В настоящее время в мире выпускается не менее 3000 различных моделей легковых автомобилей, и каждая компания стремится в максимально сжатые сроки обновлять свой модельный ряд, чтобы оставаться конкурентоспособной. При этом важно быстро и эффективно проектировать все узлы автомобиля.
В данной статье приводится пример расчета скоростной передачи легкового автомобиля в программной системе KISSsoft, выполненный сотрудниками ООО Лаборатория "Вычислительная механика" (CompMechLab® Ltd.).
Цель работы: расчет скоростной передачи легкового автомобиля средней мощности (72 кВт/97 л.с.) с учетом разбиения диапазона работы двигателя по оборотам. В качестве исходных данных задаются модуль и числа зубьев на каждом из колес, ширина колес, степень точности, номинальные значения мощности и оборотов, материал колес (рис. 1).
Рис. 1. Исходные данные для расчета
Рис. 1. Исходные данные для расчета
Затем определяется спектр нагружения. В данном случае весь диапазон работы двигателя, в пределах от 1000 об/мин до 6000 об/мин, разбивается на участки шагом в 500 об/мин (при желании можно сделать шаг меньше, увеличив этим количество этапов расчета и точность). Для каждого значения оборотов задается частота использования (значения подобраны экспертным путем для среднего городского темпа езды) и соответствующая мощность двигателя в кВт (рис. 2). Также указывается требуемый ресурс работы передачи.
Рис. 2. Определение спектра нагружения
После этого KISSsoft производит расчет. Наиболее важные результаты сразу же отображаются в специальном окне системы (рис. 3).
Рис. 3. Основные результаты расчёта в KISSsoft
Результаты прочностных расчетов удовлетворяют заданным требованиям. В случае, если требования по надежности не достигли заданных значений, можно сразу же скорректировать некоторые параметры, например, ширину колес, модуль, материал, и мгновенно сделать перерасчет с учетом изменений, чтобы получить требуемые параметры по безопасности.
На рис. 4 и 5 представлены созданные в KISSsoft схема зацепления зубьев передачи и рабочий чертеж деталей.
 |  |
| Рис. 4. Схема зацепления зубьев | Рис. 5. Рабочий чертеж деталей |
Итог работы:
Расчет передачи с учетом возможных корректировок занимает по времени не более часа (40-60 минут в зависимости от опыта работы в KISSsoft). На выходе имеется полный расчет геометрии и прочностных характеристик передачи, а также трехмерная модель колес, которую можно экспортировать в любую CAD-систему для дальнейшей работы (рис. 6).
Рис. 6. Трехмерная модель передачи автомобиля, созданная в KISSsoft