 10,5 16,4 22,2 28,0 j5, м/с2 4,61 4,91 5,01 4,90 4,60 V6, м/с 5,2 11,6 18,1 24,5 30,9 2 j6, м/с 4,19 4,44 4,49 4,34 3,98 Полученный график характеристики ускорений 9300 10900 12500 14,9 17,4 20,0 9,82 9,10 8,08 21,1 24,7 28,3 7,35 6,70 5,82 26,3 30,8 35,3 5,82 5,18 4,32 30,3 35,5 40,7 4,84 4,18 3,31 33,8 39,6 45,5 4,10 3,40 2,50 37,3 43,7 50,0 3,43 2,68 1,74 гоночного автомобиля изображена в графической части на листе №2 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00 «Тягово-динамические характеристики автомобиля». 2.10. Характеристика разгона гоночного автомобиля Характеристика разгона гоночного автомобиля по времени – это зависимость времени (t, с) и пути (S, м) от скорости движения автомобиля (V, м/с) при разгоне с полным открытием дроссельной заслонки. [8] ΔVi = Vi –Vi-1; (2.24) Δti = ΔVi /ji; (2.25) ti = ti-1 + Δti, (2.26) где Δti – время движения гоночного автомобиля, при котором его скорость возрастает на величину ΔVi, с; ji – ускорение на данном i-том промежутке, м/с². Время переключения между передачами равен 1с. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 50

Путь разгона в каждом интервале определяется по формуле: ΔSi = Vi ·Δti, (2.27) Si = Si-1 +ΔSi. (2.28) Для отображения двух кривых разгона по пути и по времени на одном графике необходимо выполнить приведение кривой разгона по пути к шкале кривой разгона по времени: S inp  Si  t 53 , 1000 (2.29) где t53 – последнее в таблице 2.10 значение времени ti. Результаты расчёта характеристики разгона занесены в таблицу 2.11. Таблица 2.11. – Значения для построения характеристики разгона i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Изм. Лист КП 1 2 Vi 0 2,1 3 4 4,6 6 7,2 8 9 9,7 11 12,3 13 14 14,9 16 17,4 18 19 20 20 № докум. Δvi 2,1 0,9 1 0,6 1,4 1,2 0,8 1 0,7 1,3 1,3 0,7 1 0,9 1,1 1,4 0,6 1 1 0 Подп. ji 9,15 9,45 9,7 9,86 10,1 10,28 10,35 10,39 10,42 10,37 10,26 10,17 10 9,82 9,55 9,1 8,88 8,49 8,08 0 Дата Δti 0,230 0,095 0,103 0,061 0,139 0,117 0,077 0,096 0,067 0,125 0,127 0,069 0,100 0,092 0,115 0,154 0,068 0,118 0,124 1,000 ti 0,230 0,325 0,428 0,489 0,627 0,744 0,821 0,918 0,985 1,110 1,237 1,306 1,406 1,497 1,612 1,766 1,834 1,952 2,075 3,075 ΔSi 0,482 0,286 0,412 0,280 0,832 0,840 0,618 0,866 0,652 1,379 1,558 0,895 1,400 1,366 1,843 2,677 1,216 2,238 2,475 20,000 Si 0,482 0,768 1,180 1,460 2,292 3,132 3,750 4,617 5,268 6,647 8,206 9,101 10,501 11,866 13,709 16,386 17,602 19,840 22,315 42,315 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Siпр 0,007 0,012 0,018 0,022 0,035 0,048 0,057 0,070 0,080 0,101 0,125 0,139 0,160 0,181 0,209 0,250 0,268 0,302 0,340 0,645 Лист 51

Продолжение таблицы 2.11. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 Изм. Лист 3 4 5 6 21,1 22 23 24 24,7 26 27 28,3 28,3 29,5 30,8 32 33 34 35,3 35,3 36 37 38 39 40 40,7 40,7 42 43 44 45 45,5 45,5 47 48 49 50 № докум. 1,1 0,9 1 1 0,7 1,3 1 1,3 0 1,2 1,3 1,2 1 1 1,3 0 0,7 1 1 1 1 0,7 0 1,3 1 1 1 0,5 0 1,5 1 1 1 Подп. 7,35 7,21 7,04 6,85 6,7 6,4 6,16 5,82 0 5,39 5,18 4,98 4,78 4,6 4,32 0 4,11 3,97 3,78 3,61 3,46 3,31 0 3,05 2,89 2,72 2,57 2,5 0 2,2 2,05 1,88 1,74 Дата 0,150 0,125 0,142 0,146 0,104 0,203 0,162 0,223 1,000 0,223 0,251 0,241 0,209 0,217 0,301 1,000 0,170 0,252 0,265 0,277 0,289 0,211 1,000 0,426 0,346 0,368 0,389 0,200 1,000 0,682 0,488 0,532 0,575 3,225 3,350 3,492 3,638 3,742 3,946 4,108 4,331 5,331 5,554 5,805 6,046 6,255 6,472 6,773 7,773 7,944 8,196 8,460 8,737 9,026 9,238 10,238 10,664 11,010 11,378 11,767 11,967 12,967 13,648 14,136 14,668 15,243 3,158 2,746 3,267 3,504 2,581 5,281 4,383 6,321 28,300 6,568 7,730 7,711 6,904 7,391 10,623 35,300 6,131 9,320 10,053 10,803 11,561 8,607 40,700 17,902 14,879 16,176 17,510 9,100 45,500 32,045 23,415 26,064 28,736 45,473 48,219 51,486 54,990 57,571 62,852 67,235 73,556 101,856 108,424 116,154 123,865 130,768 138,160 148,782 184,082 190,214 199,534 209,587 220,390 231,951 240,558 281,258 299,160 314,038 330,215 347,725 356,825 402,325 434,370 457,785 483,849 512,584 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ 0,693 0,735 0,785 0,838 0,878 0,958 1,025 1,121 1,553 1,653 1,771 1,888 1,993 2,106 2,268 2,806 2,899 3,041 3,195 3,359 3,536 3,667 4,287 4,560 4,787 5,033 5,300 5,439 6,133 6,621 6,978 7,375 7,813 Лист 52

Полученный график характеристики разгона гоночного автомобиля изображена в графической части на листе №2 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00 «Тягово-динамические характеристики автомобиля». 2.11. Нагрузочная характеристика двигателя Нагрузочная характеристика двигателя является зависимость удельного расхода топлива (ge, г/кВт·ч) от степени использования мощности двигателя И и частоты вращения коленчатого вала (ne, об/мин). Определение удельного расхода топлива: ge  g N  kИ  kE , (2.30) где gN – удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности k И  3,27  8,22  И  9,13  И 2  3,18  И 3 ; kE = 1,25 – 0,99∙Е + 0,98∙Е2 – 0,24∙Е3; Е = ne/nN; И – степень использования мощности двигателя. Данные для построения нагрузочной характеристики двигателя приведены в таблице 2.12. Таблица 2.12. – Значения удельных расходов ge, г/(кВт·ч) ne,(об/мин) 1300 2900 4500 6100 7700 9300 10900 12500 0,0 1192,1 1102,2 1039,7 1001,6 984,7 985,8 1002,0 1030,1 0,2 716,7 662,6 625,0 602,1 591,9 592,6 602,3 619,2 0,4 451,8 417,7 394,0 379,6 373,2 373,6 379,7 390,4 И 0,6 341,9 316,1 298,2 287,3 282,4 282,8 287,4 295,4 0,8 331,4 306,4 289,0 278,4 273,7 274,1 278,5 286,3 1,0 364,6 337,1 318,0 306,3 301,1 301,5 306,4 315,0 Полученный график нагрузочной характеристики двигателя изображена в графической части на листе №2 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00 «Тяговодинамические характеристики автомобиля». Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 53

2.12. Экономическая характеристика гоночного автомобиля Экономическая характеристика гоночного автомобиля – это зависимость расхода топлива (Qs, л/100км) от скорости (V, м/с) движения автомобиля. Определение путевого расхода топлива (л/100 км): Qs  g e ( Pд  Рв ) , 360000   Т   тр (2.31) где ge - удельный расход топлива, г/кВт·ч; Pд – сила сопротивления дороги, Н; Рв - сила сопротивления воздуха, Н; ρТ – плотность топлива: ρТ = 0,75 кг/л для бензина; ge – удельный расход топлива, определяемый по нагрузочной характеристике двигателя в зависимости от степени использования мощности двигателя И: N  Nв . (2.32) И д N e  тр где Nв - мощность, затрачиваемая на преодоление силы сопротивления воздуха, кВт; Nд - мощностей сопротивления качению дороги, кВт. Значения сил и мощностей сопротивлений качениям во всем диапазоне скоростей на предпоследней и высшей передачах коробки передач приведены в таблице 2.13. Значения степеней использования мощности двигателя приведены в таблице 2.14. Таблица 2.13. – Сила сопротивления качению ne, об/мин Pf5, кН Pв5, кН Pf6, кН Pв6, кН Nf5, кВт Nf6, кВт Nв5, кВт Nв6, кВт Изм. Лист № докум. 1300 0,05 0,01 0,05 0,01 0,22 0,25 0,03 0,04 Подп. 2900 0,05 0,03 0,05 0,04 0,52 0,58 0,31 0,41 Дата 4500 0,05 0,07 0,05 0,09 0,86 0,97 1,15 1,55 6100 0,06 0,13 0,06 0,16 1,28 1,47 2,87 3,86 7700 0,06 0,21 0,07 0,25 1,79 2,09 5,78 7,76 9300 0,07 0,30 0,08 0,37 2,43 2,88 10,18 13,67 10900 0,08 0,41 0,09 0,50 3,22 3,87 16,40 22,02 12500 0,09 0,54 0,10 0,66 4,18 5,10 24,73 33,20 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 54

Таблица 2.14 – Значения степеней использования мощности двигателя И5 0,03 0,04 0,07 0,10 0,15 0,21 0,30 0,43 И6 0,04 0,05 0,08 0,13 0,19 0,28 0,40 0,57 Значения параметров для построения экономической характеристики гоночного автомобиля приведены в таблице 2.15. Таблица 2.15 – Путевой расход топлива ne, об/мин 1300 2900 4500 6100 V5, м/с 4,73 10,55 16,37 22,19 Qs5,л/100км 2,40 3,18 4,44 5,97 V6, м/с 5,22 11,64 18,06 24,48 Qs6,л/100км 2,44 3,38 4,83 6,45 Полученный график экономической автомобиля изображена в графической 7700 9300 10900 12500 28,01 33,83 39,65 45,47 7,53 8,85 9,61 9,68 30,90 37,32 43,74 50,00 7,93 8,951 9,329 9,547 характеристики гоночного части на листе №2 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00 «Тягово-динамические характеристики автомобиля». Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 55

3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1. Анализ существующих конструкций рулевого управления автомобилей Рулевое управление — это совокупность устройств, обеспечивающих поворот управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на рулевое колесо [9]. Рисунок 3.1.1. – Схема рулевого управления: 1 – рулевое колесо; 2 – рулевая колонка; 3 – карданный вал; 4 – датчик крутящего момента на рулевом колесе; 5 – электроусилитель руля; 6 – рулевой механизм; 7 – рулевая тяга; 8 – наконечник рулевой тяги с шаровым шарниром. 3.1.1. Требования, классификация, применяемость Рулевое управление, включающее рулевой механизм, рулевой привод, а у некоторых автомобилей — рулевой усилитель, является устройством, в Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 56

значительной степени обеспечивающим безопасность движения, вследствие чего к нему предъявляются высокие требования:  возможно меньшее значение минимального радиуса поворота для обеспечения хорошей маневренности автомобиля;  малое усилие на рулевом колесе, обеспечивающее легкость управления;  силовое и кинематическое следящее действие, т. е. пропорциональность между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивления повороту управляемых колес и заданное соответствие между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес;  минимальное боковое скольжение колес при повороте;  минимальная передача толчков на рулевое колесо от удара управляемых колес о неровности дороги;  оптимальная упругая характеристика рулевого управления, определяющая его чувствительность и исключающая возможность возникновения автоколебании управляемых колес;  кинематическая согласованность элементов рулевого управления с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляемых колес при деформации упругих элементов;  минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес;  повышенная надежность, так как выход из строя рулевого управления приводит к аварии; общие требования [10]. Классификация рулевого управления приведена на схеме. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 57

На большинстве автомобилей управление осуществляется поворотом управляемых колес. Такой способ управления наиболее целесообразен для легковых автомобилей, автобусов и грузовых автомобилей общего назначения, у которых для поворота управляемых колес достаточно пространства. Такой же способ управления применяется на внедорожных автомобилях большой грузоподъемности, где поворот управляемых колес большого диаметра обеспечен специальными компоновочными решениями (автомобили-самосвалы БелАЗ). Управление при помощи складывания в горизонтальной плоскости элементов автотранспортных средств появилось в связи со стремлением повысить их проходимость, применяя колеса большого диаметра. Конструкции автопоездов, состоящих из одноосного автомобиля тягача и одноосного прицепа, шарнирно связанных между собой и принудительно поворачиваемых один относительно другого при выполнении маневра, получили развитие в 50-е годы. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 58

Такое управление имеют, например, автопоезд МоАЗ-6401-9585 (4X2), колесный трактор «Кировец-701» Управление при помощи торможения колес одного борта или их вращения в сторону, обратную движению, применяется крайне редко и только на многоосных автомобилях. Расположение рулевого колеса зависит от принятого в стране направления движения. Правое рулевое управление применяется в странах с левосторонним движением (Великобритания, Япония), левое рулевое управление применяется в странах, где принято движение по правой стороне (РФ, США и др.). В двухосных автомобилях, как правило, управляемыми являются передние колеса. Исключение составляют короткобазные специальные автотранспортные средства с задними управляемыми колесами, что определяется спецификой компоновки (автопогрузчики). В автомобилях, которые должны обладать повышенной маневренностью и проходимостью, иногда все колеса выполняют управляемыми и ведущими, что позволяет снизить минимальный радиус поворота и одновременно уменьшить сопротивление движению на повороте. Уменьшение сопротивления движения на повороте объясняется тем, что, например, двухосный автомобиль со всеми управляемыми колесами прокладывает на повороте две колеи вместо четырех при одной паре передних управляемых колес. Обычно при движении по хорошей дороге управление задними колесами блокируют, чтобы не нарушить устойчивости движения на больших скоростях из-за зазоров в рулевом приводе. В трехосных автомобилях, имеющих сближенные оси задней тележки, управление осуществляется передними колесами (ЗИЛ-131, автомобили КамАЗ, КрАЗ) Для повышения маневренности и проходимости иногда в трехосных автомобилях управляемыми являются колеса крайних осей — передней и задней. В этом случае промежуточную ось размещают посередине базы автомобиля В четырехосных автомобилях в зависимости от конкретного назначения автомобиля управляемыми делают колеса передних двух осей или передних и Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 59

задних осей. В последнем случае оси промежуточных осей сближают и располагают посередине базы. В более редких случаях применяется управление всеми колесами четырехосного автомобиля, что уменьшает сопротивление повороту, но значительно усложняет конструкцию. 3.1.2. Основные технические параметры рулевого управления Минимальный радиус поворота автомобиля. Рисунок 3.1.2. – Схема поворота автомобиля с жесткими колесами Расстояние от центра поворота до центра пятна контакта шины с дорогой (оси следа) внешнего колеса при наибольшем угле поворота управляемых колес обычно приводится в технических характеристиках автомобилей и называется минимальным радиусом поворота. Определим минимальный радиус поворота двухосного автомобиля с жесткими колесами, пользуясь схемой на рисунке 3.1.2. Для того чтобы исключить боковое скольжение колес при движении автомобиля на повороте, траектории всех колес должны представлять собой дуги концентрических окружностей с общим центром О. Для этого управляемые колеса должны быть повернуты на разные углы. Связь между углами поворота наружного и внутреннего колес определяется из геометрических соотношений. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 60

