Файл: Курсовая работа "Задняя рессорная подвеска грузового автомобиля (прототип газ3307)".rtf
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 88
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
КУРСОВАЯ РАБОТА
"Задняя рессорная подвеска грузового автомобиля (прототип ГАЗ-3307)"
Минск 2008
Введение
В настоящее время наша жизнь немыслима без автомобильного транспорта. Основной задачей автомобильного транспорта является полное и своевременное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, при возможно меньших материальных и трудовых затратах, при обеспечении высокого уровня безопасности дорожного движения и экологичности. Около 80% всех перевозимы грузов и 90% пассажиров перевозятся автомобилями.
Одни из наиболее важных элементов автомобиля является задний мост и его подвеска, поскольку от качества их выполнения зависит не только надежность и долговечность автомобиля но и сохранность перевозимого груза и комфортабельность перевозки пассажиров.
Подвеска – совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между подрессоренной и неподрессоренными массами. Она уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную массу. Подвеска состоит из трех устройств: упругого, направляющего и демпфирующего.
В подвесках легковых автомобилей, автобусов и некоторых грузовых автомобилей применяется дополнительное устройство – стабилизатор поперечной устойчивости.
Конструкция подвески должна: обеспечивать требуемую плавность хода; иметь кинематические характеристики, отвечающие требованиям устойчивости и управляемости автомобиля.
1. Обзор и анализ конструкций подвесок грузовых автомобилей
Упругим устройством 1 (рис. 1.1) на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются динамические нагрузки и улучшается плавность хода.
Направляющее устройство 3 – механизм, воспринимающий действующие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колеса относительно несущей системы.
Демпфирующее устройство 2 предназначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.
Стабилизатор поперечной устойчивости способствует уменьшению бокового крена и поперечных угловых колебаний кузова автомобиля.
Степень выполнения тех или иных требований зависит от типа и конструкции самой подвески и ее отдельных устройств.
Зависимая подвескахарактеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса. Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно упругими элементами – рессорами (рис. 1.2) или с помощью штанг – штанговая подвеска (рис. 1.1, 1.3).
Независимая подвескаобеспечивает независимость перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса. По типу направляющего устройства независимые подвески делятся на рычажные, телескопические и подвески Макферсона. Рычажная подвеска – подвеска, направляющее устройство которой представляет собой рычажный механизм. В зависимости от количества рычагов могут быть двухрычажные (рис. 1.4) и одно-рычажные подвески, а в зависимости от плоскости качания рычагов – поперечно-рычажные (рис. 1.4), диагонально-рычажные и продольно-рычажные. Телескопическая подвеска включает в качестве направляющего устройства телескопический механизм.
Рис.1.1. Задняя зависимая пружинная подвеска
По типу упругого элемента подвески делятся на подвески с металлическими упругими элементами – рессорные (рис. 1.2), пружинные (рис. 1.1), торсионные (рис. 1.4) и с неметаллическими – пневматические (рис. 1.3), гидропневматические (рис. 1.5) и резиновые. Иногда используются и комбинированные подвески с несколькими типами упругих элементов, например рессорно-пружинные, рессорно-пневматические и др.
Рис. 1.2. Рессорная подвеска: а – передняя (ГАЗ); б – задняя (ЗИЛ): 1 – рессора; 2 – резиновая опора: 3. 5 – кронштейн: 6 – крышка кронштейна; 7 – основная рессора; 8– дополнительная рессора (подрессорник)
Рис. 1.3.Пневматическая подвеска: а – общий вид: б – принципиальная схема регулирования высоты кузова; 1 – пневмоэлемент; 2
– нижняя штанга; 3 – балка крепления пневмоэлементов; 4 – V-образная штанга; 5 – амортизатор; 6 – регулятор высоты; 7 – стабилизатор
По типу демпфирующего устройства подвески подразделяются на подвески с гидравлическими амортизаторами и без них. В последнем случае демпфирование колебаний осуществляется за счет сил трения в упругом и направляющем устройствах подвески.
Регулирование высоты кузова над полотном дороги в принципе возможно при любом типе подвески, но наиболее просто оно осуществляется при пневматической подвеске.
Принципиальная схема регулирования показана на рис. 1.3, б. При возрастании нагрузки рама автомобиля опускается и расстояние между ней и мостом уменьшается. Рычажный привод, воздействуя па регулятор, сообщает упругий элемент с ресивером. Воздух под давлением поступает в упругий элемент до тех пор, пока рама не поднимется до прежнего уровня. При уменьшении нагрузки расстояние между рамой и мостом также остается неизменным, так как с помощью регулятора выпускается воздух из упругого элемента. Применение гидравлического замедлителя, встроенного в регулятор, исключает работу регулятора при динамических колебаниях кузова автомобиля.
На большинстве автомобилей устанавливают по три регулятора. Двумя регуляторами на наиболее нагруженном мосту регулируются высота и боковой крен кузова, возникающий из-за неравномерного нагружения колес моста.
