Расчет корректирующих пружин

Для получения прогрессивной характеристики подвески применяются корректирующие пружины, работающие на сжатие (рис. 3.6.4,а) или на растяжение (рис. 3.6.4,б).

а) б)

Расчет корректирующих пружин - student2.ru

Рис. 13.4. Корректирующие пружины

 
  Расчет корректирующих пружин - student2.ru

Рис. 3.6.4. Характеристика корректирующих пружин

Усилие, создаваемое корректирующими пружинами (рис. 3.6.4):

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.22)

где: Скп- жесткость корректирующих пружин, кгс/см; f - прогиб основной рессоры от нейтрального положения, см; fкп- предварительный натяг корректирующих пружин;

a - расстояние между шарнирами в нейтральном положении. Знак '+' при корректирующих пружинах, работающих на растяжение; знак '-' - на сжатие.

Жесткость подвески Скс корректирующей пружиной

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.23)

Суммарная жесткость подвески в нейтральном положении при f=0

Расчет корректирующих пружин - student2.ru . (3.6.24)

Статический прогиб подвески

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.25)

где: m - масса, приходящаяся на подвеску.

Расчет торсиона

Расчет корректирующих пружин - student2.ru
а) б)

Рис. 3.6.5. Схема расчета торсиона

Торсион круглого сечения (рис. 3.6.5,а)

Напряжение кручения:

Расчет корректирующих пружин - student2.ru (3.6.26)

Угол закручивания:

Расчет корректирующих пружин - student2.ru . (3.6.27)

Пластинчатый торсион (рис. 3.6.5,б)

Напряжение кручения:

Расчет корректирующих пружин - student2.ru (3.6.28)

Угол закручивания:

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.29)

где: Mкр- момент кручения; l - рабочая длина торсиона; nл- число пластин; G - модуль упругости.

Для листовых рессор и пружин подвесок применяют кремнистые и марганцовистые стали 50ХГ, 65Г и др. Для торсионных валов используют рессорно-пружинные стали 45НХМФА, 50ХФА, 60С2А, 70СЗА; допустимое напряжение [т] = 800... 1000 МПа.

Расчет пневматической подвески

Нагрузка P, воспринимаемая пневматическим упругим элементом,

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.30)

где: p - избыточное внутреннее давление воздуха; Fэф, Rэф- эффективные площадь и радиус элемента.

При динамическом изменении нагрузки избыточное давление воздуха изменяется по закону:

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.31)

где: pс- избыточное давление воздуха при статической нагрузке; V0- начальный объем упругого элемента при статической нагрузке и статическом давлении воздуха; V - текущее значение объема упругого элемента; Vр- объем дополнительного резервуара; к - показатель политропы.

Жесткость подвески:

Расчет корректирующих пружин - student2.ru

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.32)

где: Расчет корректирующих пружин - student2.ru при статической нагрузке; Расчет корректирующих пружин - student2.ru при динамической нагрузке, учитывая, что

Расчет корректирующих пружин - student2.ru ; Расчет корректирующих пружин - student2.ru . (3.6.33)

При скоростях, соответствующих собственной частоте колебаний автомобиля, k=1,3.

Расчет направляющих устройств.

Расчет корректирующих пружин - student2.ru

Рис. 3.6.6. Схема сил, действующих на направляющее устройство

Расчетные режимы:

Прямолинейное движение

Силы, нагружающие направляющее устройство:

1). Нормальные реакции на колесах (за вычетом нагрузки на колесо)

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.34)

где: k - коэффициент перераспределения нагрузки.

2). Тормозные силы

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.35)

Расчет корректирующих пружин - student2.ru .

3). Тормозной момент

Расчет корректирующих пружин - student2.ru . (3.6.36)

4). Силы от рессор

Расчет корректирующих пружин - student2.ru . (3.6.37)

5). Боковые силы R1и R2равны нулю.

Занос

Силы, нагружающие направляющее устройство:

1). Нормальные реакции на колесах

Расчет корректирующих пружин - student2.ru ; (3.6.38)

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.39)

где:hg- высота центра тяжести; B - ширина колеи.

2). Боковые силы

Расчет корректирующих пружин - student2.ru ; (13.40)

Расчет корректирующих пружин - student2.ru ; (3.6.41)

Расчет корректирующих пружин - student2.ru .

3). Силы от рессор

Расчет корректирующих пружин - student2.ru ; Расчет корректирующих пружин - student2.ru . (3.6.42)

4). Продольные силы равны нулю.

