Пример расчета. Произвести расчет кожуха заднего ведущего моста круглого профиля

Произвести расчет кожуха заднего ведущего моста круглого профиля. Определить напряжение с учетом и без учета динамической нагрузки.

Дано

Вес, приходящийся на колесо, G = 30000 H; расстояние между серединой крепления рессоры и средней линией колеса a = 31см; диаметры полого сечения d₁ = 120 мм, d₂ = 100 мм; вес неподресоренных частей, приходящийся на колесо G₁ = 3900 Н; радиус колеса r = 40, 5 см.

Для всех вариантов: коэффициент сцепления ф = 0, 47; ускорение колеса относительно рамы j = 100 м/сек².

Расчет

Рассмотрим расчет кожуха заднего ведущего моста круглого профиля для трех случаев нагружения: при максимальной силе тяги или максимальной тормозной силе, при заносе и при переезде препятствия.

Первый расчетный случай.

Изгибающие моменты, создаваемые R_z3 в вертикальной плоскости и Р_к(_Т) в горизонтальной, достигают максимальных значений в месте крепления рессоры

M_B = R_Z3a = 30000 х 0.31 = 9300 H, M_r = (pR_z3a = 0, 47 х 30000 х 0, 31 = 4371H,

где а = 0, 31 м - расстояние от центральной плоскости колеса до места крепления рессоры, R_z3 = G = 30000 H - нормальная реакция.

Реактивный крутящий момент, создаваемый силой тяги, действует на балку на участке от оси шестерни главной передачи до места крепления рессоры, а реактивный тормозной момент - на участке от фланца крепления суппорта тормозного механизма до места крепления рессоры:

M_k = (R_Z3r_k = 0, 47х30000х0, 405 = 5710, 5 Нм. При круглом трубчатом сечении балки суммарный момент в опасном сечении (месте крепления рессоры), согласно теории наибольших касательных напряжений,

M_X =4M2 + M_г² + Mк = 11756, 1 Нм. Результирующее напряжение в месте крепления рессоры

о_рез = M_X /W = 11756, 1/0, 728х10^-4 = 161, 48 МПа, где W = 0, 1* (df - d1) = 0, 728 *10^-4 м³ - момент сопротивления поперечного сечения кожуха заднего моста круглого профиля.

Второй расчетный случай.

При заносе (рис. 7.5) реакции в продольной плоскости отсутствуют. Вертикальные и горизонтальные реакции, действующие в точке контакта колеса с опорной поверхностью для случая скольжения автомобиля влево, определяются по формулам (1.22):

R_z3n = G(1 + (2h_g / B) = 30000 х (1 +1 х 2 х 1/ 2) = 60000 Н, R_3n = G(1 -(2h_g / B) = 30000 х (1 - 1х 2 х1/2) = 0,

R_y3n = (R_Z3n = 60000 н,

^Ry3n =(^Rz.3n =

где (ф = 1- коэффициент сцепления колеса с дсрогой, B = 2 м - колея автомобиля, h_g =1м- растояние отцентра тяжести автомобиля до поверхности дороги.

В случае скольжения автомобиля влево изгибающий момент на левой стороне балки достигает максимального значения в месте крепления рессоры

М_л = R_y3Jlr = 60000 х 0, 405 = 24300 Нм, M_n = RJ + R_ynJ_k = 0.

Результирующее напряжение в месте крепления рессоры

(Г_рез = M/W = 24300/0, 728х10^-4 = 333, 8 МПа.

Третий расчетный случай.

При переезде препятствия предполагают, что продольные и поперечные силы в точках контакта колес с опорной поверхностью отсутствуют, а вертикальные реакции достигают максимального значения kflR_Z3, где к_д - коэффициент динамичности, который принимают равным 2, 5 для грузовых автомобилей и 1, 75 для легковых. Результирующее напряжение изгиба в месте крепления рессоры

(_рез = 403.7 МПа

Так как полученные напряжения не должны превышать допускаемые напряжения [(] = 500МПа, [т] = 400МПа, то условие прочности выполнено в первом, во втором и третьем расчетных случаях.

 

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте назначение моста автомобиля.

2. Сформулируйте классификацию мостов автомобиля.

3. Приведите классификацию полуосей ведущего моста автомобиля.

4. Какие основные требования предъявляются к мостам?

5. Почему снижению массы моста придают особое значение?

6. Чем различаются разгруженные, полуразгруженные и разгруженные на три четверти полуоси?

7. В чем состоит различие расчетов полуразгруженной и разгруженной на три четверти полуоси?

8. Сформулируйте расчетный случай для ходовой части автомобиля.

9. Сформулируйте расчетные случаи нагружения шкворня.

10. Сформулируйте расчетные случаи нагружения поворотной цапфы.

11. Приведите алгоритм расчета ведущего моста автомобиля.

12. Приведите алгоритм расчета управляемого моста автомобиля.

13. Запишите выражение для момента сопротивления поперечного сечения кожуха заднего моста круглого профиля.

14. На что рассчитывают цапфу и шкворень переднего моста?

15. В чем состоит особенность работы подшипников ступиц колес?

16. Из какого материала изготавливаются полуоси?