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)

Рис. 13.4. Корректирующие пружины

 

Рис. 3.6.4. Характеристика корректирующих пружин

Усилие, создаваемое корректирующими пружинами (рис. 3.6.4):

, (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 Ск с корректирующей пружиной

, (3.6.23)

Суммарная жесткость подвески в нейтральном положении при f=0

. (3.6.24)

Статический прогиб подвески

, (3.6.25)

где: m - масса, приходящаяся на подвеску.

 

Расчет торсиона

а) б)

Рис. 3.6.5. Схема расчета торсиона

Торсион круглого сечения (рис. 3.6.5,а)

Напряжение кручения:

(3.6.26)

Угол закручивания:

. (3.6.27)

Пластинчатый торсион (рис. 3.6.5,б)

Напряжение кручения:

(3.6.28)

Угол закручивания:

, (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,

, (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:

, (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:

, (3.6.32)

где: при статической нагрузке; при динамической нагрузке, учитывая, что

; . (3.6.33)

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

Расчет направляющих устройств.

 

 

 

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)

, (3.6.34)

где: k - коэффициент перераспределения нагрузки.

2). Тормозные силы

, (3.6.35)

.

3). Тормозной момент

. (3.6.36)

4). Силы от рессор

. (3.6.37)

5). Боковые силы R1 и R2 равны нулю.

Занос

Силы, нагружающие направляющее устройство:

1). Нормальные реакции на колесах

; (3.6.38)

, (3.6.39)

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

2). Боковые силы

; (13.40)

; (3.6.41)

.

3). Силы от рессор

; . (3.6.42)

4). Продольные силы равны нулю.

Динамическое нагружение.

Направляющее устройство нагружается только вертикальными силами , 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 Rz1 и 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.

 

 

Рис. 3.6.7 Расчетная схема и характеристика сечения нижнего рычага

Составим уравнение суммы сил, действующих на нижний рычаг по вертикальной оси Z: = Z - P + R = 0, (3.6.43)

При этом Z = Rz1, а P = Z , отсюда: R = P - Z , (3.6.44)

Соответственно момент силы R относительно точки С (рис. 13.7): М = R b

Условие прочности для нижнего рычага: напряжение изгиба:

σ = М /W = 160 МПа

Верхний рычаг.

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

Рис. 3.6.8 Расчетная схема и характеристика поперечного сечения верхнего рычага

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

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

σ = (Р + Р )/ S, (3.6.45)

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

Критическое напряжение на кручение в сечении верхнего рычага:

σ = π ЕJ/(lS), (3.6.46)

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

Необходимо провести проверку сечения на устойчивость. Коэффициент запаса устойчивости:

Δ = σ / σ = 2,0, (3.6.47)

 

 

 

 

Приложение А

(информационное)

 

ОБОЗНАЧЕНИЕ

НАИМЕНОВАНИЕ

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, кВт;

2. Угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая номинальной мощности, 1/сек;

3. Максимальный крутящий момент двигателя, Нм;

4. Угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальному крутящему моменту, 1/сек;

5. Радиус качения колеса, 0,328 м;

6. Передаточные отношение передач коробки переменных передач,

, , , , ;

6. Передаточное число главной передачи, ;

7. К-т полезного действия трансмиссии ƞ

8. Полный вес автомобиля, ;

9.Вес, приходящийся на переднюю ось, ;

10. Вес, приходящийся на заднюю ось, ;

11. Снаряженный (собственный) вес автомобиля, ;

12. Вес, приходящийся на переднюю ось, ;

13. Вес, приходящийся на заднюю ось, ;

14. Габаритная ширина автомобиля, м;

15. Габаритная высота автомобиля, м;

16. Дорожный просвет, Н = 0,28 м;

17. Ширина колеи колес передней оси, В = 1,610 м;

18. Ширина колеи задней оси В = 1,602 м;

19. База (расстояние межу осями) автомобиля, м;

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

21. Высота центра тяжести автомобиля, 0,57 м;

22. К- т сопротивления уводу одного колеса передней оси ;

23. К- т сопротивления уводу одного колеса задней оси, ;

24. Суммарная жесткость шин переднего моста, ;

25. Суммарная жесткость шин заднего моста, ;

26. Суммарная жесткость передней подвески, ;

27. Суммарная жесткость задней подвески, .

Данные для расчета с 1по 20 выбираются из 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 , кгс/град	Сш,кН/м (пер./зад.)	С ,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.