Динамическое нагружение.

Направляющее устройство нагружается только вертикальными силами Расчет корректирующих пружин - student2.ru , величина которых должна быть увеличена в К раз. К - коэффициент динамичности, равный 1,75 для легковых автомобилей и 2,5 для грузовых автомобилей.

Рассмотрим расчет направляющего устройства на примере расчета рычагов двухрычажной независимой подвески.

Для упрощения расчета будем считать, что форма сечения рычагов – прямоугольная, наклоны рычагов учитывать не будем. В качестве максимальной нагрузки принимаем случай переезда колеса через препятствие, при этом нормальные реакции Rz1и Rz равны величинам, рассчитанным по формуле (3.6.2).

Нижний рычаг.

Расчетная схема и характеристика поперечного сечения нижнего рычага, приведены на рис. 3.6.7.

Расчет корректирующих пружин - student2.ru

Рис. 3.6.7 Расчетная схема и характеристика сечения нижнего рычага

Составим уравнение суммы сил, действующих на нижний рычаг по вертикальной оси Z: Расчет корректирующих пружин - student2.ru = Z Расчет корректирующих пружин - student2.ru - P Расчет корректирующих пружин - student2.ru + R Расчет корректирующих пружин - student2.ru = 0, (3.6.43)

При этом Z Расчет корректирующих пружин - student2.ru = Rz1, а P Расчет корректирующих пружин - student2.ru = Z Расчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru , отсюда: R Расчет корректирующих пружин - student2.ru = P Расчет корректирующих пружин - student2.ru - Z Расчет корректирующих пружин - student2.ru , (3.6.44)

Соответственно момент силы R Расчет корректирующих пружин - student2.ru относительно точки С Расчет корректирующих пружин - student2.ru (рис. 13.7): М Расчет корректирующих пружин - student2.ru = R Расчет корректирующих пружин - student2.ru b

Условие прочности для нижнего рычага: напряжение изгиба:

σ Расчет корректирующих пружин - student2.ru = М Расчет корректирующих пружин - student2.ru /W Расчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru = 160 МПа

Верхний рычаг.

Расчетная схема и характеристика поперечного сечения верхнего рычага, приведены на рис. 13.8.

Расчет корректирующих пружин - student2.ru

Рис. 3.6.8 Расчетная схема и характеристика поперечного сечения верхнего рычага

Сила Р Расчет корректирующих пружин - student2.ru является следствием действия вертикальной силы Z Расчет корректирующих пружин - student2.ru на верхний рычаг подвески. Из расчетной схемы Р Расчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru 0,75Z Расчет корректирующих пружин - student2.ru . Сила Р Расчет корректирующих пружин - student2.ru является следствием действия поперечных сил по оси Y. Из расчетной схемы Р Расчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru 1,95Z Расчет корректирующих пружин - student2.ru .

Под действием этих сил верхний рычаг подвержен сжатию. Напряжение сжатия:

σ Расчет корректирующих пружин - student2.ru = (Р Расчет корректирующих пружин - student2.ru + Р Расчет корректирующих пружин - student2.ru )/S, (3.6.45)

где: S – площадь поперечного сечения верхнего рычага (S = bh).

Критическое напряжение на кручение в сечении верхнего рычага:

σ Расчет корректирующих пружин - student2.ru = π Расчет корректирующих пружин - student2.ru ЕJ/(lS), (3.6.46)

где: Е – модуль упругости, для стали Е=210 ГПа; J - момент инерции сечения: J = bh Расчет корректирующих пружин - student2.ru /12.

Необходимо провести проверку сечения на устойчивость. Коэффициент запаса устойчивости:

Δ = σ Расчет корректирующих пружин - student2.ruРасчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru = 2,0, (3.6.47)

Приложение А

(информационное)

    Расчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru   ОБОЗНАЧЕНИЕ   НАИМЕНОВАНИЕ Расчет корректирующих пружин - student2.ru Расчет корректирующих пружин - student2.ru Приме- чание
   
        Документация общая      
               
        Вновь разработанная      
               
    А1 НУАТ . 001200.001 ПЗ Пояснительная записка   ААльбомаАААльАльбомАльбом
    А21 НУАТ 451618.001 СБ Сцепление   Рулон
    А1 НУАТ 453535.001 СБ Усилитель вакуумный   Рулон
    А1 НУАТ 453464.001 СБ Механизм рулевой   Рулон
    А НУАТ 452964.001 СБ Подвеска передняя   Рулон
             
               
             
             
               
             
               
               
               
               
               
               
               
              НУАТ 459323.001 КП
    Изм Лист № докум. Подп. Дата  
    Разраб.         Лит. Лист Листов
    Пров. Заводов     Расчет автомобиля Д        
            ВАЗ – 2121 «Нива»  
    Н.контр       Ведомость курсового проекта гр.
    Утв.          
                                   

Приложение Б

(информационное)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Политехнический институт

Кафедра Автомобильный транспорт

РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ - 21043

Курсовой проект по учебной дисциплине

Конструкция и эксплуатационные свойства транспортно-технологических машин и оборудования

Пояснительная записка к курсовому проекту по направление 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов (профиль «Автомобильный транспорт»)

НУАТ.001200.001 П3

  Руководитель _____________________ Н. Н. Заводов “______” ______________ 201 ___
  Студент группы _______ __________________ А. А. Андреев “______” ______________ 201 ___

Приложение В

(информационное)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Политехнический институт

Кафедра «Автомобильный транспорт»

_____________________________________________________________

Задание

на курсовой проект

по дисциплине «Конструкция и эксплуатационные свойства транспортно-технологических машин и оборудования»

Студенту гр. __________________________________________________________

Тема проекта:

Расчет автомобиля _____________________________________________________

Объем работы:

I. Разработать следующие вопросы:

1. Введение. Тенденции развития автомобилестроения.

2. Выполнить расчет:

2.1. Сцепление

- определить усилие на педали сцепления;

- определить показатели износостойкости сцепления;

- выполнить расчет коэффициента запаса сцепления при износе накладки на 1мм;

- выполнить прочностной расчет ступицы ведомого диска.

2.2. Рулевое управление

- выполнить кинематический расчет рулевого привода;

- определить усилие на рулевом колесе при повороте колес на месте;

- выполнить прочностной расчет рулевого механизма и рулевого привода;

- выполнить расчет гидроусилителя, определить производительность и мощность на привод насоса гидроусилителя;

2.3. Тормозная система:

- определить усилие на педали тормоза (экстренное торможение, j = 0,7);

- определить показатели изностойкости ТМ;

- выполнить расчет тормозного привода;

- построить график оптимального распределения тормозных сил по осям.

2.4. Подвеска

- определить показатели плавности хода автомобиля.

Выполнить расчет:

- упругих элементов;

- направляющих элементов;

- демпфирующих элементов.

3. Выводы

II. Конструктивно разработать (вычертить):

1. Сцепление с приводом СБ.

2. Рулевой механизм с рулевой колонкой и рулевым приводом СБ.

3. Передний и задний тормозные механизмы – СБ.

4. Главный тормозной цилиндр (двухсекционный тормозной кран) – СБ.

5. Вакуумный усилитель – СБ.

6. Регулятор тормозных сил – СБ.

7. Переднюю подвеску – СБ.

8. Заднею подвеску – СБ.

2. Деталировка – 1 лист формата А1.

Всего 3 листа формата А1.

III. Рекомендуемая литература:

  1. Вахламов В.К. Конструкция и элементы расчета: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.К.Вахламов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 480 с.
  2. Нарбут А.Н. Автомобили: Рабочие процессы и расчет механизмов и систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Н.Нарбут. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 256 с.
  3. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета. – Машиностроение, 1989.
  4. Сцепление транспортных и тяговых машин / И.Б. Барский и др. – М.: Машиностроение, 1989.
  5. Чайковский И.П., Соломатин П.А. Рулевое управление автомобилей. М.: Машиностроение, 1987.
  6. Гуревич Л.В., Меламуд Р.А. Тормозное управление автомобиля. – М.: Транспорт, 1978.
  7. Раймпель Й. Шасси автомобиля. Конструкции подвесок.М.: Машиностроение, 1989.

Дата выдачи задания:

Срок сдачи законченного проекта:

Руководитель проектирования: _____________________ Н.Н. Заводов

Приложение Г

Пример листа исходных данных

Марка автомобиля:

1. Номинальная мощность двигателя, Расчет корректирующих пружин - student2.ru кВт;

2. Угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая номинальной мощности, Расчет корректирующих пружин - student2.ru 1/сек;

3. Максимальный крутящий момент двигателя, Расчет корректирующих пружин - student2.ru Нм;

4. Угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальному крутящему моменту, Расчет корректирующих пружин - student2.ru 1/сек;

5. Радиус качения колеса, Расчет корректирующих пружин - student2.ru 0,328 м;