За редким исключением продольные рессоры устанавливаются только в зависимой подвеске преимущественно грузовых автомобилей и прицепов к ним. На рис. 1.6 показаны многолистовые рессоры разной массы, имевшие ранее исключительно широкое распространение, и современные параболические рессоры. На рис. 1.7 и 1.8 приведены различные формы исполнения рессор. Для снижения стоимости и массы на легких грузовых автомобилях все чаще возвращаются к однолистовым рессорам. Поскольку ведущую проушину коренного листа в этом случае подстраховать невозможно (см. рис. 1.8), такие рессоры применяются, как правило, в задней подвеске (рис. 1.9 Фирма «Форд» применяет на одной из своих опытных моделей рессоры из пластмассы, армированной стекловолокном (рис. 1.10). Преимуществу этого материала – противостоят определенные недостатки: меньший модуль упругости (который входит в расчет прогиба) и значительно более высокая стоимость.
Рис. 1.6. Сравнение трех различных по конструкции задних рессор фирмы «Крупп-брюнингхауc» для грузовых автомобилей с одинаковыми данными
Длина L= 1650 мм, жесткость c = 200 Н/мм, контрольная нагрузка 33 кН: а – обычная трапецеидальная рессора с обрезными концами листов, 14 листов, высота пакета 140 мм. масса 122 кг; 6 – усовершенствованная трапецеидальная рессора с раскатанными концами листов и пластмассовыми прокладками, 9 листов, высота пакета 127 мм, масса 94 кг; в - параболическая рессора с раскатанными концами листов (длина раскатки около 1200 мм) и пластмассовыми прокладками, 3 листа, высота пакета 64мм масса 61 кг.
Рис. 1.7. Параболическая рессора прогрессивного действия, применяемая фирмой «Фольксваген» на мод. LT50 – среднем грузовом автомобиле с допустимой полной массой 5 т
Коренной лист и поддерживающий его до проушин второй лист имеют по всей длине постоянную толщину. Для предотвращения фрикционной коррозии и скрипа листы рессоры разделены в середине дистанционными пластинами, а по концам – резиновыми прокладками. Немного укороченный «опорный» лист (b = 0,8а) сильно раскатан и имеет на концах резиновые буфера, которые при нагружении приходят в контакт с основной рессорой. Этот длинный опорный лист с буферами обеспечивает распределение напряжений во всем пакете и повышение жесткости при полной нагрузке вчетверо относительно жесткости на снаряженном автомобиле. Благодаря этому частота колебаний остается почти постоянной, в результате повышается безопасность движения, в частности на поворотах.
Рис. 1.9. Однолистовая параболическая рессора в задней зависимой подвеске легкого грузового автомобиля. Передняя проушина закреплена с возможностью поворота на лонжероне рамы, а задняя – на серьге, компенсирующей изменение длины при прогибе. Над рессорой видно штыревое крепление амортизатора (рисунок фирмы «Рено»)
Поперечные рессоры с одним-тремя листами параболической формы довольно компактны. По соображениям снижения массы и стоимости такие рессоры могут найти применение, особенно в тех случаях, когда они будут выполнять функции и стабилизатора, заменяя сам стабилизатор, его опоры, соединительные стойки и две пружины подвески.
Винтовые пружины с постоянными толщиной проволоки и шагом навивки, а также обусловленной этим линейной характеристикой по всему ходу подвески, как и прежде, применяются в передней и задней подвесках. Требуемая характеристика обеспечивается в таких случаях дополнительным упругим элементом. Нужная прогрессивность задней подвески может быть создана цилиндрическими и фасонными пружинами с переменной толщиной проволоки. Фасонные пружины, называемые также пружинами «миниблок», занимают по высоте меньше места и позволяют получить ровное пространство багажника, мало зауженное с боков.
2. Обоснование выбранной схемы и конструкции задней подвески
Проанализировав конструкции подвесок применяемых на грузовых автомобилях и автобусах выбрали схему проектируемой подвески грузового автомобиля.
Поскольку автомобиль не требует регулирования уровня пола и не предназначен для движения в плохих дорожных условиях, остановили свой выбор на рессорной подвеске с продольным расположением рессор. Поскольку автомобиль имеет зависимую заднюю подвеску, то применение в качестве упругих элементов таких рессор не вызовет затруднений, кроме того при применении рессорной подвески отпадает необходимость в направляющем аппарате, что позволяет уменьшить номенклатуру деталей, входящих в подвеску проектируемого автомобиля и упростить конструкцию.
Рессорная подвеска обладает достаточной энергоемкостью, при относительно небольшой массе и сложности изготовления. Такие рессоры позволяют обеспечить высокую плавность хода и при этом не предъявляют существенных требований к компоновке автомобиля.
К недостаткам рессорных подвесок относятся: большие габариты в продольном направлении что не так существенно на грузовых автомобилях, листы многолистовых рессор при деформации перемещаются друг относительно друга и на их поверхностях появляются задиры, особенно при недостатке графитовой смазки.
3. Выбор основных параметров подвески
подвеска автомобиль грузовой гидравлический
Исходные данные.
Исходные данные для расчетов в курсовом проекте были взяты из технической характеристики автомобиля ГАЗ-3307.
Максимально допустимая нагрузка приходящаяся на заднюю ось автомобиля: