Устройство автомобиля (стр. 4 из 8)
Основными расчетными характеристиками листовой рессоры являются напряжение изгиба и , прогиб f P и жесткость C P.
Материалом для изготовления рессор служат стали 55ГС, 50С2, 60С2, для которых допускаемые напряжения при максимальном прогибе [уH ] =800. ..1000 МПа.
Расчет упругого элемента в независимой подвеске
В зависимости от схемы подвески нагрузка на упругий элемент меняется. Для однорычажной подвески (б)
нагрузка на упругий элемент
где l, a - параметры подвески автомобиля;
- вес колеса и направляющего устройства.Прогиб упругого элемента однорычажной, двухрычажной подвески:
Для двухрычажной подвески (а) нагрузка на упругий элемент:
а прогиб
Для двухрычажной подвески с торсионным упругим элементом нагрузка на упругий элемент определяется моментом закручивания торсиона
Расчет основных параметров амортизатора
Коэфициент апериодичности в подвеске при колебаниях автомобиля Ша;
-Максимальное усилие при сжатии и отбое;
-Критические скорости движения поршня, при которых открываются клапана:
-Энергоёмкость и степень её уменьшения при нагреве.
Сила сопротивления выражается Pн=kрvпm, где Vп- скорость поршня; Лн- коэффициент сопротивления на начальном участке до открытия клапана; ь- показатель степени(м=1..3)
На клапанном участке Pk=
Назначение, классификация и требования к конструкции рулевого управления. Выбор основ.размеров и расчет рул.мех-ма (глобоидальный “червяк-ролик”)
Рулевое управление — это совокупность устройств, обеспечивающих поворот управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на рулевое колесо. Оно состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Для облегчения поворота колес в рулевой механизм или привод может встраиваться усилитель.
Конструкция рулевого управления должна обеспечивать:
- легкость управления, оцениваемую усилием на рулевом колесе. Для лег без усилителя при движении это усилие составляет 50...100 Н, а с усилителем— 10...20 Н.
- качение управляемых колес с минимальными боковым уводом и скольжением при повороте автомобиля. Несоблюдение этого требования приводит к ускорению изнашивания шин и снижению устойчивости автомобиля при движении;
- стабилизацию повернутых управляемых колес, обеспечивающую их возвращение в положение, соответствующее прямолинейному движению, при отпущенном рулевом колесе;
- предотвращение передачи ударов на рулевое колесо при наезде управляемых колес на препятствия;
- минимальные зазоры в соединениях. Оцениваются углом свободного поворота рулевого колеса автомобиля, стоящего на сухой, твердой и ровной поверхности в положении, соответствующем прямолинейному движению. По ГОСТ этот зазор не должен превышать 15° при наличии усилителя и и 5° — без усилителя рулевого управления;
- отсутствие автоколебаний управляемых колес при работе автомобиля в любых условиях и на любых режимах движения;
- повышенная надежность, так как выход из строя рулевого управления приводит к аварии;
- возможно меньшее значение минимального радиуса поворота для обеспечения хорошей маневренности автомобиля;
- 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;
- кинематическая согласованность элементов рулевого управления с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляемых колес при деформации упругих элементов.
Классификация рулевых управлений
1 По способу поворота автомобиля
- Поворотом управляемых колес
- Торможением колеса одного борта
- Вращением колес одного борта в сторону, обратную движению
- Складыванием элементов (одноосный тягач и одноосный прицеп)
2 По расположению рулевого колеса
- правое - левое
3 По расположению управляемых колес на…
3.1 Двухосных автомобилях (Первой оси
Второй оси, Первой и второй осей)
3.2 Трехосных автомобилях (Первой оси,
Первой и третьей осей)
3.3 Четырехосных автомобилях (Первой и второй осей, Первой и третьей осей, Всех осей)
Рулевой механизм включает в себя рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере, рулевой вал, рулевую колонку и рулевое колесо.
К конструкции рулевых механизмов предъявляется ряд специальных требований:
а) высокий КПД в прямом направлении (при передаче усилия от рулевого колеса) для облегчения управления автомобилем и несколько пониженный КПД в обратном направлении для снижения силы толчков, передаваемых на рулевое колесо от управляемых колес при наезде на неровности;
б) обратимость рулевой пары, чтобы рулевой механизм не препятствовал стабилизации управляемых колес;
в) 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;
г) заданный характер изменения передаточного числа рулевого механизма;
д) травмобезопасность рулевого механизма, с тем чтобы при лобовом столкновении он не был причиной травмы водителя.
Расчет рул.мех-ма (глобоидальный “червяк-ролик”)
Для механизма, включающего глобоидный червяк и ролик, определяется контактное напряжение в зацеплении
у = Px/(Fn),
где Рх — осевое усилие, воспринимаемое червяком; F — площадь контакта одного гребня ролика с червяком (сумма площадей двух сегментов, рис);
n — число гребней ролика.
Схема для определения контактной площадки в червячном рулевом механизме
Осевая сила
Px=Mp.k/(rщotgв)
где rщo — начальный радиус червяка в горловом сечении; в — угол подъема винтовой линии в том же сечении.
Площадь контакта одного гребня ролика с червяком (рис)
F = 0,5[(ц1 — sinц1)r²1+( ц2 — sinц2) r²2]
Материал червяка—цианируемая сталь 30Х, 35Х, 40Х, 30ХН; материал ролика - цеменуемая сталь 12ХНЗА, 15ХН; [у] = 7...8 МПа.
Оценка и расчет основных размеров деталей рулевого привода
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.
Расчет рулевой сошки на изгиб и кручение
Изгиб и кручение - основные виды напряжения. Расчет ведут на сложное сопротивление; шлицы рассчитывают на срез. Усилие на шаровом пальце сошки, вызывающее изгиб и кручение (при наличии встроенного усилителя):
Напряжение изгиба в опасном сечении А—А: 
.Напряжение кручения:
,где
и 
— соответственно осевой и полярный моменты сопротивления опасного сечения.Эквивалентное напряжение рассчитывается по одной из теорий прочности. [ф] = 300...400 МПа
Напряжение кручения вала сошки при наличии усилителя
где d— диаметр вала сошки. Материал вала сошки — сталь 30, 18ХГТ, 20ХНЗА.; [т] = 300...350 МПа.
Расчет продольной тяги в рулевом управлении. Расчет поперечной тяги в рулевом управлении
Сила Рсош вызывает напряжения сжатия-растяжения и продольного