6. Передаточные отношение передач коробки переменных передач,

Расчет корректирующих пружин - student2.ru , Расчет корректирующих пружин - student2.ru , Расчет корректирующих пружин - student2.ru , Расчет корректирующих пружин - student2.ru , Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

6. Передаточное число главной передачи, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

7. К-т полезного действия трансмиссии ƞ Расчет корректирующих пружин - student2.ru

8. Полный вес автомобиля, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

9.Вес, приходящийся на переднюю ось, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

10. Вес, приходящийся на заднюю ось, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

11. Снаряженный (собственный) вес автомобиля, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

12. Вес, приходящийся на переднюю ось, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

13. Вес, приходящийся на заднюю ось, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

14. Габаритная ширина автомобиля, Расчет корректирующих пружин - student2.ru м;

15. Габаритная высота автомобиля, Расчет корректирующих пружин - student2.ru м;

16. Дорожный просвет, Н Расчет корректирующих пружин - student2.ru = 0,28 м;

17. Ширина колеи колес передней оси, В Расчет корректирующих пружин - student2.ru = 1,610 м;

18. Ширина колеи задней оси В Расчет корректирующих пружин - student2.ru = 1,602 м;

19. База (расстояние межу осями) автомобиля, Расчет корректирующих пружин - student2.ru м;

20. Минимальный радиус поворота автомобиля, R=5,5 м;

21. Высота центра тяжести автомобиля, Расчет корректирующих пружин - student2.ru 0,57 м;

22. К- т сопротивления уводу одного колеса передней оси Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

23. К- т сопротивления уводу одного колеса задней оси, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

24. Суммарная жесткость шин переднего моста, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

25. Суммарная жесткость шин заднего моста, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

26. Суммарная жесткость передней подвески, Расчет корректирующих пружин - student2.ru ;

27. Суммарная жесткость задней подвески, Расчет корректирующих пружин - student2.ru .

Данные для расчета с 1по 20 выбираются из Расчет корректирующих пружин - student2.ru или с помощью интернета, а остальные из приложения Д или по согласованию с преподавателем.

Приложение Д

Ориентировочные величины некоторых параметров отечественных автомобилей,

используемых при выполнении курсовой проекта

№ п/п Марки автомобилей Высота центра тяжести hg , м К Расчет корректирующих пружин - student2.ru , кгс/град Расчет корректирующих пружин - student2.ru Сш,кН/м (пер./зад.) Расчет корректирующих пружин - student2.ru С Расчет корректирующих пружин - student2.ru ,кН/м (пер./зад.)
порожн. груженого
ЗАЗ-968М 0,556 0,564 48,6 260/350 35,0/37,0
ЗАЗ-1102 (Таврия) 0,562 0,570 48,6 280/360 38,0/36,0
ВАЗ-2106 0,560 0,581 50,5 310/380 42,0/36,0
Москвич 412Э 0,562 0,596 55,3 320/360 42,5/42,5
ВАЗ-2105 0,562 0,582 50,5 310/360 42,0/36,0
ИЖ-2126 0,594 0,610 55,3 320/360 44,0/42,5
ВАЗ-2104 0,576 0,590 55,3 310/400 42,0/38,0
Москвич 2141 0,620 0,642 58,3 320/390 43,0/42,5
ВАЗ-2109 0,556 0,570 55,3 320/320 40,0/38,5
ГАЗ-24 0,552 0,620 74,0 400/400 44,6/45,2
ЗИЛ-130 0,885 1,340 173,0 1280/3230 260,0/714,0
КамАЗ-5320 0,940 1,400 173,0 1250/6200 380,0/920,0
ГАЗ-53 0,750 1,150 97,0 1020/2440 184,0/720,0
ЗИЛ-431910 0,885 1,340 173,0 1280/3230 260,0/714,0
МАЗ-53371 1,050 1,450 360,0 960/1920 406,0/644,0
КамАЗ-5315 0,850 1,410 173,0 1250/6200 420,0/960,0
ВАЗ-2110 0,556 0,570 55,3 320/320 40,0/38,5
КрАЗ-250 1,080 1,450 360,0 1350/6800 440,0/1020,0
ЗИЛ-431510 0,890 1,360 173,0 1280/3230 260,0/714,0
МАЗ-53362 1,050 1,460 360,0 960/1920 406,0/644,0
ВАЗ-1111 0,57 0,58 30,6 240/280 30,0/32,0
ВАЗ-2107 0,562 0,582 50,5 310/360 42,0/36,0
ВАЗ-2108 0,56 0,59 55,3 320/320 40,0/38,5
ИЖ-2125 0,601 0,617 55,3 320/360 44,0/43,0
ГАЗ-24 0,552 0,62 64,6 400/400 44,6/45,2
ЛуАЗ-1302 0,59 0,63 58,3 370/370 42,0/42,0
ГАЗ-3102 0,56 0,625 64,6 400/400 44,6/45,2
ВАЗ-2121 0,71 0,769 66,0 430/430 46,5/48,0
ГАЗ-14 0,55 0,56 58,6 545/660 41,5/76,0
ЗИЛ-41047 0,621 0,628 66,5 560/690 43,0/79,0
УАЗ-3151 0.705 0,77 70,0 490/490 48,0/ 52,0
ИЖ-2715 0,609 0,68 55,3 340/380 44,0/45,0
УАЗ-2206 0,71 0,87 70,0 490/490 48,0/52,0
РАФ-2203 0,7 0,85 65,0 420/420 46,0/48,0
ЗИЛ-3207 0,71 0,86 73,0 460/460 47,0/47,5
КаВЗ-3976 0,75 1,15 102,0 1020/2440 184,0/720,0
ПАЗ-672 0,8 1,12 102,0 1040/2520 180,0/680,0
ЛАЗ-695Н 0,89 1,34 146,0 2340/4600 256,0/410,0
ПАЗ-3201 0,82 1,14 102,0 1040/2520 180,0/680,0
ЛАЗ-4202 0,885 1,32 146,0 2400/4850 265,0/425,0
ВАЗ-2111 0,556 0,570 55,3 320/320 40,0/38,5
ВАЗ-2115 0,54 0,565 55,3 320/320 40,0/38,5
ГАЗ-3307 0,76 1,13 97,0 980/2380 180,/680,0
УАЗ-3303 0,72 0,84 70,0 490/490 49,0/52,0
ГАЗ-66 0,85 1,32 168,0 2540/2540 270,0/400,0
ВАЗ-2112 0,56 0,572 55,3 320/320 40,0/38,5

