Расчет металлического упругого элемента

 

Для несимметричной полуэллиптической рессоры стрела прогиба

 ,                                  (8.12)

где: d - коэффициент формы, d=1,25-1,35 - для рессор грузовых автомобилей и d=1,35-1,45 - для рессор легковых автомобилей;

Е - модуль продольной упругости, Е=210 ГПа;

SJк - суммарный момент инерции поперечного сечения.

 ,

где: b и h - соответственно ширина и толщина листа;

nл - количество листов в рессоре; Lр - длина коренного листа.

Для симметричной рессоры, у которой

 ;                              (8.13)

 

жесткость

 .                      (8.14)

Напряжения по статическому прогибу

  .                     (8.15)

Напряжения по нагрузке

 ,                        (8.16)

где: Wк - момент сопротивления к-го листа.

 

Рис. 8.2. Листовая полуэллиптическая рессора

 

При передаче через рессору тягового или тормозного усилия и реактивного момента в коренном листе возникают дополнительные напряжения (рис. 8.2)

 

 ;

 ;

 ,

 

где: mр и mt - коэффициенты перераспределения нагрузки по осям.

       При торможении:

 

                            (8.17)

 

Суммарное напряжение коренного листа

 

 ,            (8.18)

где:                   .

При передаче тягового усилия

 

 .      (8.19)

 

 

Двойная рессора

 

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

,                                               (8.20)

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

При работе обеих рессор

,                               (8.21)

где: f - стрела прогиба основной рессоры;

с2 - коэффициент жесткости дополнительной рессоры.

 

 ,      ,   .

 

Принимая условие , имеем

 ,

но

 ,

 

 ;   ;                (8.22)

 

Стрела прогиба, соответствующая этому напряжению

 

 ,                                              (8.23)

 

 

Рис 8.3. Схема сил, действующих на двойную рессору

 

Корректирующие пружины

 

       Для получения прогрессивной характеристики подвески применяются корректирующие пружины, работающие на сжатие (рис. 4.4,а) или на растяжение (рис. 4.4,б).

 

                   а)                                                               б)  

Рис. 8.4. Корректирующие пружины

 

Рис. 8.5. Характеристика корректирующих пружин

 

Усилие, создаваемое корректирующими пружинами (рис. 8.5):

 ,                        (8.24)

где Скп - жесткость корректирующих пружин, кгс/см;

f - прогиб основной рессоры от нейтрального положения, см;

Dfкп - 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

 ,                          (8.25)

Суммарная жесткость подвески в нейтральном положении при f=0

 .                                          (8.26)

Статический прогиб подвески

 ,                                                    (8.27)  

где: m - масса, приходящаяся на подвеску.

 

 

Пружины

 

Напряжение кручения пружины

 

                      (8.28)

Коэффициент k выбирается по соотношению .

 

Таблица 4.1

 

r/d	2	2,5	3,5	7
k	1,4	1,3	1,2	1,1

 

Прогиб

 ,                (8.29)

где: np - число рабочих витков;

r - радиус витка;

d - диаметр проволоки;

G=85000 МПа - модуль упругости материала.

 

Торсионы

а)                                                                                                              б)

Рис. 8.6. Схема расчета торсиона

 

Торсион круглого сечения (рис. 8.6,а)

Напряжение кручения

                 (8.30)

Угол закручивания

 .            (8.31)

 

Пластинчатый торсион (рис. 8.6,б)

Напряжение кручения

            (8.32)

Угол закручивания

 ,      (4.33)

где: Mкр - момент кручения;

l - рабочая длина торсиона;

nл - число пластин;

G - модуль упругости.

 

 

Пневматическая подвеска

 

Нагрузка P, воспринимаемая пневматическим упругим элементом,

 

,                                         (8.34)

 

где: p - избыточное внутреннее давление воздуха;

Fэф, Rэф - эффективные площадь и радиус элемента.

При динамическом изменении нагрузки избыточное давление воздуха изменяется по закону:

 

 ,             (8.35)

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

 

,                                        (8.36)

где:  при статической нагрузке;

 при динамической нагрузке, учитывая, что

 

 ;    .          (8.37)

 

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

 

Направляющее устройство

 

 

 

Рис. 8.7. Схема сил, действующих на направляющее устройство

 

       Расчетные режимы:

 

1. Прямолинейное движение

Силы, нагружающие направляющее устройство:

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

 ,               (8.38)

где: k - коэффициент перераспределения нагрузки.

2). Тормозные силы

 ,                      (8.39)

.

3). Тормозной момент

 .                                         (8.40)

4). Силы от рессор

 .                             (8.41) 

5). Боковые силы R1 и R2 равны нулю.

 

 

Занос

Силы, нагружающие направляющее устройство:

1). Нормальные реакции на колесах

 ;                                       (8.42)

         ,                            (8.43)

где: hg - высота центра тяжести;

B - ширина колеи.

2). Боковые силы

 ;                                     (8.44)

 ;                                      (8.45)

.

3). Силы от рессор

;       .        (8.46)

4). Продольные силы равны нулю.

3. 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.

 

 

Приложение А

(информационное)

 

				ОБОЗНАЧЕНИЕ					НАИМЕНОВАНИЕ								Приме- чание
		1
		2

Документация общая

 

 

      3  

 

 

 

 

      4  

 

Вновь разработанная

 

 

      5  

 

 

 

 

      6 А1

НУАТ. 001200.001 ПЗ

Пояснительная записка

1

 

 ААльбомаАААльАльбомАльбом     7 А21

НУАТ 451618.001 СБ

Сцепление

1

 

Рулон     8 А1

НУАТ 453535.001 СБ

Усилитель вакуумный

1

 

Рулон     9 А1

НУАТ 453464.001 СБ

Механизм рулевой

1

 

Рулон     10  

НУАТ 452964.001 СБ

Подвеска передняя

1

 

Рулон     11 А1

 

 

 

 

      12  

 

 

 

 

      13  

 

 

 

      14  

 

 

 

      15  

 

 

 

 

      16  

 

 

 

      17  

 

 

 

 

      18  

 

 

 

 

      19  

 

 

 

 

      20  

 

 

 

 

      21  

 

 

 

 

      22  

 

 

 

 

       

 

     

 

     

 

     

НУАТ 459323.001 КП

    Изм

Лист

№ докум. Подп. Дата

 

   

Разраб.

     

 

Лит.

Лист

Листов

   

Пров.

Абрамов    

Расчет автомобиля

Д    

 

 

   

 

     

ВАЗ – 21214 «Нива»

 

   

Н.контр

     

Ведомость курсового проекта

гр. 7061

   

Утв.

     

 

 

                                   

Приложение Б

(информационное)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Политехнический институт

Кафедра Автомобильный транспорт

 

РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ - 21043

Курсовой проект по учебной дисциплине

«Автомобили. Рабочие процессы, основы расчета автомобилей»

Пояснительная записка к курсовому проекту по специальности 190601 -

автомобили и автомобильное хозяйство

НУАТ.001200.001 П3

 

	Руководитель _____________________ А. М. Абрамов “______” ______________ 201 ___
	Студент группы _______ __________________ А. А. Андреев “______” ______________ 201 ___

 

 

Приложение В

(информационное)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

 «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Политехнический институт

Кафедра «Автомобильный транспорт»

_____________________________________________________________

 

Задание

на курсовой проект

по дисциплине «Основы расчета автомобиля»

Студенту гр. 8062 ____________________________________________________

 

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:                                  «02» февраля 2011 г.

Срок сдачи законченного проекта:            «05» июня 2011 г.

Руководитель проектирования:                  _____________________ А.М. Абрамов

 

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.