Такая связь между управляемыми колесами осуществляется при помощи рулевой трапеции. Для приведенной на рисунке 3.1.2. схемы центр поворота принят лежащим на продолжении оси задних колес. Вследствие эластичности шин центр поворота смещается внутрь базы автомобиля из-за бокового увода шин (см. соответствующий раздел учебника «Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств»). Общий КПД рулевого управления. Этот параметр определяется произведением КПД рулевого механизма и рулевого привода. Угловое передаточное число рулевого управления. Отношение элементарного угла поворота рулевого колеса к полусумме элементарных углов поворота наружного и внутреннего колес. Оно переменно и зависит от передаточных чисел рулевого механизма и рулевого привода Передаточное число рулевого механизма — отношение элементарного угла поворота рулевого колеса к элементарному углу поворота вала сошки. В зависимости от конструкции рулевого механизма оно может быть постоянным в процессе поворота рулевого колеса или переменным. Считается, что рулевые механизмы с переменным передаточным числом (uРМmax соответствует нейтральному положению рулевого колеса) целесообразно применять для легковых автомобилей. Это обеспечивает большую безопасность движения на повышенных скоростях, так как малый угол поворота рулевого колеса не вызывает значительного поворота управляемых колес. Для грузовых автомобилей и особенно для автомобилей высокой проходимости, не оборудованных рулевыми усилителями, целесообразно применять рулевые механизмы, передаточное число которых соответствует крайним положениям рулевого колеса, что облегчает управление автомобилем при маневрировании. В настоящее время на большинстве автомобилей применяются рулевые механизмы с постоянным передаточным числом. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 61

Передаточное число рулевого привода — отношение плеч рычагов привода. Поскольку положение рычагов в процессе поворота рулевого колеса изменяется, то передаточное число рулевого привода переменно: uРП = 0,85…2,0. Большие значения выбирают для специальных автомобилей. Силовое передаточное число рулевого управления. Его оценивают отношением суммы сил сопротивления повороту управляемых колес к усилию, приложенному к рулевому колесу. Иногда под силовым передаточным числом понимают отношение момента сопротивления повороту управляемых колес к моменту, приложенному на рулевом колесе. Силовое передаточное число может служить критерием оценки легкости управления по усилию, приложенному к рулевому колесу для поворота управляемых колес. При проектировании автомобилей ограничивается как минимальное (60 Н), так и максимальное (120 Н) усилие Ограничение минимального усилия необходимо, чтобы водитель не терял «чувства дороги». Для поворота на месте на бетонной поверхности усилие не должно превосходить 400 Н. По ГОСТ 21398-75 максимальное усилие при выходе из строя усилителя не должно превышать 500 Н у грузовых, автомобилей. Параметры рулевого колеса. Максимальный угол поворота рулевого колеса в каждую сторону зависит от типа автомобиля и находится в пределах 540...1080° (1,5...3 оборота). При больших значениях угла поворота рулевого колеса может быть затруднено маневрирование. Диаметр рулевого колеса нормирован: для легковых и грузовых малой грузоподъемности автомобилей он составляет 380...425 мм, а для грузовых автомобилей, тягачей, многоместных автобусов 440...550 мм. 3.1.3. Рулевые механизмы Рулевой механизм включает в себя рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере, рулевой вал, рулевую колонку и рулевое колесо. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 62

Из условий компоновки рулевого механизма рулевой вал может состоять из двух или трех частей, соединяемых карданными шарнирами. К конструкции рулевых механизмов предъявляется ряд специальных требований:  Высокий КПД в прямом направлении (при передаче усилия от рулевого колеса для облегчения управления автомобиля и несколько пониженный КПД в обратном направлении для снижения силы толчков, передаваемых на рулевое колесо от управляемых колес при наезде на неровности;  Обратимость рулевой пары, чтобы рулевой механизм не препятствовал стабилизации управляемых колес;  Минимальный зазор в зацеплении элементов рулевой пары в нейтральном положении управляемых колес и в некотором, диапазоне углов поворота (беззазорное зацепление) при обязательной возможности регулирования зазора в процессе эксплуатации;  Заданный характер изменения передаточного числа рулевого механизма;  Травмобезопасность рулевого механизма, с тем чтобы при лобовом столкновении он не был причиной травмы водителя  Общие требования Классификация рулевых механизмов  Шестеренный o Редукторный o Реечный  Червячный o Червячно-секторный o Червячно-роликовый  Винтовой o Винторычажный o Винтореечный  Кривошипный o Одно-шиповой Изм. Лист № докум. Подп. Дата o Двух-шиповой ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 63

Параметры оценки КПД рулевого механизма. От КПД рулевого механизма в значительной степени зависит легкость управления. КПД рулевою механизма при передаче усилия от рулевого колеса к сошке называется прямой КПД. Обратный КПД характеризует передачу усилия от сошки к рулевому колесу. Как прямой, так и обратный КПД зависят от конструкции рулевого механизма и имеют следующие значения: 𝜂 ↓ рм = 0,6 … 0,95 𝜂 ↑ рм = 0,55 … 0,85 Пониженный обратный КПД, хотя и способствует поглощению толчков на рулевое колесо, но в то же время затрудняет стабилизацию управляемых колес. При прямом КПД η↓РМ≤0,5 обратный КПД η↑РМ≈0, рулевая пара становится необратимой и стабилизация отсутствует. Потери на трение в рулевом механизме составляют примерно половину потерь на трение во всем рулевом управлении. Снижение ударов и толчков на рулевое колесо. Резкие удары и толчки, передающиеся на рулевое колесо, могут стать причиной потери автомобилем управляемости. Помимо упомянутого уменьшения обратного КПД для снижения или исключения возможности передачи толчков на рулевое колесо принимаются следующие меры:  Увеличивают передаточное число рулевого механизма в нейтральном положении управляемых колес;  Уменьшают плечо обкатки управляемых колес;  Увеличивают податливость рулевого управления (должно быть найдено оптимальное значение, так как при большой податливости элементов рулевого управления запаздывает реакция управляемых колес на управляющее воздействие — поворот рулевого колеса);  Применяют амортизирующие устройства в рулевом механизме или приводе; Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 64

 Устанавливают рулевой гидроусилитель, воспринимающий и поглощающий толчки и удары от управляемых колес. Зазоры в рулевом механизме. Оптимальная характеристика зазора S в зацеплении рулевой пары показана на рисунок 3.1.3. С ростом угла поворота α рулевого колеса зазор должен увеличиваться, что необходимо для предотвращения заедания рулевой пары после регулирования зацепления при износе, который в основном имеет место в зоне, соответствующей малым углам поворота рулевого колеса. Зазор в зацеплении рулевой пары должен определяться при отсутствии осевого зазора рулевого вала. Рисунок 3.1.3. – Характеристика зазора в рулевом механизме Суммарный зазор в рулевом управлении составляют зазоры в рулевом механизме и рулевом приводе, он определяется по углу свободного поворота рулевого колеса при нейтральном положении управляемых колес. Допустимый зазор устанавливается заводом-изготовителем и в большинстве случаев для новых автомобилей не превосходит 10°. Повышенный суммарный зазор недопустим, так как он может привести к вилянию управляемых колес и ухудшению устойчивости. В эксплуатации повышенный зазор в рулевом управлении может появиться при увеличении зазоров: в подшипниках управляемых колес; в шкворнях или шаровых опорах бесшкворневой подвески; в сочленениях рулевого привода; в результате слабой затяжки рулевой сошки на валу сошки Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 65

или слабого крепления картера рулевого механизма; рулевого вала; в зацеплении рулевой пары. При установлении причин повышенного зазора в рулевом управлении и устранении их должна быть соблюдена последовательность, соответствующая приведенному выше перечислению этих причин. Конструкция механизмов Шестеренные рулевые механизмы. Их выполняют в виде редуктора из зубчатых колес (применяется редко) или в виде пары из шестерни 2 и рейки 3 (рисунок 3.1.4.). Реечные рулевые механизмы получают все более широкое применение на легковых автомобилях малого (ВАЗ-2108, ЗАЗ-1102 и ВАЗ1111), среднего и даже большого классов. Достоинствами реечных рулевых механизмов являются простота и компактность конструкции, обеспечивающие им наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми механизмами других типов, высокий КПД (η↓РМ≈η↑РМ=0,9...0,95). С реечным рулевым механизмом можно применять четырехшарнирный рулевой привод при независимой подвеске колес. Из-за высокого значения обратного КПД такой механизм без усилителя целесообразно устанавливать только на легковых автомобилях малого класса, так как в этом случае толчки со стороны дороги, которые передаются на рулевое колесо, в некоторой степени могут поглощаться в результате трения рейки и металлокерамического упора. На легковых автомобилях более высокого класса необходим рулевой усилитель, который поглощает толчки. Для анализа такого рулевого механизма рассмотрим отношение элементарного угла поворота шестерни к элементарному перемещению рейки. При нормальном профиле зубьев шестерни и нормальном профиле зубьев рейки это отношение постоянно. Для большинства применяемых реечных рулевых механизмов это отношение постоянно. Однако в последнее время появились реечные рулевые пары с переменным отношением 𝑑𝑎⁄𝑑𝑆, что достигается нарезкой зубьев рейкой специального профиля (рисунок 3.1.4., б), причем в Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 66

зависимости от поставленной задачи это отношение может изменяться по заданному закону. При установке реечной рулевой пары целесообразно определять угловое передаточное число рулевого управления 𝑢 = 𝑑𝑎⁄𝑑𝜃 (где 𝑑𝑎 – элементарный угол поворота рулевого колеса; dθ – элементарный угол поворота управляемых колес). Рисунок 3.1.4. – Реечный рулевой механизм: а – конструкция; б – характеристика переменного передаточного числа; в – схема для определения передаточного числа рулевого управления; 1 – рулевой вал; 2 – шестерня; 3 – рейка; 4 – упор Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 67

Червячные рулевые механизмы. Такие механизмы применяют как на легковых, так и на грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение получили червячно-роликовые рулевые механизмы (ВАЗ моделей 2105, 2106, 2107, «Москвич-2140», ГАЗ-3102, ГАЗ-53А, УАЗ и др.). Рулевые пары состоят из глобоидного червяка и двух или трехгребневого ролика. В редких случаях для автомобилей особо малого класса применяют одногребневой ролик. Упрощенная схема червячно-роликовой рулевой пары показана на рисунок 3.1.5, а. Глобоидный червяк предназначен для увеличения рабочего угла (угла, определяемого зацеплением рулевой пары) поворота вала сошки. Червяк устанавливают на радиально-упорных шариковых или конических роликовых подшипниках, а ролик — на шариковых или игольчатых подшипниках в пазе вала сошки. Иногда и в опорах вала сошки используют подшипники качения. Все это обеспечивает таким механизмам сравнительно высокий КПД: 𝜂 ↓РМ ≈ 0,85 𝜂 ↑РМ ≈ 0,70 Передаточное число рулевых механизмов с двух- и трехгребневым роликом, определяемое отношением числа зубьев червячного колеса (ролик рассматривается как сектор червячного колеса) к числу заходов червяка, практически постоянное. Червяк, как правило, однозаходный. Зазор в зацеплении ролика с червяком переменный, что может быть обеспечено при разных значениях радиусов r2 дуги образующей червяка и r1 траектории ролика. Разница этих радиусов позволяет регулировать зазор в зацеплении, т. е. сближать элементы пары, не опасаясь их заклинивания в крайних положениях. Для расширения зоны беззазорного зацепления в ряде конструкций червячнороликовых пар червяк посажен эксцентрично относительно оси рулевого вала. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 68

Рисунок 3.1.5. – Червячно-роликовый рулевой механизм: а – схема; б – конструкция; 1 – вал сошки; 2 – трехгребневый ролик; 3 – глобоидный червяк; 4 – сошка. Пример конструкции рулевого механизма с червячно-роликовой парой показан на рисунок 3.1.5., б. Этот механизм, устанавливаемый на автомобиле ГАЗ-3102, имеет, как все механизмы такого типа, две регулировки: осевого зазора при помощи прокладок под передней крышкой и зацепления при помощи регулировочного винта, перемещающего вал сошки вместе с роликом, начальное смещение оси которого относительно оси червяка составляет 6...6,5 мм. Для обеспечения хорошего контакта ролика с червяком ось ролика расположена не перпендикулярно оси вала сошки, а имеет наклон, угол которого близок среднему углу наклона витков червяка. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 69

Рисунок 3.1.6. – Червячно-секторный рулевой механизм: 1 – червяк; 2 – боковой сектор; 3 – рулевой вал; 4 – распределитель усилителя На некоторых грузовых автомобилях «Урал-4320» (рисунок 3.1.6.) устанавливают червячно-секторные рулевые механизмы. В рулевой паре этого типа обеспечивается достаточно малое давление на зубья при передаче больших усилий. Передаточное число механизма практически постоянное. Наличие трения скольжения в паре обусловливает сравнительно низкий КПД этого рулевого механизма (η↓РМ=0,65...0,75; η↑РМ=0,55...0,6). Здесь рулевой вал с червяком установлен на цилиндрических роликовых подшипниках, допускающих некоторое осевое перемещение в пределах перемещения закрепленного на нем золотника гидроусилителя. Вал сошки, выполненный как одно целое с боковым сектором, установлен на игольчатых подшипниках. Зазор в зацеплении червяка с зубчатым сектором переменный, наименьший в среднем положении сектора, что достигается нарезкой зубьев сектора специальной формы. Зацепление регулируют, изменяя толщину прокладок под крышкой, имеющей выступ, упирающийся в торец сектора. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 70

Винтовые рулевые механизмы. Эти механизмы могут иметь различное конструктивное исполнение: винторычажные («винт— гайка—рычаг», «качающийся винт и гайка», «винт и качающаяся гайка») и винтореечные. Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время применяются редко, так как имеют низкий КПД и компенсировать износ регулировкой невозможно. Широко применяются на автомобилях всех типов (ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ, БелАЗ, КАЗ, «Магирус» и др.) винтореечные рулевые механизмы, включающие в себя винт 1, шариковую гайкурейку 2 и сектор 3, выполненный за одно целое с валом сошки (рисунок 3.1.7., а). КПД винтореечного механизма высокий в обоих направлениях (𝜂 ↓РМ ≈ 𝜂 ↑РМ = 0,8 … 0,85), поэтому без усилителя, воспринимающего толчки со стороны дороги, его целесообразно устанавливать только на легковые автомобили малого класса. Рисунок 3.1.7. – Винтореечные рулевой механизм Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 71

Беззазорное зацепление в среднем положении этого механизма осуществляется при помощи следующих мероприятий:  профиль канавок винта и гайки эллиптический, образованный двумя дугами несколько большего радиуса, чем радиус шарика, что дает возможность шарику соприкасаться с профилем канавки в двух точках канавки винта и в двух точках канавки гайки. Винты, гайки и шарики рассортировывают на несколько групп с последующей селективной сборкой;  зубья сектора (рисунок 3.1.7., б) нарезают из центра, смещенного относительно оси вала сошки (r ~ 0,5 мм), это позволяет устранять зазор после износа, не опасаясь заклинивания в крайних положениях, где зуб сектора имеет меньшую толщину, чем в середине сектора. Зазор в зацеплении сектора и рейки переменный. Регулируют зацепление винтом, перемещающим вал сошки вместе с сектором, зубья которого нарезаны под углом к валу сошки. Кривошипные рулевые механизмы. Их применяют сравнительно редко: одношиповые рулевые механизмы (рисунок 3.1.8., а) до середины сороковых годов устанавливали на грузовых автомобилях ЗИС. Двухшиповые рулевые механизмы (рисунок 3.1.8., б) позволяют увеличить угол поворота вала сошки на угол γ и снизить давление на шип в среднем положении, когда оба шипа находятся в зацеплении с червяком (в крайних положениях один шип выходит из зацепления). При установке шипов на подшипниках 1 (рисунок 3.1.8., в) КПД кривошипного рулевого механизма такой же, как КПД червячно-роликового рулевого механизма. Передаточное число кривошипного рулевого механизма может быть постоянным или переменным — это зависит от способа нарезки червяка. Рулевые механизмы этого типа могут быть регулируемыми. Для этой цели шипы выполняют конусными соответственно профилю нарезки червяка. Глубина нарезки различна в средней Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 72

части и по краям, благодаря чему может быть обеспечен достаточный диапазон беззазорного зацепления. Рисунок 3.1.8. – Кривошипный рулевой механизм Общее устройство рулевых управлений болидов класса «Формула студент» представлены на рисунках: Рисунок 3.1.9. – Рулевой механизм в сборе Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 73

Рисунок 3.1.10. – 3D модель рулевого управления. Вид сбоку Травмобезопасные рулевые механизмы Травмобезопасный рулевой механизм является одним из элементов пассивной безопасности автомобиля. Рулевой механизм может быть причиной серьезной травмы водителя при лобовом столкновении автомобиля с препятствием. Травма может быть нанесена при смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой механизм перемещается в сторону водителя. Поэтому картер рулевого механизма Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 74

необходимо располагать в таком месте, где деформация при лобовом столкновении будет наименьшей. Водитель может получить травму также при резком перемещении вперед в результате лобового столкновения. Ремни безопасности при слабом их натяжении не предохраняют от столкновения с рулевым колесом или рулевым валом, когда перемещение вперед составляет 300...400 мм. Для пассажиров такое перемещение обычно не приводит к опасным последствиям. По статистике лобовые столкновения автомобилей составляют свыше 50% всех дорожно-транспортных происшествий. Вследствие этого как международные, так и национальные правила предписывают установку на автомобилях травмобезопасных рулевых механизмов. Существуют некоторые нормативы для испытания травмобезопасных рулевых механизмов. Так, при лобовом ударе (удар о бетонный куб при движении со скоростью 14 м/с (≈ 50 км/ч)) верхний конец рулевого вала не должен перемещаться внутрь салона(кабины) в горизонтальном направлении более чем на 127 мм. На специальном манекене регистрируется величина усилия в горизонтальном направлении на уровне груди манекена при скорости 5,5 м/с (≈ 24 км/ч). Это усилие не должно превосходить 11,34 к·Н. Существуют травмобезопасные рулевые механизмы различных конструкций. Основное требование к ним — поглощение энергии удара, а следовательно, снижение усилия, наносящего травму водителю. Первоначально для придания рулевым механизмам травмобезопасных свойств устанавливали рулевое колесо с утопленной ступицей и с двумя спицами, что позволило значительно снизить тяжесть наносимых повреждений при ударе. В дальнейшем, кроме этого, стали устанавливать специальный энергопоглощающий элемент. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 75

Рисунок 3.1.11. – Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121 На рисунок 3.1.11. приведен рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121. Здесь рулевой вал состоит из трех частей, связанных карданными шарнирами. При лобовом столкновении, когда передняя часть автомобиля деформируется, рулевой вал складывается, при этом перемещение верхней части рулевого механизма внутрь салона незначительно. Перемещение рулевого механизма сопровождается некоторым поглощением энергии удара на деформацию кронштейна крепления рулевого вала. Особенность крепления кронштейна заключается в том, что два из четырех болтов 1 (передние) крепят кронштейн через пластинчатые шайбы, которые при ударе деформируются и проваливаются через прямоугольные отверстия кронштейна, а сам кронштейн деформируется, поворачиваясь относительно фиксированных точек крепления. На автомобиле ГАЗ-3102 энергопоглощающий элемент травмобезопасного рулевого механизма представляет собой резиновую муфту, установленную между верхней и нижней частями рулевого вала (рисунок 3.1.12). Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 76

Рисунок 3.1.12. – Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ГАЗ-3102: 1 – фланец; 2 – предохранительная пластина; 3 – резиновая муфта Рисунок 3.1.13. – Травмобезопасные рулевые механизмы: а – с энергопоглощающим сильфоном; б – с перфорированным трубчатым рулевым валом Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 77

В ряде зарубежных конструкций энергопоглощающим элементом рулевого механизма служит сильфон, соединяющий рулевое колесо с рулевым валом (рисунок 3.1.13., а) или сам рулевой вал, в верхней части представляющий собой перфорированную трубу (рисунок 3.1.13., б). На рисунке показаны последовательно фазы деформации перфорированной трубы и максимальная деформация, которая для этой конструкции значительна. Некоторое применение нашли энергопоглощающие элементы рулевых механизмов, в которых две части рулевого вала соединяются при помощи нескольких продольных пластин, привариваемых к концам соединяемых валов и деформирующихся при ударе. Такое энергопоглощающее устройство носит название «японский фонарик». 3.1.4. Рулевой привод Рулевой привод представляет собой механизм, состоящий из рычагов, тяг и шаровых шарниров и предназначенный для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам. К рулевому приводу предъявляют следующие требования: правильное соотношение углов поворота колес, отсутствие автоколебаний управляемых колес, а также самопроизвольного поворота колес при колебаниях автомобиля на подвеске. Рулевой привод включает рулевую трапецию, рычаги и тяги, связывающие рулевой механизм с рулевой трапецией, а также рулевой усилитель, устанавливаемый на ряде автомобилей. Основные элементы. Рулевая трапеция. В зависимости от компоновочных возможностей рулевую трапецию располагают перед передней осью (передняя рулевая трапеция) или за ней (задняя рулевая трапеция). При зависимой подвеске колес применяют трапеции с цельной поперечной тягой; при независимой подвеске — только трапеции с расчлененной поперечной тягой, что необходимо для Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 78

предотвращения самопроизвольного поворота управляемых колес при колебаниях автомобиля на подвеске. С этой целью шарниры разрезной поперечной тяги должны располагаться так, чтобы колебания автомобиля не вызывали их поворота относительно шкворней. Схемы различных рулевых трапеций показаны на рисунок 3.1.14. Рисунок 3.1.14. – Схемы рулевых трапеций При зависимой и независимой подвесках могут применяться как задняя (рисунок 3.1.14., а), так и передняя (рисунок 3.1.14., б) трапеции. На рисунок 3.1.14., в-е приведены задние трапеции независимых подвесок с разным числом шарниров. Для определения геометрических параметров рулевой трапеции используют в большинстве случаев графические методы. Для этой цели предварительно задаются размерами поперечной тяги и боковых сторон трапеции, исходя из следующих соображений. В существующих конструкциях пересечение продолжения осей боковых тяг трапеции имеет место приблизительно на расстоянии 0,7L от передней оси, Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 79

если трапеция задняя, и на расстоянии L, если трапеция передняя (рисунок 3.1.15.). Считается, что оптимальное отношение длины m бокового рычага трапеции к длине n поперечной тяги m/n =0,12...0,16 Рисунок 3.1.15. – Схемы расположения рулевой трапеции на двухосных автомобилях: а – переднее; б – заднее Численные значения n и m можно найти из подобия треугольников (рисунок 3.1.16.): 𝑙/(𝑙 − 𝑚) = (𝑀/2)/(𝑛/2); 𝑙𝑛 = 𝑀(𝑙 − 𝑚). где М — межшкворневое расстояние. Рисунок 3.1.16. – Схема для определения параметров рулевой трапеции Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 80

Учитывая, что m=(0,12...0,16)n и 𝑙= (0,5М) + (0,7𝐿) получим уравнение с одним неизвестным, решение которого дает приближенные численные значения искомых величин. Так же можно найти приближенные значения параметров передней трапеции. По полученным данным выполняют в масштабе графическое построение рулевой трапеции. Затем, построив через равные угловые промежутки положение цапфы внутреннего колеса, графически находят соответствующие положения наружного колеса и строят график зависимости 𝜃н = 𝑓(𝜃в ) (рисунок 3.1.17), которую называют фактической (штриховая кривая). Далее по уравнению строят теоретическую зависимость (сплошная кривая). Рисунок 3.1.17. – График зависимости углов поворота управляемых колес Если максимальная разница между теоретическим и фактическим значениями не превосходит 1,5° при максимальном угле поворота внутреннего колеса, то считается, что трапеция подобрана правильно. Подбор параметров рулевой трапеции с учетом увода представляет известные трудности, так как продольное смещение мгновенного центра поворота зависит от скорости движения. Существует ряд аналитических способов определения оптимальных параметров рулевой трапеции, которые дают также приближенное значение искомых величин. Поперечная тяга. Для ее изготовления обычно применяют бесшовную трубу, на резьбовые концы которой навертывают наконечники с шаровыми Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 81

пальцами. Длина поперечной тяги должна быть регулируемой, так как она определяет схождение колес. При зависимой подвеске, когда применяется неразрезная трапеция, регулирование выполняют поворотом поперечной тяги относительно наконечников (при освобождении стопорных гаек). Так как резьба, нарезанная на концах тяги, имеет разное направление, то поворот тяги вызывает изменение расстояния между шарнирами поперечной тяги. Часто шаг резьбы на разных концах тяги делают неодинаковым для более точной регулировки. Наличие зазора в шарнирах поперечной тяги недопустимо, поэтому предпочтительно применение шарниров с автоматическим регулированием зазора в процессе изнашивания, что возможно, когда усилие пружины 1 направлено по оси шарового пальца 2 (рисунок 3.1.18., а). На рисунок 3.1.18., б показан шарнир поперечной тяги (автомобили МАЗ), где зазор, образовавшийся в результате изнашивания, выбирают, вращая гайку 3, сжимающую пружину, для чего необходимо снять наконечник тяги. Рисунок 3.1.18. – Конструкция шарниров рулевых тяг Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 82

Продольная тяга. Связывающая сошку с поворотным рычагом тяга применяется главным образом при зависимой подвеске. Кинематически перемещения продольной тяги и подвески должны быть – согласованы, чтобы исключить самопроизвольный поворот управляемых колес при деформации упругого элемента подвески. Компоновка, показанная на рисунок 3.1.19., а, не обеспечивает необходимого согласования траекторий переднего конца продольной тяги 2 и центра колеса. Поэтому при вертикальных и угловых колебаниях автомобиля возникает «рыскание» управляемых колес. Рисунок 3.1.19. – Продольные рулевые тяги: а и б – схемы расположения Сравнительно хорошее согласование может быть получено при расположении рулевого механизма 1 перед передней осью (рисунок 3.1.19., б) или при расположении рулевого механизма за передней осью и передним расположением серьги листовой рессоры 3. Однако при переднем расположении серьги продольные силы, возникающие при наезде передних колес на препятствие, в большей степени передаются на раму автомобиля. Шаровые шарниры (рисунок 3.1.18, в), размещенные по концам тяги, поджимаются жесткими пружинами 4, причем расположение шарниров и пружин дает возможность несколько амортизировать удары, воспринимаемые как левым, так и правым управляемыми колесами. Параметры оценки Упругая характеристика рулевого управления. При абсолютно жестких элементах рулевого управления угловое передаточное число отражает жесткую Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 83

кинематическую связь между углом поворота рулевого колеса и углами поворота управляемых колес. Такое угловое передаточное число принято называть кинематическим. При упругом рулевом управлении жесткая связь нарушается в результате деформации деталей рулевого механизма и рулевого привода. В этом случае такой же поворот рулевого колеса, как при жестком рулевом управлении, вызывает поворот управляемых колес на меньший угол — угловое передаточное число при упругом приводе получается большим. Угловое передаточное число, учитывающее упругие свойства рулевого управления, называют динамическим. Малая угловая жесткость рулевого управления (большая податливость) снижает чувствительность управления автомобилем. В этом случае влияние упругих свойств рулевого управления можно сравнить с влиянием боковой эластичности шин: автомобиль получает свойства недостаточной поворачиваемости. В то же время при малой жесткости рулевого управления толчки, воспринимаемые управляемыми колесами, хорошо амортизируются рулевым управлением. Следует отметить, что малая жесткость может вызвать нежелательные колебания управляемых колес и снижение устойчивости автомобиля. На современных автомобилях угловая податливость рулевого управления варьируется на легковых автомобилях от 1...3,5° / (Н·м). Рулевые управления грузовых автомобилей имеют меньшую податливость. Податливость рулевого управления определяют при закрепленных управляемых колесах: измеряют углы поворота рулевого колеса и соответствующие этим углам моменты, приложенные к рулевому колесу. Для некоторых конструкций связь между углами поворота рулевого колеса и приложенными моментами нелинейная. КПД. При оценке рулевого привода необходимо учитывать потери на трение во всех шарнирных соединениях. По имеющимся данным, КПД рулевого привода лежит в пределах η =0,92...0,95. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 84

3.1.5. Усилители рулевого управления Усилители предназначены для снижения усилия на рулевом колесе при его повороте и для повышения безопасности движения автомобиля, так как цилиндр усилителя помогает водителю удерживать управляемые колеса в заданном положении при действии со стороны дороги неуравновешенных сил, стремящихся повернуть эти колеса в одном направлении. Конструкция усилителя должна удовлетворять ряду требований: 1) обладать следящим действием. Различают кинематическое и силовое слежение. Кинематическое слежение заключается в повороте управляемых колес в соответствии с поворотом рулевого колеса и его направлением. Силовое слежение обеспечивает пропорциональность усилия на рулевом колесе усилию, необходимому для поворота управляемых колес, что способствует более уверенному управлению автомобилем, особенно по скользким дорогам; 2) обеспечивать возможность управления автомобилем в случае выхода усилителя из строя; 3) не допускать включения усилителя от случайных воздействий со стороны дороги при прямолинейном движении автомобиля; 4) иметь высокую чувствительность, которая оценивается углом поворота рулевого колеса, соответствующим повышению давления в системе до максимального; 5) обладать достаточным запасом динамической устойчивости, который выражается в отсутствии автоколебаний управляемых колес. В зависимости от вида используемого источника энергии усилители рулевого управления бывают гидравлическими и пневматическими. Они состоят из блока питания, распределителя, исполнительного механизма и соединительных трубопроводов и шлангов. Блок питания включает гидронасос с баком для гидроусилителя или компрессор с ресиверами для пневмоусилителя. Схема рулевого управления с усилителем показана на рисунке 3.1.20. При повороте рулевого колеса 13, например, вправо, сошка 12 рулевого механизма 14 Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 85

