Расчет управляемого мостаУправляемый мост состоит из балки и поворотных кулаков, шарнирно соединенных с ней при помощи шкворней. Поворотные кулаки, выполненные вместе с цапфами подшипников ступиц колес и фланцами для крепления опорных дисков или суппортов тормозных механизмов, воспринимают и передают на балку вертикальные, боковые и продольные реакции, действующие в точке контакта колеса с опорной поверхностью, а также реактивные тормозные моменты, возникающие в опорных дисках или суппортах тормозных механизмов, которые передаются на подрессоренную часть через элементы подвески. Задачей расчета в деталях управляемого моста является определение напряжения в балке, поворотных кулаках, шкворне, втулках поворотного кулака и опорных подшипниках (шайбах) для двух случаев нагружения: при торможении и при заносе. Расчетную схему (рис. 7.7) составляют, считая, что углы поперечного и продольного наклона шкворня, а также развала колеса равны нулю, а оси цапф обоих поворотных кулаков совпадают и располагаются в одной поперечной вертикальной плоскости с осями шкворней. Расчет управляемого моста в режиме торможения. При торможении на балку действует вертикальная реакция Rzn, приложенная в центральной плоскости колеса, и тормозная сила на колесе Рт (рис. 7.7). С учетом перераспределения нагрузки между мостами при торможении автомобиля Rzn = (mang /2К. Тормозная сила на колесе Р т =P R.n.
Изгибающие моменты от Rzn в вертикальной и горизонтальной плоскостях имеют максимальные значения в местах крепления рессор: Mb = RJ2, Mr = 9Rznl2.
M = РЛ =PRznrk. При этом O = Mb /WB + Mr /Wr = RJWr)/WBWr], (7.25) т= Mk /(Jk / 8max), где Jк - момент инерции при кручении; 8max - наибольшая толщина сечения балки. Для двутаврового сечения Л=0, 4ХМ3,
где 8 - короткая, h - длинная стороны прямоугольников, на которые можно разбить сечение.
Рис. 7.7 Напряжения не должны превышать [ои ] = 300 МПа, [т] = 150 МПа. При определении моментов сопротивления площадку крепления рессоры не принимают во внимание. Расчет управляемого моста в режиме заноса. Вертикальные и горизонтальные реакции, действующие в точке контакта колеса с опорной поверхностью, определяют по формулам (1.20) и (1.21), подставляя Rzn, Ryn вместо Rz3, Ry3 и man вместо ma3. Коэффициент сцепления колеса с дорогой ф при боковом скольжении принимают равным единице.
В случае скольжения автомобиля влево (рис. 7.7) изгибающий момент на левой стороне балки имеет максимальное значение в сечении I-I по оси отверстия для шкворня, а изгибающий момент на правой стороне балки - в сечении II-II в месте крепления рессоры: (7.26) Поворотная цапфа (рис. 7.8). Расчет ведется для тех же трех случаев нагружения: торможения при прямолинейном движении, заносе и динамическом нагружении.
При торможении суммарный момент изгиба в вертикальной плоскости равен:
где R" zmi =RZ„„ -Gk, Gk - вес колеса, - тормозная сила на колесе, нагружающая цапфу. Напряжение изгиба °и = Ми / W.. Шкворень (рис. 7.9). Расчетные режимы, применяемые при расчете шкворня, те же, что и при расчете цапф. Наклоном шкворня пренебрегаем.
При торможении реакции, нагружающие верхний Я'шк и нижний Я" шк концы шкворня, обусловленные действием: Rz R0K1 = R0K1 = RJ /(а + b) Суммарная сила, действующая на нижний конец шкворня, КшкX ^ ^. Суммарная сила, действующая на верхний конец шкворня, КшкХ = V(Кшк1 — Кшк3 ) + (Ршк4 — Кшк2 ). На шкворень действуют напряжения: напряжение изгиба ои = R0kXd / Wu; напряжение среза TCp = 4Rlx (ndL); напряжение смятия о см = Rlx /(Дшк1шк ) • Для расчета принимают наибольшее из значений R'шкХ, R0kX. При заносе действуют только поперечные силы: от вертикальной реакции R0K1 = RJ /(а + b); R0K1 = R'J /(а + b), где Rn(л) = Rzn(ё) - Gk. от боковой силы Ryn и от момента, создаваемого этой силой: левый шкворень R0^ = R0UK2 = Ryml /(a + Ъ); правый шкворень = R0UK2 = RyJ /(a + Ъ). Суммарная нагрузка на левом шкворне Кл=[ Ryn., (Г - Ъ) - R" J ] /(a + Ъ); < л=[ Rym (Г + a) - К J ] /(a + Ъ). Суммарная нагрузка на правом шкворне К^=[ Ryn (rk - Ъ)+KJ ], Кл=[ Ryn (Гк + a) + RZ J ] /(a + Ъ). Напряжения определяются так же, как и при торможении. При динамическом погружении напряжение изгиба в вертикальной плоскости tfu = RJk„ / W. (7.31) Для изготовления шкворней применяют стали 40, 50, 18ХГТ. Допускаемые напряжения [аи ] = 500 МПа, [тср ] = 100 МПа, ] = 50 МПа.
|
