Расчет нагрузки на упругий элемент и расчет прогиба

Зависимая подвеска (рис. 3.6.1,а)

Нагрузка на упругий элемент

, (3.6.1)

где: Rz- нормальная реакция; q - нагрузка от массы колеса и моста.

Rz1= 0,5G k и Rz2=0,5G k , (3.6.2)

где: G , G - вес приходящийся на переднюю и заднюю ось соответственно; k - к-т динамичности, учитывающий срабатывание подвески (принимаем равным 1,75). Прогиб упругого элемента равен перемещению колес относительно кузова .

Двухрычажная подвеска (рис. 3.6.1,б)

Нагрузка на упругий элемент

, (3.6.2)

где: qк- нагрузка от массы колеса и массы направляющего устройства.

Прогиб упругого элемента . (3.6.3)

Однорычажная подвеска (рис. 11.1,в)

(3.6.4)

Прогиб упругого элемента . (3.6.5)

Рис. 3.6.1. Схема сил, действующих на подвеску

Двухрычажная подвеска с торсионом (рис. 3.6.1,г)

Момент, закручивающий торсион

, (3.6.6)

угол закрутки

. (3.6.7)

Расчет металлического упругого элемента

Рессорная подвеска.

Для несимметричной полуэллиптической рессоры стрела прогиба

, (3.6.8)

где: δ - коэффициент формы, δ = 1,25-1,35 - для рессор грузовых автомобилей и δ = 1,35-1,45 - для рессор легковых автомобилей; Е - модуль продольной упругости, Е=210 ГПа; Jк- суммарный момент инерции поперечного сечения.

, (3.6.9)

где: b и h - соответственно ширина и толщина листа; nл- количество листов в рессоре; Lр- длина коренного листа.

Для симметричной рессоры, у которой

; (3.6.10)

жесткость

. (3.6.11)

Напряжения по статическому прогибу

. (3.6.12)

Напряжения по нагрузке

, (3.6.13)

где: - момент сопротивления к-го листа.

Допустимое напряжение составляет 600 МПа.

Рис. 3.6.2. Листовая полуэллиптическая рессора

При передаче через рессору тягового или тормозного усилия и реактивного момента в коренном листе возникают дополнительные напряжения (рис. 3.6.2)

При торможении:

- суммарное напряжение коренного листа

, (3.6.14)

При передаче тягового усилия

. (3.6.15)

где: mри m - коэффициенты перераспределения нагрузки по осям (m = 1,2 для передней оси; m = 0,8 – для задней оси; mр= 0,9 для передней оси; mр= 1,12 для задней оси); φ = 0,8 – к-т сцепления.

Для двойной рессоры

Сила, нагружающая основную рессору к моменту начала действия дополнительной рессоры,

, (3.6.16)

где: с1- коэффициент жесткости основной рессоры, кгс/см.

При работе обеих рессор

, (3.6.17)

где: f - стрела прогиба основной рессоры; с2- коэффициент жесткости дополнительной рессоры.

, , .

Принимая условие , имеем

,

но

,

; ; (3.6.18)

Стрела прогиба, соответствующая этому напряжению

, (3.6.19)

Рис 3.6.3. Схема сил, действующих на двойную рессору

Пружинная подвеска.

Пружины подвески проверяют на касательные напряжения (при торможении и при передаче тягового усилия):

τ = 8mР D/πd = 700…900 МПа (3.6.20)

где: m – к-т перераспределения нагрузки по осям (при торможении: m = 1,2 для передней оси; m = 0,8 – для задней оси; при тяге: mр= 0,9 для передней оси; mр= 1,12 для задней оси); D – средний диаметр витка пружины подвески; d – диаметр проволоки пружины подвески.

Прогиб пружины:

, (3.6.21)

где: np- число рабочих витков; r - радиус витка; d - диаметр проволоки;

G=85000 МПа - модуль упругости материала.