повернется по часовой стрелке и сместит золотник 9 распределителя 5 назад по отношению к принятому направлению движения автомобиля. В результате жидкость от насоса 2 подается через распределитель в полость А и силовой цилиндр 7 начинает поворачивать управляемые колеса 4 вправо. Полость Б в это время соединяется также через распределитель со сливной магистралью 1. После прекращения поворота рулевого колеса управляемые колеса вследствие давления рабочей жидкости на поршень цилиндра продолжают поворачиваться вправо. При этом с помощью рычага 5 и тяги 3 корпус распределителя смещается назад и перекрывает поступление жидкости в полость А цилиндра усилителя, в результате чего прекращается поворот управляемых колес. Таким образом, управляемые колеса поворачиваются в соответствии с поворотом рулевого колеса. Кинематическое следящее действие усилителю придает обратная связь (рычаг 5 и тяга 3), которой соединяются управляемые колеса с корпусом распределителя. Силовое следящее действие достигается введением реактивных элементов: камер или плунжеров. Большинство усилителей, установленных на современных автомобилях, обладает не только кинематическим, но и силовым слежением. На рисунке 3.1.20 силовое слежение достигнуто с помощью реактивных камер 6 и 10, в которые через калиброванные отверстия поступает жидкость из нагнетательной магистрали и воздействует на правый или левый торец золотника 9 в зависимости от направления поворота автомобиля. В результате усилие, необходимое для смещения золотника, оказывается зависящим от давления в нагнетательной магистрали 11, которое в свою очередь определяется моментом сопротивления повороту управляемых колес. С его увеличением повышается давление в цилиндре и в реактивной камере распределителя, препятствующее смещению золотника и способствующее его установке в нейтральное положение. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 86

Рисунок 3.1.20. – Схема рулевого управления с усилителем Инерция управляемых колёс при неудачно выбранных параметрах усилителя может привести к дальнейшему смещению корпуса распределителя относительно золотника (переходу через нейтральное положение). В этом случае нагнетательная магистраль соединится с полостью Б цилиндра и начнется поворот колес в обратном направлении, т. е. при определенных условиях возможно появление автоколебаний управляемых колес. Наличие реактивных элементов в распределителе уменьшает вероятность появления таких колебаний. В зависимости от относительного расположения элементов различают четыре схемы компоновки усилителей (Рисунок 3.1.21). Во всех этих схемах источник энергии (насос) располагается отдельно от остальных элементов усилителя. При расположении распределителя и цилиндра в одном блоке с рулевым механизмом (Рисунок 3.1.21, а) конструкция носит название гидроруля. Ее достоинства заключаются в компактности, минимальном числе шлангов и трубопроводов, малой склонности системы к автоколебаниям из-за высокой Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 87

жесткости гидравлических магистралей, связывающих распределитель с силовым цилиндром. Однако в такой конструкции весь рулевой привод от сошки до управляемых колес нагружается дополнительным усилием, приложенным со стороны цилиндра к валу сошки. Это приводит к необходимости увеличения размеров и массы привода. Гидроруль имеет большие габаритные размеры, что затрудняет его компоновку на автомобиле. Рисунок 3.1.21. – Схемы компоновки усилителей: 1 — распределитель; 2 — силовой цилиндр; 3 — рулевой механизм Кроме того, гидрорули неудобны с точки зрения унификации элементов рулевого управления. Тем не менее, гидрорули получили широкое распространение па легковых и грузовых автомобилях, а также на автобусах. Компоновка усилителя (Рисунок 3.1.21, б) характеризуется размещением распределителя в одном блоке с рулевым механизмом и автономным Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 88

расположением цилиндра. Это позволяет устанавливать цилиндр в непосредственной близости от управляемых колес. Достоинства усилителя с данной схемой заключаются в малой нагруженности привода, легкости компоновки усилителя в рулевом приводе, малой склонности к автоколебаниям. Расположенный у колес цилиндр воспринимает удары со стороны дороги, предохраняя рулевой механизм от перегрузок. При использовании данной схемы усилителя длина шлангов несколько увеличивается по сравнению с предыдущей. По схеме, приведенной на рисунке 3.1.21, в, рулевой механизм устанавливается автономно, а распределитель и силовой цилиндр вместе. В этом случае цилиндр нужно располагать в строгом соответствии с расположением рулевого механизма, так как шаровой палец сошки должен управлять работой распределителя. Усилители, выполненные по данной схеме, имеют малую склонность к автоколебаниям. Длина трубопроводов по сравнению с предыдущей конструкцией увеличивается незначительно. Схема рулевого управления с автономным расположением рулевого механизма, распределителя и силового цилиндра (Рисунок 3.1.21, г) является наиболее гибкой с точки зрения компоновки и унификации элементов. Однако из-за повышенной склонности к автоколебаниям, увеличенного числа и длины шлангов и трубопроводов применяется сравнительно редко. Схема компоновки усилителя и его характеристики выбираются в основном в зависимости от нагрузки, приходящейся на управляемые колеса. Кроме того, принимаются во внимание конструктивная и технологическая преемственности. Характеристика гидроусилителя зависит от конструкции распределителя. Распределители бывают: 1) открытого и закрытого типов. В первом случае ширина кромок золотника меньше ширины соответствующих отверстий в корпусе. В результате при прямолинейном движении автомобиля нагнетательная и сливная магистрали усилителя через распределитель оказываются связанными с рабочими полостями Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 89

цилиндра. Поскольку насос усилителя работает постоянно, жидкость непрерывно циркулирует через распределитель. В распределителях второго типа в нейтральном положении золотника все магистрали перекрыты. Жидкость к распределителю подводится от гидроаккумулятора. Насос усилителя включается периодически и служит для подзарядки гидроаккумулятора. Такая система позволяет использовать насос с меньшей подачей и снизить затраты энергии на его привод; 2) с осевым или угловым перемещением золотника. В настоящее время большее распространение имеют распределители первого типа. Распределители с угловым перемещением золотника отличаются высокой чувствительностью и простотой привода; 3) с реактивными элементами и без них; 4) с самоустанавливающимся золотником или с его центрированием при помощи упругих элементов (пружин, торсиона). В первом случае центрирование осуществляется за счет действия жидкости на реактивные элементы, во втором — при смещении золотника возникает сила со стороны упругих элементов, стремящаяся вернуть золотник в нейтральное положение. Рисунок 3.1.22. – Распределитель типа В (МАЗ-525) Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 90

Наибольшее распространение получили распределители трех типов: с реактивными плунжерами и центрирующими предварительно сжатыми пружинами (тип А); с реактивными камерами и самоустанавливающимся золотником (тип Б); без реактивных элементов с центрирующими предварительно сжатыми пружинами (тип В). Наиболее простым является распределитель типа В, обеспечивающий только кинематическое слежение (Рисунок 3.1.22). Золотник 2 перемещается относительно гильзы 1 с помощью шарового пальца 4, соединенного с сошкой рулевого механизма. Для этого необходимо преодолеть усилие установленной с предварительным натягом пружины 3. При этом нагнетательная магистраль Н соединяется с одной из полостей силового цилиндра, а сливная С — с другой. При отпускании рулевого колеса пружина возвращает золотник в среднее положение, в котором нагнетательная и сливная магистрали соединены между собой и с рабочими полостями цилиндра. В случае выхода из строя усилителя сохраняется возможность управления автомобилем при значительном увеличении усилия на рулевом колесе. Для снижения гидравлических потерь при неработающем насосе в корпус распределителя встроен шариковый клапан, через который при повороте автомобиля перетекает жидкость из одной полости цилиндра в другую. Вариант конструкции распределителя типа Б показан на рисунке 3.1.23. Пальцы 5 и 4 крепятся соответственно к сошке и продольной тяге, а корпус 3 — к корпусу цилиндра, шток которого закреплен на левом лонжероне рамы. Палец 5 сошки может смещать золотник 1 в осевом направлении с помощью стакана 2 и тяги 6 на величину зазора δ. Реактивные площади золотника выполняются пропорциональными рабочим площадям силового цилиндра справа и слева от поршня. Вследствие этого золотник при прямолинейном движении автомобиля несколько смещен от среднего положения в сторону реактивной камеры с меньшей площадью. Это обусловливает равенство сил, действующих на поршень справа и слева при Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 91

различных давлениях жидкости. Работает данный распределитель в соответствии со схемой, показанной на рисунке 3.1.20. Рисунок 3.1.23. – Распределитель типа Б, выполненный в одном блоке с силовым цилиндром (МАЗ-500) Из-за отсутствия центрирующих упругих элементов усилие, необходимое для смещения золотника относительно среднего положения, незначительно. Вследствие этого, распределители типа Б обладают повышенной чувствительностью к случайным воздействиям со стороны дороги, которые могут приводить к самовключению усилителя и вилянию управляемых колес. Этот недостаток устранен в распределителях типа А с реактивными плунжерами и центрирующими предварительно сжатыми пружинами. Несмотря па более сложную конструкцию, они широко используются на автомобилях, и им отдается предпочтение при разработке усилителей для перспективных автомобилей. Эти конструкции, как и рассмотренные выше, относятся к распределителям с осевым перемещением. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 92

В усилителе (Рисунок 3.1.24) нагнетательная магистраль постоянно соединена с полостью А между реактивными плунжерами 1 и 3. Максимальное осевое смещение золотника из среднего положения составляет 1,1 мм. Если повернуть рулевое колесо на некоторый угол, например, вправо, винт 5 повернется по часовой стрелке, стремясь переместить вправо поршень-рейку 4. При неподвижных управляемых колесах винт вывернется из неподвижной гайки и сместит золотник из среднего положения влево. Для смещения золотника 6 необходимо дополнительно сдвинуть влево плунжеры 3, на которые действуют силы пружин 2 и давление жидкости, стремящиеся вернуть золотник в среднее положение. В остальном работа данного усилителя аналогична работе рассмотренных выше усилителей. Рисунок 3.1.24. – Гидроруль (КамАЗ) Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 93

Рисунок 3.1.25. – Распределитель усилителя рулевого управления, предназначенный для автомобилей МАЗ В распределителе, расположенном в одном корпусе с рулевым механизмом, винт 5, установленный в радиально-упорных роликоподшипниках, не имеет осевого перемещения (Рисунок 3.1.25). При повороте рулевого колеса винтовая втулка 3 с закрепленным на ней золотником 2 перемещается в осевом направлении, в результате чего усилитель начинает работать. Смещение золотника определяется угловым зазором в шлицевом соединении вала 4 и винта 5. Для удержания золотника в среднем положении имеется торсион 1, соединяющий вал и винт. В остальном работа данного распределителя принципиально не отличается от рассмотренных выше. В распределителях тина А обеспечивается равенство давлений в рабочих полостях цилиндра. Поскольку активная площадь поршня со стороны штока меньше, при прямолинейном движении создается небольшая сила, стремящаяся повернуть управляемые колеса в одну сторону. Момент на рулевом колесе от действия реактивных элементов распределителя в легковых автомобилях может достигать 1/3 момента сопротивления повороту колес. Чтобы сохранить следящее действие по усилию Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 94

и не допускать чрезмерного усилия на рулевом колесе, в некоторых усилителях вводятся устройства, ограничивающие реактивное действие распределителя. Все рассмотренные выше распределители имеют осевое перемещение золотника. В наиболее распространенных схемах усилителей (Рисунок 3.1.21, а, б) привод золотника достаточно сложен, что является существенным недостатком конструкции. Привод существенно упрощается, если использовать золотник не с осевым, а с угловым перемещением (роторный). Такие усилители имеют незначительный гидравлический люфт, так как в этом случае золотник непосредственно соединен с нижним концом рулевого вала. Роторным распределителем трудно придать слежение по усилию, что является их недостатком. На рисунке 3.1.26 показан вариант конструкции роторного распределителя. Золотник 2 имеет четыре длинных продольных паза, соединенных с нагнетательной магистралью, и четыре коротких, соединенных со сливом радиальными отверстиями. При отпущенном рулевом колесе золотник удерживается в среднем положении торсионом 1, соединяющим золотник и винт 4 рулевого механизма. Винт имеет беззазорное соединение с гильзой 3 при помощи пальца 5 и соединение с золотником при помощи торцевых зубьев, допускающих относительное угловое смещение золотника и гильзы до 3°. Таким образом, обеспечивается необходимое смещение золотника относительно гильзы для включения усилителя. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 95

Рисунок 3.1.26. – Вариант конструкции роторного распределителя При повороте рулевого колеса золотник поворачивается относительно гильзы на угол 3°, закручивая торсион и включая усилитель. При дальнейшем вращении рулевого колеса вместе с золотником вращается гильза относительно корпуса 6. Работа распределителя понятна из рисунка, она принципиально не отличается от работы рассмотренных выше распределителей с осевым перемещением золотника. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 96

3.2. Конструирование и расчет узла 3.2.1. Кинематический расчёт рулевого управления Кинематический расчёт заключается в определении углов поворота управляемых колёс, нахождении передаточных чисел рулевого механизма, привода и управления в целом [11]. Рисунок 3.2.1. – Кинематика поворота жестких колес с одним управляемым мостом Для того, чтобы управляемые жесткие колёса катились при повороте без проскальзывания, их мгновенный центр поворота должен лежать на пересечении осей вращения всех колёс (Рисунок 3.2.1.). Наружный 𝜃 𝜃 ( Н ) ( ) и внутренний углы поворота колёс связаны зависимостью 𝑐𝑡𝑔𝜃 − 𝑐𝑡𝑔𝜃 = 𝑙 ⁄𝐿, (3.1) где L – база автомобиля, м. L = 1,550 м; l0 – расстояние между точками пересечения осей шкворней с опорной поверхностью, м. l0 = 1,247 м. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 97

Угол θimax ограничивается по условиям компоновки автомобиля. В нашем автомобиле был принят равным 40º. После постановки θimax в (3.1) находится θеmax Максимальный угол поворота наружного колеса: 𝑐𝑡𝑔𝜃 − 𝑐𝑡𝑔𝜃 = 𝑙 ⁄𝐿 ⟹ 𝜃 𝜃 = arcctg(𝑙 ⁄𝐿 + 𝑐𝑡𝑔(𝜃 )); = arcctg(1247⁄1550 + 𝑐𝑡𝑔(40°)) = 27°. Рисунок 3.2.2. – Схемы расположения задней 1 и передней 2 рулевых трапеций Подбор параметров трапеции при жестких в боковом направлении управляемых колесах начинается с определения угла Ф наклона боковых рычагов трапеции. Графическим методом определили угол Ф равный 68°. Графическим методом определили ход рейки в одну сторону равен 38 мм. (lр=38*2=76 мм=0,076 м). Общее кинематические передаточное число рулевого управления, определяемое передаточными числами механизма uРМ и привода uРП, равно отношению полного угла поворота рулевого колеса к углу поворота колес от упора до упора: Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 98

𝛼 (𝜃 + 𝜃 ) 𝑢РУ = где 𝛼 𝛼 , – максимальный угол поворота рулевого колеса в обе стороны, град. = 220°. 𝑢РУ = 220° (27° + 40°) = 3,3. Передаточное число рулевого механизма 𝛼 𝑢РМ = ; 𝑙р 𝑢РМ = 220° = 2,895. 76 Передаточное число рулевого привода 𝑢РУ = 𝑢РМ × 𝑢РП ⟹ 𝑢РП = 𝑢РП = 𝑢РУ ; 𝑢РМ 3,3 = 1,141. 2,895 3.2.2. Силовой расчет рулевого управления Основной задачей силового расчета является нахождение усилия на ободе рулевого колеса при повороте колес. В силовом расчете определяются усилия: необходимое для поворота управляемых колес на месте; развиваемое цилиндром усилителя (если он имеется); на рулевом колесе при работающем и неработающем усилителе; на рулевом колесе со стороны реактивных элементов распределителя; на колесах при торможении; на отдельных деталях рулевого управления. Наибольшего значения усилие на рулевом колесе достигается при повороте автомобиля, стоящего на сухом асфальтобетонном покрытии. В движении это усилие значительно снижается (до двух раз). Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 99

Сила Fp, необходимая для поворота управляемых колес стоящего на горизонтальной поверхности автомобиля, находится исходя из суммарного момента МΣ на цапфах управляемых колес: 𝑀 =𝑀 +𝑀 +𝑀 +𝑀 , где 𝑀 – момент сопротивления перекатыванию управляемых колес при их повороте вокруг шкворней; 𝑀 – момент сопротивления деформации шин и трения в контакте с опорной поверхностью вследствие проскальзывания шины; 𝑀 , 𝑀 – моменты, обусловленные поперечным и продольным наклонами шкворней (Рисунок 3.2.3.) Рисунок 3.2.3. – К расчету момента сопротивления повороту колес Момент сопротивления перекатыванию управляемых колес при их повороте вокруг шкворней: 𝑀 = 𝑓𝐺 𝑟 = 𝑓𝐺 [𝑙 − 𝜋𝑟 (𝜆 + 𝛽)/180]; 𝑀 = 0,018 × 1177 × 0,0335 = 0,71 𝐻 ∙ м. Момент сопротивления деформации шин и трения в контакте с опорной поверхностью вследствие проскальзывания шины: 𝑀 = 𝜑𝐺 𝑟 ; 𝑀 = 0,8 × 1177 × 0,0379 = 35,71 𝐻 ∙ м. Момент, обусловленный поперечным наклоном шкворня: 𝑀 = 0,5𝐺 𝑟 sin 𝛽 (sin 𝜃 + sin 𝜃 ) ≈ 𝐺 𝑟 sin 𝛽 sin 𝜃 ; Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 100

𝑀 = 0,5𝐺 𝑟 𝑠𝑖𝑛 𝛽 (𝑠𝑖𝑛 𝜃 + 𝑠𝑖𝑛 𝜃 ) = = 0,5 × 1177 × 0,0335 × sin 4° × (sin 27° + sin 40°) = 1,5 𝐻 ∙ м. Момент, обусловленный продольным наклоном шкворня: 𝑀 ≈ −𝐺 𝑟 sin 𝛾 sin 𝜃 ; 𝑀 ≈ −1177 × 0,26 × sin 5° × sin 33° = −1,28 𝐻 ∙ м. где G1 – осевая нагрузка, передаваемая управляемыми колесами; f – коэффициент сопротивления перекатыванию колес: 𝑓 ≈ 0,018; φ – коэффициент сцепления колес с опорной поверхностью: 𝜑 ≈ 0,8; r0 – расчетный радиус колеса; rf – радиус обкатки колеса вокруг оси шкворня; rφ – плечо силы трения скольжения относительно центра отпечатка шины. Если принять, что давление по площади отпечатка распределяется равномерно, 𝑟 = 0,5 𝑟 − 𝑟 ; rc – свободный радиус колеса. В случае, когда 𝑟 ≈ 0,96𝑟 , 𝑟 = 0,14𝑟 = 0,14𝑟 /0,96 = 0,14 × 0,26/ 0,96 = 0,0379; l – длина цапфы; λ – угол развала колес, град; β, γ – углы наклона шкворня в боковом направлении и назад, град; 𝜃 поворота наружного и внутреннего колес, град; 𝜃 ( ), 𝜃 ( Н ) – углы – средний угол поворота колес: 𝜃 = (𝜃е + 𝜃 )⁄2 = 33°. Суммарный момента МΣ на цапфах управляемых колес: 𝑀 =𝑀 +𝑀 +𝑀 +𝑀 ; 𝑀 = 0,71 + 35,71 + 1,5 + (−1,28) = 36,64 𝐻 ∙ м. Усилие на ободе рулевого колеса: 𝐹р = 𝐹р = 𝑀 𝑅р 𝑢𝜂 ; 36,64 = 102,72 𝐻. (120 × 3,3 × 0,9) где Rр – радиус рулевого колеса, Rр=120 мм; η – КПД рулевого управления: 𝜂 = 0,9; u – передаточное число рулевого управления, равное произведению передаточных чисел рулевого механизма и привода. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 101

3.2.3. Расчет цилиндрической прямозубой передачи рулевого механизма 3.2.3.1. Выбор материалов и термической обработки колес При мелкосерийном производстве и невысоких требованиях к размерам редуктора выбираем материалы [12]: для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение, твердость 269–302 НВ, средняя твердость НВ01 = 285; для рейки сталь 45, термообработка – улучшение, твердость 235–262 НВ, средняя твердость НВ02 = 249. 3.2.3.2. Допускаемые контактные напряжения шестерни и рейки соответственно Допускаемое контактное напряжение определяется по формуле: [𝜎]Н = 𝜎Н 𝑍 𝑍 𝑍 , 𝑆Н где σHlim – предел выносливости по контакту, σHlim = 2∙HB+70, для шестерни σHlim1 = 2∙285+70 = 640 МПа; для рейки σHlim2 = 2∙249+70 = 567 МПа; SH – коэффициент запаса прочности, SH = 1,1; ZN – коэффициент долговечности, ZR – коэффициент учитывающий шероховатость, ZV – коэффициент учитывающий влияние окружной скорости, В проектировочных расчетах допустимо принимать произведение ZNZRZV=1 Допустимые контактные напряжения: для шестерни: [𝜎]Н = 𝜎Н 𝑍 𝑍 𝑍 640 × 1 = = 581,818 МПа. 𝑆Н 1,1 для рейки: Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 102

[𝜎]Н = 𝜎Н 𝑍 𝑍 𝑍 567 × 1 = = 515,5 МПа. 𝑆Н 1,1 Расчетное допускаемое контактное напряжение [𝜎]Н = [𝜎]Н = 515,5 МПа. 3.2.3.3. Допускаемые напряжения изгиба шестерни и рейки соответственно Допускаемые напряжения изгиба определяются по формуле: [𝜎] = 𝜎 𝑌 𝑌𝑌 . 𝑆 где σFlim – предел выносливости по изгибу, σFlim = 1,75∙HB, для шестерни σFlim1 = 1,75∙285 = 498 МПа; для рейки σFlim2 = 1,75∙249 = 434,88 МПа; SF – коэффициент запаса прочности, SF = 1,7; YN – коэффициент долговечности, YR – коэффициент учитывающий шероховатость, YА – коэффициент влияния двустороннего приложения нагрузки, В проектировочных расчетах допустимо принимать произведение YNYRYA=1 Допускаемое напряжение изгиба: для шестерни: [𝜎] = 𝜎 𝑌 𝑌𝑌 498 × 1 = = 293 МПа. 𝑆 1,7 для рейки: [𝜎] Изм. Лист № докум. Подп. = Дата 𝜎 𝑌 𝑌𝑌 434,88 × 1 = = 256 МПа. 𝑆 1,7 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 103

3.2.4. Расчет параметров зацепления Для расчета реечного зацепления исходными данными являлись максимальный угол поворота рулевого колеса при максимальном повороте управляемого колеса, а также ход рейки, который был определен графическим методом. Исходные данные: Модуль упругости (Юнга) Е=210000 Мпа; Коэффициент Пуассона μ=0,3; Твердость поверхности зуба HRC=30; Коэффициент ширины зубчатого венца шестерни ψ= 0,5; Угол профиля α=20º; Угол наклона зубьев β=0°; Коэффициент высоты головки ℎ∗ = 1,0; Коэффициент радиального зазора с*=0,25; Коэффициент радиуса кривизны переходной кривой 𝜌∗ = 0,38; Коэффициент смещения зубчатого колеса x1=0; Ширина рейки В=20 мм; Высота рейки Н=16 мм; Длина нарезанной части рейки L≈115 мм; Расчет: 1. Момент на рулевом валу 𝑀р = 2. где Dр – диаметр рулевого колеса, Dр=240 мм. 102,72 × 0,24 𝑀р = = 12,4 𝐻 ∙ м. 2 Расчетный делительный диаметр шестерни: 𝑑р ≥ Изм. Лист 𝐹р 𝐷р , 2 № докум. 2 × 2 × 𝑀р × 1000 × 𝐸/𝜋 × (1 − 𝜇 ) × [𝜎н ] × 𝜓 × sin(2 × 𝛼) ; Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 104

𝑑р ≥ 2 × 2 × 12,4 × 1000 × 210000 × (1 − 0,3 ) × 515 × 0,5 × sin(2 × 20°) 𝜋 = 35,1 мм. 3. Расчетный модуль зацепления: 𝑚р = 𝑑р /(17 × cos 𝛽) ; 𝑚р = 35,1/(17 × cos 0°) = 2,07 мм. 4. Модуль зацепления принимаем из стандартного ряда: 𝑚 = 2 мм. 5. Расчетное число зубьев шестерни: 𝑧 𝑧 6. р р = 17 × cos 𝛽 ; = 17 × cos 0° = 17 шт. Число зубьев шестерни принимаем равное: 𝑧 = 20 шт. 7. Делительный диаметр шестерни: 𝑑=𝑚× 𝑧 ; cos 𝛽 20 = 40 мм. cos 0° Диаметр вершин зубьев шестерни: 𝑑 =2× 8. 𝑑 = 𝑑 + 2𝑚; 𝑑 = 40 + 2 × 2 = 44 мм. 9. Диаметр впадин зубьев шестерни: 𝑑 = 𝑑 − 2,5𝑚; 𝑑 = 40 − 2,5 × 2 = 35 мм. 10. Ширина зубчатого венца шестерни: 𝑏 ≈ 𝑏 + (2 … 4) 𝑏 ≈ 20 + 4 = 24мм. 11. Ширина зубьев рейки: Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 105

𝑏 ≈ 𝑑𝜓; 𝑏 ≈ 40 × 0,5 = 20 мм. 12. Окружная сила на шестерне (сила на рейке): 𝐹 =𝐹 =2× 𝑀р × 1000; 𝑑 𝐹 = 𝐹 = 2 × 12,4/40 × 1000 = 620 𝐻. 13. Радиальная сила в зацеплении 𝐹 = 𝐹 = 𝐹 × 𝑡𝑔 𝛼 ; 𝐹 = 𝐹 = 620 × 𝑡𝑔 20° = 225,7 𝐻 Расчет рейки: 1. Нормальный шаг: 𝑝 = 𝜋𝑚; 𝑝 = 𝜋 × 2 = 6,2832. 2. Число зубьев рейки: 𝑧 = 𝐿 + 0,5; 𝑝 𝑧 = 115/6,2832 + 0,5 = 18 шт. 3. Уточненная длина нарезанной части: 𝐿 = (𝑧 − 0,5)𝑝 ; 𝐿 = (18 − 0,5) × 6,2832 = 118 мм. 4. Высота зуба: ℎ = (2ℎ∗ + 𝑐 ∗ )𝑚; ℎ = (2 × 1 + 0,25) × 2 = 4,5 мм. 5. Высота головки зуба: ℎ = ℎ∗ 𝑚; ℎ = 1 × 2 = 2 мм. 6. Толщина зуба: 𝑠̅ = 0,5𝜋𝑚; 𝑠̅ = 0,5𝜋 × 2 = 3,1416. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 106

3.2.5. Проверочный расчет на прочность 3.2.5.1. Проверочный расчет передачи на контактную прочность 𝐹 𝐾 (𝑢 + 1) ≤ [𝜎 ], 𝑑 𝑏 𝑢 𝜎 =𝑍 𝑍 𝑍 где ZЕ – коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес: 𝑍 = 0,175 × 𝐸 = 194 МПа; Zε – коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий. Для прямозубых колес 𝑍 = (4 − 𝜀 )⁄3 = 4 − 1,54⁄3 = 0,91 𝜀 – коэффициент торцевого перекрытия 𝜀 ≈ [1,88 − 3,2(1/𝑧 + 1/𝑧 )] = [1,88 − 3,2(1/20 + 1/18)] = 1,54; ZH – коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев. Для прямозубых передач 𝑍 ≈ 2,49; KH – коэффициент нагрузки 𝐾 где – 𝐾 = 𝐾 коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий. 𝐾 𝐾 𝐾 , = 1,02; – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку. 𝐾 𝐾 = 1,002; = 1,02 × 1,002 ≈ 1,022 Расчетное контактное напряжение 𝜎 = 194 × 0,91 × 2,49 × 620 × 1,022 × (2,895 + 1) = 450 МПа; 40 × 20 × 2,895 𝜎 = 450 МПа ≤ [𝜎 ] = 515 МПа, Отклонение расчетного напряжения от допускаемых контактных напряжений Δ𝜎 = Изм. Лист № докум. Подп. Дата 450 − 515 ∗ 100 = −13 %. 515 ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 107

Недогрузка передачи составляет 13 %. 3.2.5.2. Проверочный расчет передачи на прочность при изгибе 𝜎 = 𝐹𝐾 𝑌 𝑌 𝑌 ≤ [𝜎 ], 𝑏 𝑚 где KF – коэффициент нагрузки; YFS – коэффициент, учитывающий форму зуба 𝑌 = 3,47 + 13,2 𝑥 − 27,9 + 0,092 𝑥 , 𝑧 𝑧 где zv – эквивалентное число зубьев колес; х – коэффициент смещения; 𝑌 – коэффициент, учитывающий наклон зуба, 𝑌 = 1; 𝑌 – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, 𝑌 = 1. Для прямозубых передач без смещения исходного контура х1 = х2 = 0 и zv = z. Для шестерни: 𝑌 = 3,47 + 𝑌 = 3,47 + 13,2 = 4,13; 20 Для рейки: 13,2 = 4,203; 18 KF – коэффициент нагрузки 𝐾 = 𝐾 𝐾 , где – 𝐾 коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий. 𝐾 𝐾 = 1,026; – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку. 𝐾 = 1,006; 𝐾 = 1,026 × 1,006 ≈ 1,032 Расчетное напряжение изгиба в зубьях рейки 620 × 1,032 × 4,203 × 1 × 1 = 66,85 МПа ≤ [𝜎] 20 × 2 Расчетное напряжение изгиба в зубьях шестерни 𝜎 Изм. Лист = № докум. Подп. Дата = 256 МПа. ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 108

𝜎 Изм. Лист = № докум. 𝜎 𝑌 𝑌 Подп. = 66,85 × 4,13 = 65,68 МПа ≤ [𝜎] 4,203 Дата = 293 МПа. ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 109

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4.1. Разработка чертежа общего вида, сборочного чертежа Теперь, когда рассчитаны параметры рулевого управления, можно приниматься за эскизы. Было потрачено немало времени, чтобы прийти к разработанной конструкции рулевого механизма. Для начала был создан чертеж общего вида рулевого механизма, затем сборочный чертеж. Также выполнил 3D модель рулевого механизма. Рисунок 4.1.1. – 3D модель рулевого механизма 4.2. Производство деталей рулевого механизма Были выполнены чертежи всех деталей, входящих в состав рулевого механизма. Следует отметить, что часть деталей были изготовлены непосредственно в гараже. К примеру наконечник, к которому крепится боковая тяга и некоторые другие детали. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 110