Список литературы

1. Вахламов В.К. Конструкция и элементы расчета: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.К.Вахламов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 480 с.

2. Нарбут А.Н. Автомобили: Рабочие процессы и расчет механизмов и систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Н.Нарбут. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 256 с.

3. Осенчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета: Учебник для студентов вузов по специальности “Автомобили и автомобильное хозяйство”. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с.

4. Автомобили: Основы проектирования. / Под ред. М. С. Высоцкого, - Мн.: Высш. шк., 1987. - 152 с.

5. Андреев А. Ф. и др. Дифференциалы колесных машин. - М.: Машино­строение, 1987. - 176 с.

6. Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник / Под ред. А.И. Гришкевича. - М.: Машиностроение, 1984. - 272 с.

7. Гуричев JI. В., Меламуд Р. А. Пневматический тормозной привод ав­то транспортных средств. - М.: Транспорт, 1988. - 224 с.

8. Краткий автомобильный справочник / А. Н.Понизовкин н др. -
АО 'Транконсалтинг", НИИАТ.1994. - 779 с.

9. Лукин П. П. и р. Конструирование и расчет автомобиля. - М.: Машиностроение, 1984. - 376 с.

10. Маргояис С, Я. Мосты автомобилей и автопоездов. - М.: Машино­
строение, 1983. - 160 с.

11. Проектирование универсальных шарниров и ведущих валов. - Л.:
Машиностроение, 1984. - 463 с.

12. И. Раймпель И. Шасси автомобиля. - М.: Машиностроение, 1983. – 350 с.

13. Раймпель И. Шасси автомобиля: Амортизаторы, шины и колеса. - М.: Машиностроение, 1986. - 320 с.

14. Раймпель И. Шасси автомобиля: Элементы подвески. - М.: Машино­строение, 1987.- 288 с.

15. Раймпель И. Шасси автомобиля: Рулевое управление. - М.: Машиностроение, 1987. 232 с.

16. Чайковский И. П., Соломатин П. А. Рулевые управления автомоби­лей.- М.: Машиностроение, 1987. - 196 с.Яскевич 3. Ведущие мосты. / Пер. с польск. Г. В. Коршунова. - М.: Машиностроение, 1985. - 600 с.

17. Постановление Правительства РФ от 10 сентября 2009 г. N 720 Об утверждении технического регламента о безопасности колесных транспортных средств.

Наши рекомендации