Рисунок 4.2.1. – Изготовленные детали рулевого механизма 4.3. Сборка реечного рулевого механизма на гоночном автомобиле Собирать гоночный болид ничуть не легче, чем проектировать. Требовались определенные навыки работы с инструментом, точные замеры, терпение и трудолюбие для того, чтобы качественно и в срок собрать рулевое управление. Порядок сборки: 1) Установка подшипника 6-80103 в корпус рулевого механизма; 2) Установка линейных подшипников LM 16 UU OP в чулок; 3) Соединение первого чулка с корпусом рулевого механизма при помощи четырех болтов M6x12 DIN 912; 4) В линейный подшипник LM 16 UU OP вставить первый вал; 5) Зубья рейки смазать густой смазкой Литол-24 ГОСТ 21150-87; 6) Соединить рейку с первым валом; 7) Соединить рейку со вторым валом; Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 111

8) В линейный подшипник LM 16 UU OP вставить второй вал; 9) Соединение второго чулка с корпусом рулевого механизма при помощи четырех болтов M6x12 DIN 912; 10) Зубья вал-шестерни смазать густой смазкой Литол-24 ГОСТ 21150-87; 11) Установка зацепления между рейкой и вал-шестерней; 12) Установка подшипника 6-80103 в крышку; 13) Соединение крышки с корпусом рулевого механизма при помощи четырех болтов M6x12 DIN 912; 4.4. Установка реечного рулевого механизма на гоночном автомобиле Порядок установки: 1) Установка опор рулевого механизма; 2) Установка рулевого механизма на опоры; 3) Центрирование рулевого механизма для установки боковых рычагов. 4) Соединение крышки опоры с опорой при помощи двух болтов M6x45 DIN 912 (в двух местах). Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 112

Рисунок 4.3.1. – Рулевой механизм в сборе Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 113

Рисунок 4.3.2. – Рулевое управление в сборе Рулевое управление спроектировано и собрано, а также установлено на гоночный автомобиль класса «Формула студент» показанный на рисунке 4.3.2. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 114

Рисунок 4.3.3. – Гоночный автомобиль класса «Формула студент» команды FS KFU Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 115

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В данном разделе рассматривается организация рабочего места инженера– конструктора, оптимизация микроклимата на рабочем месте, требования к освещению рабочего места, электро- и пожаробезопасности, меры защиты при чрезвычайных ситуациях, опасные и вредные факторы при выполнении работ. 5.1. Характеристика учебного заведения по опасным и вредным факторам Научно-технический прогресс внёс изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряжённым, требующим затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это имеет прямое отношение и к специалистам, связанным с проектированием, разработкой, и модернизацией автомобилей и автоагрегатов различного назначения. На рабочем месте инженера-конструктора должны быть созданы условия для высокопроизводительного труда. В настоящее время всё большее применение находят автоматизированные рабочие места, которые оснащаются персональными компьютерами. Инженер-конструктор испытывает значительную нагрузку, как физическую (сидячее положение, нагрузка на глаза), так и умственную, что приводит к снижению его трудоспособности к концу рабочего дня. На рабочем месте оператор подвергается воздействию следующих неблагоприятных факторов:  недостаточное освещение;  шум от работающих компьютеров  электромагнитное излучение;  выделение избытков теплоты. Поэтому необходимо разработать средства защиты от этих вредных факторов. К данным средствам защиты относятся: вентиляция, искусственное Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 116

освещение, звукоизоляция. комфортные условия и Существуют предельно нормативы, допустимые нормы определяющие запылённости, температуры воздуха, шума, освещённости. Так, для лёгкой работы, выполняемой в помещениях с незначительными избытками явной теплоты в холодный период года, допустимые параметры следующие: температура 19…25ºС, относительная влажность не более 75%, скорость движения воздуха не более 0,2 м/с. В системе мер, обеспечивающих благоприятные условия труда, большое место отводится эстетическим факторам: оформление производственного интерьера, оборудования, применение функциональной музыки и др., которые оказывают определённое воздействие на организм человека. Важную роль играет окраска помещений, которая должна быть светлой. 5.2. Опасные и вредные факторы, имеющие место при выполнении исследовательской работы 5.2.1. Источники шума Источниками шума могут являться: а) ПК работающая; б) принтер работающий. Таблица 5.2.1. Предельные уровни звука, децибел, на рабочих местах. Категория тяжести труда Категория напряженности труда Легкая Средняя Тяжелая Очень тяжелая Мало напряженный 80 80 75 75 Умеренно напряженный 70 70 65 65 Напряженный 60 60 - - Очень напряженный 50 50 - - Максимальный показатель уровня шума на исследуемом участке (рабочее место инженера) не должен превышать показателя 50дБА. Для того чтобы Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 117

снизить данный показатель, внутренние стены помещений облицовывают (покрывают) материалами, которые способны поглощать звук. Чтобы снизить уровень вибрации, оборудование устанавливают на специальные виброизоляторы. 5.2.2. Температурный режим Такие показатели как скорость ветра в помещении, температура, а также относительная влажность необходимо поддерживать: а) в условиях теплого сезона (показатель среднесуточной температуры не менее +10 °С): температура +20...22 °С, относительная влажность воздуха 40...60%, скорость движения воздуха не превышает 0,4 м/с; б) в условиях холодного сезона (показатель среднесуточной температуры не более +10°С): температура +17...19 °С, относительная влажность воздуха 40...60%, скорость движения воздуха не превышает 0,3 м/с. Освещение в рабочем помещении искусственное: местное и общее (дневные лампы), а также совмещенное-естественное (свет через окна в стене). Расположение плафонов имеет форму сдвоенных рядов, где лампы в количестве 2 штук располагаются в каждом из них. В одном ряду, между платформами, расстояние составляет примерно 1,3 м. Расстояние между рядами – 5м. Высота подвеса плафона составляет примерно 2 метра. 5.2.3. Электротравмы Вероятность получения электротравмы возрастает, при неисправностях освещения, проводки и в том числе прочих механизмов и приспособлений. Данное помещение относится ко второму классу степени опасности поражения электрическим током. Это обусловлено большой вероятностью одновременного контакта металлического корпуса оборудования и с металлическими элементами технологического оборудования, которые имеют соединение с землей Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 118

(металлоконструкциями здания). В данном случае, чтобы избежать поражение электрическим током, необходимо заземлить электроустановки, которые находятся под напряжением. 5.2.4. Взрывоопасность и пожарная безопасность Данное помещение по взрывоопасной и пожарной безопасности относится к «В» категории. Таблица 5.2.4.1. - Опасные и вредные факторы 1. Физ. факторы Подвижные части оборудования Вращающиеся части инструмента Шумность, вибрационный Повышенная загрязненность воздуха Отходы от жизнедеятельности человека Перегрев организма Повышенное напряжение электричества Электросети и оборудование с электроприводом Удар электрическим током Электромагнитное и ионизирующее излучение Монитор ПК Повышенная усталость и влияние на органы зрения Недостаточное естественное освещение Осветительное оборудование Влияние на органы зрения, повышенная утомляемость 2. Хим. факторы Раздражающие вещества Пыль Воздействие на органы дыхания 3. Психофизические факторы Физические перегрузки Утомление, нагрузка на позвоночник Нервно-психические Социальное общение с коллективом, усталость, эмоциональное напряжение психологическое Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 119

5.3. Электромагнитные поля В следующей таблице 5.3.1. отражены допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений, исходящих от компьютерного монитора. Максимальный показатель рентгеновского излучения оператора компьютера на рабочем месте не должен превышать значения 10 мкбэр/ч. Показатели интенсивности ультрафиолетового и инфракрасного излучений от монитора фиксируются в пределах 10…100 мВт/м2. Таблица 5.3.1. – Доп. значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений (в соответствии СанПиНом 2.2.2.542-96) Наименование параметра Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля Напряженность магнитной составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора Напряженность электростатического поля не должна превышать: - для взрослых пользователей - для дошкольников и школьников - для средних специальных и высших учебных заведений Допустимые значения 10 В/м 0,3 А/м 20 кВ/м 15 кВ/м 20 кВ/м В целях избежать повышенного воздействия излучений различных видов, чаще всего применяют мониторы с пониженным уровнем излучения вредных факторов. Так же необходимо устанавливать защитные экраны и соблюдать регламентированные режимы труда. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 120

5.4. Мероприятия по созданию безопасных условий труда на рабочем месте 5.4.1. Мероприятия посвященные охране труда Одним из важнейших мероприятий по охране труда является инструктаж рабочих и служащих по технике безопасности, производственной санитарии, противопожарной охране и другим правилам охраны труда. Существует множество видов инструктажа. Состоялся вводный инструктаж, главным условием которого было обязательное прохождение его всеми вновь трудоустроившимися на предприятие, а также командированные и учащиеся, которые прибыли на практику. Регламентированные перерывы в течение всей рабочей смены необходимы для обеспечения оптимальной работоспособности и в том числе, для сохранения здоровья сотрудников. При учете их категории работы, а также уровня тяжести, необходимо установить перерывы, два часа с момента начала рабочей смены и через 1,5÷2,0 часа после обеденного перерыва. Продолжительность каждого должна составлять 10-15 минут через каждый час работы. 5.4.2. План мероприятий К планировочным мероприятиям часто относят рациональное расположение рабочих мест, что обеспечит: а) доступ сотрудника к рабочему месту; б) возможность срочной эвакуации рабочих; в) дальность источников шума, вибрационных, токсичных веществ и тому подобные. 5.4.3. Обеспечение технической безопасности Необходимо осуществить системы освещения рабочего места, приточной и вытяжной вентиляции, климатических условий. В том числе, не стоит забывать, что электрооборудование должно обеспечивать полное отсутствие соприкосновения персонала с деталями, которые находятся под напряжением. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 121

Таблички с указателями, которые будут информировать о месте нахождения эвакуационного выхода или оборудования под высоким напряжением должны быть расположены в заранее предусмотренных и хорошо просматриваемых местах инженерного помещения. 5.4.4. Эргономика рабочего места Одной из важнейших проблем эргономического проектирования является проектирование рабочих мест, которые снабжены видеотерминалами. Рабочее пространство и взаимное положение или расположение всех его элементов должно удовлетворять физическим (физическая усталость) и психологическим требованиям. Немаловажным фактором так же является характер работы. Например, при организации рабочего места инженера, необходимо соблюдать такие основные условия как:  одним из лучших размещений оборудования, которое входит в рабочее место;  необходимое рабочее пространство, которое позволило бы осуществлять требуемые перемещения. К эргономическим аспектам проектирования видеотерминальных рабочего пространства, относят: высоту рабочего стола, размеры пространства для ног сидящего, расположению документов (различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и так далее), требования к покрытию рабочего стола. Регулируемость разных элементов рабочего пространства. Именно стол и кресло принято считать основными элементами рабочего места инженера. Положение сидя – основное рабочее положение. Это обусловлено тем, что именно данная поза вызывает минимальное утомление при работе. Четкий порядок является немаловажной составляющей рационального планирования рабочего пространства. Например, то, что максимально часто Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 122

необходимо для рабочего процесса, как правило, располагается в зоне легкой досягаемости. Существует такое понятие, как «моторное поле». Это рабочего места, в котором осуществляется двигательные действия человека. Понятие «максимальная зона досягаемости рук» расшифровывается как часть двигательного поля рабочего места, которое ограничено дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе. Оптимальная зона − часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом. Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости показаны на рисунке 5.4.4.1. Рисунок 5.4.4.1. Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости: а зона максимальной досягаемости; б - зона досягаемости пальцев при вытянутой руке; в - зона легкой досягаемости ладони; г - оптимальное пространство для грубой ручной работы; д - оптимальное пространство для тонкой ручной работы. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 123

Лучшее размещение предметов труда и бумаг в зонах досягаемости: 1. Экран - размещается в зоне а (в центре); 2. Системный блок - размещается в предусмотренной нише стола; 3. Клавиатура - в зоне г/д; 4. «Мышь» - в зоне в справа; 5. Ксерокс - в зоне а/б (слева); 6. Ксерокс - находится в зоне а (справа); 7. Документы и бумаги: необходимые при работе - в зоне быстрой досягаемости ладони, а в выдвижных ящиках стола - книжки, неиспользуемые постоянно. Рисунок 5.4.4.2. – Пример размещения основных и периферийных составляющих ПК на рабочем столе инженера: 1– сканер или ксерокс, 2 – монитор, 3 – принтер или ксерокс, 4 – поверхность рабочего стола, 5 – клавиатура, 6 – «мышь». Чтобы работа проходила в комфортных для сотрудника условиях, необходимо следовать нижеперечисленным пунктам: 1) высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники; Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 124

2) нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги; 3) поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста; 4) конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей, личных вещей). 5) Рабочая поверхность не должна превышать показатель высоты более чем на 680-760 мм; 6) Высота поверхности, где будет располагаться клавиатура, должна быть примерно 650 мм. Важным элементом рабочего места студента является кресло. Оно выполняется в соответствии с ГОСТ 21.889-76. При проектировании кресла исходят из того, что при любом рабочем положении программиста его поза должна быть физиологически правильно обоснованной, т.е. положение частей тела должно быть оптимальным. Для удовлетворения требований физиологии, вытекающих из анализа положения тела человека, в положении сидя, конструкция рабочего сидения должна удовлетворять следующим основным требованиям: 1) допускать возможность изменения положения тела, т.е. обеспечивать свободное перемещение корпуса и конечностей тела друг относительно друга; 2) допускать регулирование высоты в зависимости от роста работающего человека (в пределах от 410 до 560 мм); 3) иметь слегка вогнутую поверхность, 4) иметь небольшой наклон назад. Желательно, при проектировании рабочего пространства предусматривать возможность многофункционального размещения документов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т.п. В случаях, когда Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 125

видеотерминал имеет низкое качество изображения, расстояние от глаз до экрана не должно быть менее 700 мм, а расстояние от глаза до документа около 300-450 мм. Но зачастую, если качество изображения высокое, на видеотерминале расстояние от глаз пользователя до экрана, документа и клавиатуры может быть равным. Обязательно необходимо правильно регулировать экран: по высоте +3 см; по наклону от -10 до +20 относительно вертикали; в правом и левом направлениях. Также очень многое зависит от правильной рабочей позы сотрудника (пользователя). В том случае, если сотрудник занимает неудобное положение, возможно появление болей в двигательных мышцах, суставах и сухожилиях. Существуют следующие основные правила к рабочей позе сотрудника: наклон головы не должен составлять более 20; состояние плечевых суставов должно быть расслабленным; локти находятся под углом 80…100; предплечья и кисти рук расположены в горизонтальном положении. Такие факторы как отсутствие подставки для документов, высокое расположение клавиатуры, низкое расположение документов, отсутствие места для руки и кисти, маленькое пространство для ног, являются причиной неправильной позы. Для того чтобы избежать указанных недостатков, необходимо следовать рекомендациям: приобретать передвижную клавиатуру; предусматривать специальные приспособления и оборудования с регулированием высоты стола, клавиатуры и экрана. Одно из важнейших значений имеют размеры значков на компьютере, плотность их размещения, яркость экрана и фоновая заставка. В том случае, если расстояние от глаз до экрана составляет 60…80 см, высота значка не должна быть менее 3 мм, а оптимальное соотношение ширины и высоты значка составляет 3:4. В то же время, расстояние между значками должно составлять 15…20% их высоты. Соотношение яркости фона экрана и символов - от 1:2 до 1:15. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 126

Медицинские работники советуют устанавливать монитор на расстоянии 50-60 см от глаз, при работе с компьютером, дело в том, что верхняя часть видеодисплея должна располагаться на уровне глаз или чуть ниже этого уровня, так как в тот момент, когда человек смотрит прямо перед собой, его глаза открываются шире, чем, когда он смотрит вниз. В данной ситуации площадь обзора увеличивается, что несет за собой обезвоживание глаз. Таким образом, мы видим, что создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве ведет к значительному облегчению труда, а также повышает его привлекательность, положительно влияющей на производительность труда. 5.5. Требования к электробезопасности на рабочем месте Данное помещение можно отнести ко второму классу по степени опасности поражения электрическим током. Это обусловлено тем, что на участке возможно прикосновение сотрудников к электрооборудованию и металлоконструкциям, имеющим связь с землёй. Преднамеренное электрическое соединение с землей называется защитным заземлением. К заземлению подлежат элементы, сделанные из металла электроустановок, которые доступны для соприкосновения с человеком. Данные электроустановки не имеют других видов защиты. 5.6. Пожарная безопасность на рабочем месте Так как в данном помещение находятся такие вещества как, смазки, краска (сгораемые вещества), то помещение смело можно отнести к категории «В» по степени взрывоопасной и пожарной безопасности. В случае возгорания, срочно использовать, в зависимости от класса пожара, огнетушащие средства: класс «Е» (электроустановки) – порошковые огнетушители вместимостью 2 литра; хладоновые огнетушители вместимостью Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 127

2 (3) литра; углекислотные огнетушители вместимостью 5 (8) литра, класс «А» (твердые горючие материалы). Если же класс «В» (плавящееся при нагревании материалы), то рекомендуется использовать пену, порошки, распылённую воду. Все помещения обязательно должны быть оборудованы первичными средствами для тушения пожара, в том случае, если персоналу будет необходимо действовать в экстренной ситуации. В случае пожара, срабатывает охранная сигнализация, которая извещает органы пожарной охраны о месте возникновения пожара. 5.7. Экологические соответствия проектируемого объекта Вредные выбросы в атмосферу отсутствуют. Такие показатели как «тепловое и электромагнитное излучение» являются не значительными, а шум не «уходит» за пределы помещения. 5.8. Требование к освещению рабочего места Одним из важнейших факторов является освещение рабочего места. И искусственный и естественный свет являются необходимыми элементами в производственном помещении. К современному производственному освещению, в том числе освещению помещений, а также гаражных боксов Набережночелнинского института Казанского (Приволжского) федерального университета (НЧИ К(П)ФУ), предъявляются высокие требования, как гигиенического, так и техникоэкономического характера. Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает высокий уровень работоспособности, оказывает положительное психологическое воздействие на учащихся и работающих, способствует повышению производительности труда. К системам производственного освещения предъявляются следующие основные требования: Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 128

 Отсутствие резких теней, прямой и отраженной блескости;  Соответствие уровня освещенности рабочих мест характеру выполняемой зрительной работы;  Экономичность, долговечность, электро- и пожаробезопасность, эстетичность, удобство и простота эксплуатации.  Оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами светового потока. В аудитории рабочие места учащихся, работающих с дисплеями, расположены таким образом, чтобы оконные проемы находились сбоку. Окна снабжены жалюзи. Для исключения засветки экранов дисплеев прямыми световыми потоками светильники общего освещения расположены сбоку от рабочего места, параллельно линии зрения оператора и стене с окнами. 5.9. Безопасность в чрезвычайной ситуации Разберемся, что же означает понятие «Чрезвычайная ситуация». Это в первую очередь состояние, при котором может в результате возникновения источника, появляется опасность жизни и здоровью человека, наносится ущерб имуществу населения. Чрезвычайные ситуации (ЧС) можно классифицировать следующим образом: 1. ЧС, связанные со стихийными бедствиями (землетрясения, катастрофы, наводнения, ураганы и штормовые ветры, снежные бури и заносы, сели оползни, обвалы, лавины, лесные и торфяные пожары, эпидемии и др.). 2. ЧС, связанные с выбросом вредных веществ в окружающую среду (аварии на АЭС и других объектах ядерной энергетики с выбросом (утечкой) радиоактивных веществ (РВ) в атмосферу; аварии на объектах, имеющих сильно действующие ядовитые вещества (СДЯВ), с выбросом (утечкой) их Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 129

в окружающую среду; аварии на производственных предприятиях с выбросом (утечкой) биологических средств (БС). 3. ЧС, связанные с возникновением пожаров и взрывов и их последствиями (разрушение и повреждение зданий, сооружений, технологических установок, емкостей и трубопроводов на предприятиях со взрыво- и пожароопасной технологией; пожары и взрывы в населенных пунктах и на транспортных коммуникациях и т.д.). 4. ЧС конфликтного характера (вооруженные нападения на военные объекты и склады, волнения в отдельных районах, вызванные выступлениями экстремистских групп (элементов), применение оружия массового поражения (ОМП) и других современных средств поражения. В результате различных ЧС возникает очаг поражения – территория, в пределах которой произошли массовые разрушения и повреждения зданий, сооружений и других объектов, сопровождающиеся поражениями и гибелью людей, животных, растений. В данном помещении используются два направления минимизации возникновения чрезвычайных ситуаций: 1. Разработка мероприятий, которые способствуют уменьшению вероятности опасного поражающего потенциала технологических систем; 2. Подготовка объекта, персонала и населения к действиям в условиях чрезвычайных ситуаций. С целью осуществления контроля, за наблюдением мер безопасности возможно проведение лекций, которые включают в себя: общую информацию об объекте; анализ опасности промышленного объекта; обеспечение готовности промышленного объекта к ликвидации чрезвычайной ситуации; информирование общественности; приложения, включающие план объекта и информационный лист. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 130

5.10. Перечень нормативных документов, регламентирующих факторы, влияющие на жизнедеятельность 1. Требования по обеспечению комфортности на рабочем месте: а) Требования к микроклимату на рабочем месте ГОСТ 12.1. 005-88; б) Требования к освещенности СНиП-23-05-95, ГОСТ 17677-88; ГОСТ 24940-91. 2. Защита от негативных факторов производственной среды: а) Вибрация ГОСТ 12.1.012-90; СН 2.2.4/2.1.8.556-96; б) Акустические колебания: 1) шум ГОСТ 12.1.003-83; СН 2.2.4/2.1.8. 562-96; 2) ультразвук ГОСТ 12.1.001-89; 3) инфразвук СН 2.2.4/2.1.8.583-96; в) Защита от электромагнитных полей излучений: 1) электромагнитные поля промышленной частоты ГОСТ 12.1.002-84; 2) электростатические поля ГОСТ 12.1.045-84; 3) электромагнитные излучения ГОСТ 12.1.006-84; СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 4) инфракрасное излучение ГОСТ 12.1.005-88; СН.2.2.4.548-96 5) ультрафиолетовое излучение СН 4557-88 6) лазерное излучение СН 5804-91 7) защита от пожарной опасности. ССБТ ГОСТ 12.1.004-91 г) Защита от электрического тока ГОСТ 12.1.038-82 3. Обеспечение безопасности труда на рабочем месте: ГОСТ 12.0.002-80; 4. Мероприятия по повышению устойчивости функционирования в условиях чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени: ГОСТ Р. 22.3.01-94; 5. Подготовка и проведение спасательных работ при возникновении очага поражения: ГОСТ Р. 22.9.04-95. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 131

Вывод: в рамках раздела «Безопасность жизнедеятельности» были рассмотрены опасные и вредные производственные факторы, а также их воздействие на организм человека. Разработаны следующие мероприятия по созданию обеспечения безопасных условий труда: 1) Электробезопасность на рабочем месте. 2) Пожаробезопасность на рабочем месте. Система освещения в полной мере соответствует всем необходимым нормам освещенности помещения для выполнения исследований и работы за ПК на данном участке. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ВКР было спроектировано рулевое управление для гоночного болида класса «Формула студент» с задним поперечно расположенным двигателем и задними ведущими колесами. Рулевое управление является одним из основных элементов автомобиля, влияющих на управляемость и безопасность движения. Поэтому к его состоянию предъявляются повышенные требования. Помимо общих требований к рулевому управлению (отсутствие бокового скольжения, легкость управления, высокая маневренность, малые габариты, простая технология изготовления и др.) добавились еще технические требования регламента соревнований: привод механический, без усилителя, ограничение суммарного люфта до 7°, быстросъемная конструкция рулевого колеса, ограничение угла поворота рулевого колеса до 110°. Пришлось рассмотреть многие типы рулевых механизмов. Самым подходящим оказался реечный рулевой механизм с центральным расположением шестерни при креплении боковых тяг к концам рейки. В реечном рулевом механизме усилие к колесам передается с помощью прямозубой или косозубой шестерни, установленной в подшипниках, и рейки, перемещающейся в направляющих втулках. Был произведен тягово-динамический расчет, кинематический и силовой расчет рулевого управления, расчет параметров зацепления, а также расчет на прочность реечной цилиндрической зубчатой передачи. Я считаю, что цель данной работы была достигнута. Следует отметить, что именно с создания рулевого управления, началась моя дорога в инженерию. Благодаря «Формуле студент» у меня появилась огромное желание постичь все тонкости инженерного дела. Верю в то, что у проекта «Формула студент» большое будущее и много побед. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 133

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. https://www.drive2.ru/r/other/350880/ FS-MAMI Iguana EVO4. (Дата обращения: 01.03.2020). 2. https://www.rennteam-stuttgart.de/f0711-13-2018/#1540489197664bf75c6f4-942c UNI Stuttgart F0711-13. (Дата обращения: 02.03.2020). 3. https://www.racecar-engineering.com/cars/tu-graz/ Graz TU. (Дата обращения: 03.03.2020). 4. Magazine 2019 // Formula Student Germany. – 2019. – C. 93-131. 5. Formula Student Rules 2020. Version: 1.0. – 133 c. 6. Теория автомобиля. Методические указания для выполнения контрольной работы по дисциплине «Автомобили, ч. 2» для студентов заочной формы обучения специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство». / Составители: М.М. Мухаметдинов, А.Ю. Барыкин, А.А. Гусева. – Набережные Челны: КамПИ, 2003. – с. 7. Черепанов, Л.А. Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля : электронное учеб.-метод. пособие / Л.А. Черепанов. – Тольятти : Изд-во ТГУ, 2016. – 1 оптический диск. – 60 c. 8. Хусаинов, А. Ш. Тяговый расчет автомобиля : учебное пособие по дисциплине «Теория автомобиля» для студентов, обучающихся по специальности 19020165 - Автомобиле- и тракторостроение / А. Ш. Хусаинов. - Ульяновск : УлГТУ, 2009. - 47 с. 9. https://studfile.net/preview/1709327/page:2/ Назначение рулевого управления. Основные требования. (Дата обращения: 24.03.2020). 10.Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчёта. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с. 11.Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Системы управления и ходовая часть: Учебное пособие для вузов / А.И. Гришкевич, Д.М. Ломако, В.П. Автушко и др.; Под ред. А.И. Гришкевича. – Мн.: Выс. Шк., 1987. – 200 с. 12.Расчет цилиндрических зубчатых передач: методические указания/ сост. М.В. Аввакумов, А.Б. Коновалов; СПб ГТУРП. – СПб., 2012.-45 с. Изм. Лист № докум. Подп. Дата ВКР 23.05.01.20.17.00.00.00.ПЗ Лист 134

ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00 Ã× 9Å R4436 125 Ïåðâ. ïðèìåí. Ç520 1550 Ñïðàâ. ¹ 968 Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà 2778 Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè 1. Ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü 180 (êì/÷). 2. Ñíàðÿæåííàÿ ìàññà 250 (êã). 3. Ïîëíàÿ ìàññà 318 (êã). 4. Ðàñïðåäåëåíèå ïîëíîé ìàññû: - íà ïåðåäíþþ îñü 153 (êã); - íà çàäíþþ îñü 165 (êã); 5. Äâèãàòåëü Honda CB 600 F Hornet. 6. Ìîùíîñòü 75 êÂò (102 ë.ñ.) ïðè 12500 îá/ìèí. 7. Ðàáî÷èé îáúåì 600 (ñì3). 8. Äèôôåðåíöèàë VAL-RACING, ïîâûøåííîãî òðåíèÿ. 9. Øèíû 20.5õ7.0 R13 Hoosier. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00 Ã× Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ïðîâ. Ò.êîíòð. Ãîíî÷íûé àâòîìîáèëü Ãàáàðèòíûé ÷åðòåæ Ëèò. Ìàññà Ìàñøòàá 250 Ëèñò 1 1:4 Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Í.êîíòð. Âàëååâ Ä.Õ Óòâ. Êîïèðîâàë Ôîðìàò A1 3

Èíâ. ¹ ïîäë. 1258 1300 Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà 1516 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00 Ã× Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00 Ã× Êîïèðîâàë Ôîðìàò A1 Ëèñò 2

Èíâ. ¹ ïîäë. Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00 Ã× Êîïèðîâàë Ôîðìàò A1 Ëèñò 3 Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà 60 1265 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00 Ã×

Me Òÿãîâûé áàëàíñ àâòîìîáèëÿ Ìå, Íì Ìåmax=71,6 Íì neM=6100 îá/ìèí 70 60 50 Ne 40 ge 70 4,0 60 3,5 Nemax=75 êÂò 50 30 gemin=301 ã/êÂò÷ 20 10 neg=7700 îá/ìèí ge, ã/êÂò÷ 40 370 360 30 350 340 330 20 320 310 10 300 0 6000 8500 1000 3500 N, êÂò 11000 ne,ìèí -1 Ìîùíîñòíîé áàëàíñ àâòîìîáèëÿ 80 PÒ1 PÒ2 3,0 2,5 2,0 1,5 Pñö(f=0,4) 1,0 Pñö(f=0,8) PÒ3 PÒ4 Pñö(f=0,6) PÒ5 PÒ6 Pñö(f=0,2) PÂ PÂ+Ðf 0,5 Pf 0 10 20 30 40 50 V, ì/ñ Äèíàìè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà àâòîìîáèëÿ D N1 N2 N3 N4 N5 N6 1,4 70 Ïåðâ. ïðèìåí. PÒ, êH Vmax=180 êì/÷ Ne, êÂò ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00. Âíåøíÿÿ ñêîðîñòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà äâèãàòåëÿ 60 1,2 50 1,0 40 0,8 Dmax=1,35 D1 D2 D3 NÂ+Nf 0,6 20 0,4 D4 D5 Ñïðàâ. ¹ 30 D6 10 0 0,2 Nf 10 20 30 40 V, ì/ñ 0 10 20 30 40 V, ì/ñ Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà NÂ ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00. Ëèò. Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ïðîâ. Ò.êîíòð. Òÿãîâî-äèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè àâòîìîáèëÿ Ìàññà Ìàñøòàá 1:1 Ëèñò 1 Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Í.êîíòð. Âàëååâ Ä.Õ. Óòâ. Êîïèðîâàë Ôîðìàò A1 2

Õàðàêòåðèñòèêà ðàçãîíà àâòîìîáèëÿ j, 2 ì/ñ t, c jmax=10,42 ì/ñ j1 10 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00. Õàðàêòåðèñòèêà óñêîðåíèÿ àâòîìîáèëÿ S, ì 16 2 500 14 t400 =12,8 c 8 12 j2 400 10 j3 8 j4 4 200 6 j5 j6 300 1c 6 t t=4,2 c 27,7 ì/ñ 4 2 S 100 2 0 10 ge, ã/êÂò÷ 20 30 40 V, ì/ñ Íàãðóçî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà äâèãàòåëÿ 0 10 20 30 0 V, ì/ñ 40 Ýêîíîìè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà àâòîìîáèëÿ Qs, ë/100 êì n1=1300 îá/ìèí 900 Qs5 n2=2900 îá/ìèí 800 10 n3=4500 îá/ìèí n8=12500 îá/ìèí 700 8 Qs6 n7=10900 îá/ìèí n4=6100 îá/ìèí 600 6 n6=9300 îá/ìèí Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà 500 n5=7700 îá/ìèí 4 400 2 300 200 0 20 40 60 80 È, % 0 10 20 Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. 30 Ïîäï. Äàòà 40 V, ì/ñ Ëèñò ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00. Êîïèðîâàë Ôîðìàò A1

ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.00.00. ÑÁ À(ëèñò 2) 365 2 15 13 14 5 9 4 3 484 143Å 146Å 12 1 7 Ïåðâ. ïðèìåí. 8 Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà Ñïðàâ. ¹ 10 11 52 Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè 1. uÐÓ =3,3 - ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ðóëåâîãî óïðàâëåíèÿ. 2. uÐÌ =2,895 - ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ðóëåâîãî ìåõàíèçìà. 3. uÐÏ =1,141 - ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ðóëåâîãî ïðèâîäà. 4. Өåmax =27Å - ìàêñèìàëüíûé óãîë ïîâîðîòà íàðóæíîãî óïðàâëÿåìîãî êîëåñà. 5. Өimax =40Å - ìàêñèìàëüíûé óãîë ïîâîðîòà âíóòðåííåãî óïðàâëÿåìîãî êîëåñà. 6. Ïðàâèëà ¹12 ÅÝÊ ÎÎÍ. 7. Ïðàâèëà ¹79 ÅÝÊ ÎÎÍ. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.00.00. ÑÁ Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ïðîâ. Ò.êîíòð. Ðóëåâîå óïðàâëåíèå Ñáîðî÷íûé ÷åðòåæ Ëèò. Ìàññà Ìàñøòàá 5,7 Ëèñò 1 1:1 Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Í.êîíòð. Âàëååâ Ä.Õ. Óòâ. Êîïèðîâàë Ôîðìàò A1 2

Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà 40Å Ïîäï. è äàòà 38 30 459 1247 1267 38 27Å Èíâ. ¹ ïîäë. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.00.00. ÑÁ À (ëèñò 1) (1:2,5) 233 77 259 6 Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.00.00. ÑÁ Êîïèðîâàë Ôîðìàò A1 Ëèñò 2

Êîë. Ôîðìàò Çîíà Ïîç. Ïåðâ. ïðèìåí. Îáîçíà÷åíèå Íàèìåíîâàíèå Ïðèìå÷àíèå Äîêóìåíòàöèÿ ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00. ÏÇ Ïîÿñíèòåëüíàÿ çàïèñêà ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.00.00. ÑÁ Ñáîðî÷íûé ÷åðòåæ À4 À1 1 1 2xA1 Ñïðàâ. ¹ Ñáîðî÷íûå åäèíèöû A1 1 2 3 4 5 6 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.00. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.02.00. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.03.00. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.04.00. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.05.00. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.06.00. Ðóëåâîé ìåõàíèçì Ðóëåâîå êîëåñî Áûñòðîñúåìíàÿ ìóôòà Âàë ðóëåâîé Êàðäàííûé âàë Òÿãà 1 1 1 1 1 2 7 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.07.00. 8 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.08.00. 9 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.09.00. Êðûøêà îïîðû Îïîðà Âòóëêà Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà Äåòàëè 2 2 1 Ñòàíäàðòíûå èçäåëèÿ 10 11 12 13 14 15 Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ïðîâ. Í.êîíòð. Óòâ. Âàëååâ Ä.Õ. Áîëò Ì6õ45 DIN 912 Ãàéêà Ì6 DIN 985 Áîëò Ì6õ30 DIN 912 Ïîäøèïíèê 105 ÃÎÑÒ 8338-75 Êîëüöî ñòîïîðíîå 25 DIN 471 Êîëüöî ñòîïîðíîå 47 DIN 472 4 5 1 1 1 1 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.00.00. Ëèò. Ðóëåâîå óïðàâëåíèå Êîïèðîâàë Ëèñò Ëèñòîâ 1 Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Ôîðìàò A4

ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.00. ÑÁ À 15 10 8 7 À-À 3 13 12 À 460 Ñïðàâ. ¹ Ïåðâ. ïðèìåí. 482 Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà 11 5 4 1 2 9 14 6 Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè 1. Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ðóëåâîãî ìåõàíèçìà uÐÌ =2,895. 2. Óñèëèå íà îáîäå ðóëåâîãî êîëåñà Fp =102,66 H. 3. Îêðóæíîå óñèëèå íà øåñòåðíå Ft =620 Í. 4. Êîëè÷åñòâî çóáüåâ øåñòåðíè z1 =20. 5. Êîëè÷åñòâî çóáüåâ ðåéêè z2 =18. Òåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ 1. Ïðè ñáîðêå íåäîïóñêàåòñÿ ïîïàäàíèå ïûëè, ãðÿçè è èíîðîäíûõ òåë. 2. Çóáüÿ øåñòåðíè è ðåéêè ñìàçàòü ãóñòîé ñìàçêîé Ëèòîë-24 ÃÎÑÒ 21150-87. 3. Çàëîæèòü â ïîäøèïíèêè ñìàçêó Ëèòîë-24 ÃÎÑÒ 21150-87. 4. Íà ïîâåðõíîñòè äåôåêòû íå äîïóñêàþòñÿ. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.00. ÑÁ Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ïðîâ. Ò.êîíòð. Ðóëåâîé ìåõàíèçì Ñáîðî÷íûé ÷åðòåæ Ëèò. Ìàññà Ìàñøòàá 1:1 2,85 Ëèñò Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Í.êîíòð. Âàëååâ Ä.Õ. Óòâ. Êîïèðîâàë Ôîðìàò A1 1

ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.01. À-À Á R7 Ra 3,2 11 M6 4 îòâ. Â ) 54 44 R8 34 46 75 Ã M6 8 îòâ. 24 44 À Ñïðàâ. ¹ 56 Â Ra 6,3 ( Ç48 Ç46 Ç35 Ç30 Ïåðâ. ïðèìåí. 58 Ra 3,2 Ã Ïîäï. è äàòà 88 Á-Á Á À 8 7 Èíâ. ¹ äóáë. Â-Âã Ã-Ãã 10 9 0,5•45Å Ç38 0,5•45Å Ç36 Âçàì. èíâ. ¹ Ïîäï. è äàòà Èíâ. ¹ ïîäë. R8 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.01. 4 Íåóêàçàííûé ïðåäåëüíûå îòêëîíåíèÿ ðàçìåðîâ: îòâåðñòèé - H7, âàëîâ IT14 h7, îñòàëüíûõ ± 2 . Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Ïðîâ. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ò.êîíòð. Í.êîíòð. Óòâ. Âàëååâ Ä.Õ. Êîðïóñ ðóëåâîãî ìåõàíèçìà Ä16Ò ÃÎÑÒ 4784-97 Êîïèðîâàë Ëèò. Ìàññà Ìàñøòàá 0,4 Ëèñò 1:1 Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Ôîðìàò A3 1

ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.02. Ïåðâ. ïðèìåí. 109 Ra 6,3 ( ) 4 À Ç28 3 3 Ç24 Ñïðàâ. ¹ Ç38 37 Ra 3,2 Ïîäï. è äàòà 1•45Å 4 ôàñêè À Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà 46 34 Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. R8 Íåóêàçàííûå ïðåäåëüíûå îòêëîíåíèÿ ðàçìåðîâ: îòâåðñòèé - H7, âàëîâ IT14 h7, îñòàëüíûõ ± 2 . ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.02. Ëèò. Ç7 4 îòâ. Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Ïðîâ. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ò.êîíòð. Í.êîíòð. Óòâ. Âàëååâ Ä.Õ. ×óëîê 0,17 Ëèñò Ä16Ò ÃÎÑÒ 4784-97 Êîïèðîâàë Ìàññà Ìàñøòàá 2:1 Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Ôîðìàò A3 1

ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.04. Ïåðâ. ïðèìåí. Ra 6,3 ( 24 Ra 2,5 R2 2 ìåñòà Ç7 Ra 2,5 Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà 0,5•45Å 5 ôàñîê Ç44 Ç21 Ç17 Ç16 Ç17 Ç21 Ñïðàâ. ¹ 12 ) Ìîäóëü ×èñëî çóáüåâ Èñõîäíûé êîíòóð Êîýôôèöèåíò ñìåùåíèÿ Ñòåïåíü òî÷íîñòè ïî ÃÎÑÒ 1643-81 Äëèíà îáùåé íîðìàëè m z x W 2 20 ÃÎÑÒ 13755-2015 0 8-C Äîïóñê íà ðàäèàëüíîå áèåíèå çóá÷àòîãî âåíöà Äîïóñê íà òîðöîâîå áèåíèå áàçîâîé ïîâåðõíîñòè Äåëèòåëüíûé äèàìåòð Ìåæîñåâîå ðàññòîÿíèå Fr 0,045 FT 0,016 d aw 40 34 Îáîçíà÷åíèå ÷åðòåæà ñîïðÿæ¸ííîé çóá÷àòîé ðåéêè -0,06 15,321-0,14 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.05 33 10 43 49 86 1. Óëó÷øåíèå 269...302 HB. 2. Íåóêàçàííûå ïðåäåëû îòêëîíåíèÿ ðàçìåðîâ: îòâåðñòèé H7, âàëîâ h7, IT14 îñòàëüíûõ ± 2 . ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.04. Ëèò. Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Ïðîâ. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ò.êîíòð. Âàë-øåñòåðíÿ Í.êîíòð. Óòâ. Âàëååâ Ä.Õ. Ñòàëü 45 ÃÎÑÒ 1050-2013 0,34 Ëèñò Êîïèðîâàë Ìàññà Ìàñøòàá 2:1 Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Ôîðìàò A3 1

ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.05. Ïåðâ. ïðèìåí. Ra 6,3 ( Ñïðàâ. ¹ Ìîäóëü Èñõîäíûé êîíòóð Ñòåïåíü òî÷íîñòè ïî ÃÎÑÒ 10242-81 Ðàçìåð ïî ðîëèêàì Äèàìåòð ðîëèêà Èçìåðèòåëüíàÿ âûñîòà çóáà ×èñëî çóáüåâ Íîðìàëüíûé øàã Ìîíòàæíûé ðàçìåð Îáîçíà÷åíèå ÷åðòåæà ñîïðÿæåííîãî çóá÷àòîãî êîëåñà 16 11,5 À-À 60Å À 128 m M D hay z Pn a' ) 2 ÃÎÑÒ 13755-2015 8-C -0,09 16,48-0,2 3,464 4,5-0,09 18 6,283 34±0,038 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.04. 6 Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà Ç10 Ç20 118 0,5•45Å 2 ôàñêè 1•45Å 2 ôàñêè 142 À 1. Óëó÷øåíèå 235...262 HB. 2. Íåóêàçàííûå ïðåäåëû îòêëîíåíèÿ ðàçìåðîâ: îòâåðñòèé H7, âàëîâ h7, IT14 îñòàëüíûõ ± 2 . ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.05. Ëèò. Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Ïðîâ. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ò.êîíòð. Í.êîíòð. Óòâ. Âàëååâ Ä.Õ. Ðåéêà 0,26 Ëèñò Ñòàëü 45 ÃÎÑÒ 1050-2013 Êîïèðîâàë Ìàññà Ìàñøòàá 2:1 Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Ôîðìàò A3 1

Êîë. Ôîðìàò Çîíà Ïîç. Ïåðâ. ïðèìåí. Îáîçíà÷åíèå Íàèìåíîâàíèå Ïðèìå÷àíèå Äîêóìåíòàöèÿ ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.00. ÑÁ Ñáîðî÷íûé ÷åðòåæ A1 1 Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Âçàì. èíâ. ¹ Èíâ. ¹ äóáë. Ïîäï. è äàòà Ñïðàâ. ¹ Äåòàëè À3 A3 A3 A3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.01. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.02. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.03. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.04. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.05 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.06. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.07. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.08. ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.09. Êîðïóñ ðóëåâîãî ìåõàíèçìà ×óëîê Êðûøêà Âàë-øåñòåðíÿ Ðåéêà Íàêîíå÷íèê Øàéáà Îãðàíè÷èòåëü õîäà Âàë 1 2 1 1 1 2 4 2 2 Ñòàíäàðòíûå èçäåëèÿ 10 11 12 13 14 Áîëò Ì6õ12 DIN 912 Áîëò Ì6õ30 DIN 912 Ãàéêà Ì6 DIN 985 Ïîäøèïíèê 6-80103 ÃÎÑÒ 7242-81 Ïîäøèïíèê LM 16 UU OP 12 2 2 2 2 Ïðî÷èå èçäåëèÿ 15 Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ïðîâ. Í.êîíòð. Óòâ. Âàëååâ Ä.Õ. Øàðíèðíûé íàêîíå÷íèê POS 6EC 1 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.01.01.00. Ëèò. Ðóëåâîé ìåõàíèçì Êîïèðîâàë Ëèñò Ëèñòîâ 1 Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Ôîðìàò A4

Èíâ. ¹ ïîäë. Ïîäï. è äàòà Ïîäï. è äàòà Ñîåäèíèòü Ñîåäèíèòü Ñîåäèíèòü Óñòàíîâèòü Ñîåäèíèòü Óñòàíîâèòü Èíâ. ¹ äóáë. Ñîåäèíèòü Óñòàíîâèòü çàöåïëåíèå Âçàì. èíâ. ¹ 1 Ðóëåâîé ìåõàíèçì â ñáîðå Êîðïóñ ðóëåâîãî ìåõàíèçìà Ñïðàâ. ¹ 1 Ïåðâ. ïðèìåí. 1 1 Êðûøêà Ïîäøèïíèê 13 1 3 Âàë-øåñòåðíÿ 1 Ïîäøèïíèê LM 16 UU OP 14 4 1 1 1 ×óëîê Âàë â ñáîðå Ðåéêà 1 2 9 5 Âàë â ñáîðå 1 Ïîäøèïíèê LM 16 UU OP 14 9 1 1 ×óëîê Ïîäøèïíèê 6-80103 2 13 Íàêîíå÷íèê 1 6 Çàïðåññîâàòü Íàêîíå÷íèê 1 Ñìàçàòü ãóñòîé ñìàçêîé Ëèòîë-24 6 Çàïðåññîâàòü Ñìàçàòü ãóñòîé ñìàçêîé Ëèòîë-24 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00 Èçì. Ëèñò ¹ äîêóì. Ïîäï. Äàòà Ðàçðàá. Òèìîôååâ Í.Â. Øàìñóòäèíîâ È.Ð. Ïðîâ. Ò.êîíòð. Ñõåìà ñáîðêè ðóëåâîãî ìåõàíèçìà Í.êîíòð. Âàëååâ Ä.Õ. Óòâ. Êîïèðîâàë Ëèò. Ëèñò Ìàññà Ìàñøòàá 1:1 Ëèñòîâ Í×È ÊÔÓ ãð. 1151160 Ôîðìàò A1 1 15 15 2 Øàéáà 7 1 1 Ãàéêà Ì6 12 2 Áîëò Ì6õ30 Øàéáà Øàðíèðíûé íàêîíå÷íèê POS 6EC 11 7 1 Áîëò Ì6õ30 11 Øàðíèðíûé íàêîíå÷íèê POS 6EC 1 Ãàéêà Ì6 12 1 1 ÂÊÐ 23.05.01.20.17.00.00.00

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв