Файл: Курсовая работа "Задняя рессорная подвеска грузового автомобиля (прототип газ3307)".rtf
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
M=5975 кг;
Масса приходящаяся на заднюю ось автомобиля в снаряженном состоянии: M0=1765 кг;
База автомобиля: L=3770 мм.
3.1 Построение упругой характеристики подвески автомобиля
Задаемся частотой собственных колебаний в снаряженном состоянии,
Определяем статический прогиб рессоры в снаряженном состоянии:
Определим нагрузку, приходящуюся на заднюю подвеску от подрессоренной массы в снаряженном состоянии и жесткость подвески:
Откладываем в системе координат F-Δ значения Fсн и Δсн, находим точку А (рис. 4.1).Проводим линию ОА. На продолжении ОА отмечаем точку В, в которой включается подрессорник. Ордината точки В определяется.
где
- груз, приходящийся на рессору при номинальной нагрузке автомобиля:
- коэффициент, показывающий долю нагрузки при которой включается подрессорник (
- для грузовых автомобилей), принимаем 
Рассчитываем статический прогиб подвески в груженном состоянии.
где Сор – жесткость основных рессор, определяется:
Спр – жесткость подрессорника:
В результате:
Определим нагрузку на заднюю подвеску в груженном состоянии:
Определяем максимальную нагрузку на подвеску:
Рассчитываем динамический прогиб подвески:
где Кс=0.8;
Получаем полный прогиб подвески:
Так как линия ВС не пересекает вертикаль, соответствующему полному прогибу при нагрузке меньшей Fмах (точка D), то установка буфера сжатия не требуется.
Рис. 3.1. Упругая характеристика проектируемой подвески
3.2 Расчет параметров листовой рессоры подрессорника
По конструктивным параметрам устанавливаемого заднего моста задаем расстояние между стремянками:
Находим длину рессоры из условия:
Находим активную длину рессоры:
Решив систему двух уравнений получим формулу для расчета толщины одного листа рессоры:
где b - ширина рессоры;
t-толщина рессоры;
n-количество листов рессоры.
Получим формулу для расчета толщины одного листа рессоры:
Принимаем толщину листа 11 мм.
Принимаем отношение
.
Определяем ширину листа рессоры:
Принимаем ширину рессоры 86 мм.
Определяем количество листов рессоры:
Окончательно принимаем 10 листов.
Определим толщину каждого листа.
Поскольку рессора является направляющим элементом то коренной лист воспринимает продольную и поперечную силы, то есть перегружена. Для обеспечения необходимого ресурса его толщину принимают на один класс больше, чем полученный по расчету. Кроме этого часто увеличивается толщина прилегающих листов. Группа из средних листов имеет расчетную толщину, группа нижних листов имеет толщину на 1,2 класса ниже расчетной.
Для 1,2 листа принимаем толщину 11.5 мм, для 3,4,5 принимаем 11 мм, для 6,7,8 листа – 10.5 мм, для 9 и 10 – 10 мм.
Определим длину листов основной рессоры графическим методом.
Для этого определим момент инерции каждого листа и отложим их на оси Y, а на оси Х отложим длины коренного листа и стремянки (рис 4.2)
Момент инерции 1,2,3 листа:
м4
J4=J5=J3=9.5∙10-9м4;
J6=J7=J8=8.3∙10-9м4;
J9=J10=7.2∙10-9м4.
Из рисунка определяем длины листов.
Длина 1,2 листа равна длине рессоры, 3 – 1296 мм, 4 – 1104 мм, 5 – 928 мм, 6 – 764 мм, 7–604 мм, 8–448 мм, 9–308 мм, 10–180 мм.
Рис. 3.2.1. Рисунок для определения длин листов
Расчет подрессорника.
Производим расчет тех же параметров для подрессорника.
Находим длину подрессорника из условия:
Находим активную длину подрессорника:
Определяем толщину одного листа:
Принимаем толщину листа 9 мм.
Принимаем ширину подрессорника 86 мм.
Определяем количество листов подрессорника:
Окончательно принимаем 4 листа.
Ширину 1 листа принимаем 9.5 мм, 2 и 3 – 9 мм и 4 листа – 8.5 мм.
Определим длины листов подрессорника.
м4
J2=J3=5.2∙10-9м4;
J4=4.4∙10-9м4;
Рис. 3.2.2. Рисунок для определения длин листов подрессорника
Из рисунка определяем длины листов.
Длина 1 листа равна длине подрессорника, 2 – 852 мм, 3 – 544 мм, 4 – 256 мм.
4. Расчет параметров амортизатора
4.1 Расчет характеристики амортизатора
,
откуда коэф. сопротивления амортизатора
.
М – масса приходящаяся на подвеску, приведенная к центру колеса;
c=271363 H/м – жесткость подвески, приведенная к центру колеса;
Учитывая, что коэф. сопротивления на ходе отбоя
, где
- коэффициент сопротивления на ходе сжатия (
, принимаем 
).
,
Определяем коэффициент сопротивления на ходе сжатия амортизатора:
,
Определяем коэффициент сопротивления амортизатора на ходе отбоя:
,
По известным коэффициентам строится характеристика амортизатора, в которой максимальная сила сопротивления:
, где 
принимают равным 0.6 м/с.
;
Рис. 4.1. Характеристика амортизатора
4.2 Расчет параметров амортизатора
Площадь поршня
мм2,
Диаметр поршня
мм,
где
pmax=4 МПа – максимальное давление в амортизаторе;
Fmax= Fmax(отб)=5857.2 H – максимальная сила сопротивления амортизатора на ходе отбоя;
Определим диаметр штока (приняв его длину L= 300 мм)
Из расчета на устойчивость штока при максимальном осевом сжатии:
мм
Площадь поршня на ходе отбоя
мм2,
Площадь поршня на ходе сжатия
мм2,
По ГОСТ выбираем амортизатор с диаметром кожуха: D=70 мм.
4.3 Гидравлический расчет амортизатора
Выбираем площадь сечения проходных отверстий такую, чтобы получить заданную характеристику.
Расход жидкости
, (1)
в то же время
, (2)
где
.
мм2
Где,
kУ=0.98 – коэф. утечек;
Sв=SвСЖ= 1519.8 мм2 – площадь вытеснителя на ходе сжатия;
Sв=SвОТБ= 1284.8 мм2 – площадь вытеснителя на ходе отбоя;
=0.65 – коэф. расхода;
=760 кг/м3 - плотность.
4.4 Тепловой расчет амортизатора
Мощность, рассеиваемая амортизатором в атмосферу
, (3)
где
k=55 Втм2/с – коэф. теплоотдачи;
t – перепад температур между поверхностью амортизатора и набегающим потоком воздуха;
Обдуваемая площадь поверхности амортизатора
м2,
Генерируемая мощность
. (4)
Здесь
– средний коэф. сопротивления амортизатора;
Vср=0,3 м/с – средняя скорость перемещения поршня.
Температура стенок амортизатора
0C.
5. Прочностной расчет листовой рессоры
Выполним расчет напряжения действующего в коренном листе рессоры.
[G]=1000 MПа
где
– учитывает неравномерность распределения напряжения по листам.
Масса приходящаяся на заднюю ось автомобиля в снаряженном состоянии: M0=1765 кг;
База автомобиля: L=3770 мм.
3.1 Построение упругой характеристики подвески автомобиля
Задаемся частотой собственных колебаний в снаряженном состоянии,
Определяем статический прогиб рессоры в снаряженном состоянии:
Определим нагрузку, приходящуюся на заднюю подвеску от подрессоренной массы в снаряженном состоянии и жесткость подвески:
Откладываем в системе координат F-Δ значения Fсн и Δсн, находим точку А (рис. 4.1).Проводим линию ОА. На продолжении ОА отмечаем точку В, в которой включается подрессорник. Ордината точки В определяется.
где
- груз, приходящийся на рессору при номинальной нагрузке автомобиля: - коэффициент, показывающий долю нагрузки при которой включается подрессорник ( - для грузовых автомобилей), принимаем Рассчитываем статический прогиб подвески в груженном состоянии.
где Сор – жесткость основных рессор, определяется:
Спр – жесткость подрессорника:
В результате:
Определим нагрузку на заднюю подвеску в груженном состоянии:
Определяем максимальную нагрузку на подвеску:
Рассчитываем динамический прогиб подвески:
где Кс=0.8;
Получаем полный прогиб подвески:
Так как линия ВС не пересекает вертикаль, соответствующему полному прогибу при нагрузке меньшей Fмах (точка D), то установка буфера сжатия не требуется.
Рис. 3.1. Упругая характеристика проектируемой подвески
3.2 Расчет параметров листовой рессоры подрессорника
По конструктивным параметрам устанавливаемого заднего моста задаем расстояние между стремянками:
Находим длину рессоры из условия:
Находим активную длину рессоры:
Решив систему двух уравнений получим формулу для расчета толщины одного листа рессоры:
где b - ширина рессоры;
t-толщина рессоры;
n-количество листов рессоры.
Получим формулу для расчета толщины одного листа рессоры:
Принимаем толщину листа 11 мм.
Принимаем отношение
.Определяем ширину листа рессоры:
Принимаем ширину рессоры 86 мм.
Определяем количество листов рессоры:
Окончательно принимаем 10 листов.
Определим толщину каждого листа.
Поскольку рессора является направляющим элементом то коренной лист воспринимает продольную и поперечную силы, то есть перегружена. Для обеспечения необходимого ресурса его толщину принимают на один класс больше, чем полученный по расчету. Кроме этого часто увеличивается толщина прилегающих листов. Группа из средних листов имеет расчетную толщину, группа нижних листов имеет толщину на 1,2 класса ниже расчетной.
Для 1,2 листа принимаем толщину 11.5 мм, для 3,4,5 принимаем 11 мм, для 6,7,8 листа – 10.5 мм, для 9 и 10 – 10 мм.
Определим длину листов основной рессоры графическим методом.
Для этого определим момент инерции каждого листа и отложим их на оси Y, а на оси Х отложим длины коренного листа и стремянки (рис 4.2)
Момент инерции 1,2,3 листа:
м4J4=J5=J3=9.5∙10-9м4;
J6=J7=J8=8.3∙10-9м4;
J9=J10=7.2∙10-9м4.
Из рисунка определяем длины листов.
Длина 1,2 листа равна длине рессоры, 3 – 1296 мм, 4 – 1104 мм, 5 – 928 мм, 6 – 764 мм, 7–604 мм, 8–448 мм, 9–308 мм, 10–180 мм.
Рис. 3.2.1. Рисунок для определения длин листов
Расчет подрессорника.
Производим расчет тех же параметров для подрессорника.
Находим длину подрессорника из условия:
Находим активную длину подрессорника:
Определяем толщину одного листа:
Принимаем толщину листа 9 мм.
Принимаем ширину подрессорника 86 мм.
Определяем количество листов подрессорника:
Окончательно принимаем 4 листа.
Ширину 1 листа принимаем 9.5 мм, 2 и 3 – 9 мм и 4 листа – 8.5 мм.
Определим длины листов подрессорника.
м4J2=J3=5.2∙10-9м4;
J4=4.4∙10-9м4;
Рис. 3.2.2. Рисунок для определения длин листов подрессорника
Из рисунка определяем длины листов.
Длина 1 листа равна длине подрессорника, 2 – 852 мм, 3 – 544 мм, 4 – 256 мм.
4. Расчет параметров амортизатора
4.1 Расчет характеристики амортизатора
Для расчета параметров амортизатора с начало выбираем коэффициент апериодичности =0,15…0,3, принимаем =0,2.
,откуда коэф. сопротивления амортизатора
.М – масса приходящаяся на подвеску, приведенная к центру колеса;
c=271363 H/м – жесткость подвески, приведенная к центру колеса;
Учитывая, что коэф. сопротивления на ходе отбоя
, где - коэффициент сопротивления на ходе сжатия ( , принимаем ). ,Определяем коэффициент сопротивления на ходе сжатия амортизатора:
,Определяем коэффициент сопротивления амортизатора на ходе отбоя:
,По известным коэффициентам строится характеристика амортизатора, в которой максимальная сила сопротивления:
, где принимают равным 0.6 м/с. ; Рис. 4.1. Характеристика амортизатора
4.2 Расчет параметров амортизатора
Площадь поршня
мм2,Диаметр поршня
мм,где
pmax=4 МПа – максимальное давление в амортизаторе;
Fmax= Fmax(отб)=5857.2 H – максимальная сила сопротивления амортизатора на ходе отбоя;
Определим диаметр штока (приняв его длину L= 300 мм)
Из расчета на устойчивость штока при максимальном осевом сжатии:
ммПлощадь поршня на ходе отбоя
мм2,Площадь поршня на ходе сжатия
мм2,
По ГОСТ выбираем амортизатор с диаметром кожуха: D=70 мм.
4.3 Гидравлический расчет амортизатора
Выбираем площадь сечения проходных отверстий такую, чтобы получить заданную характеристику.
Расход жидкости
, (1)в то же время
, (2)где
. мм2Где,
kУ=0.98 – коэф. утечек;
Sв=SвСЖ= 1519.8 мм2 – площадь вытеснителя на ходе сжатия;
Sв=SвОТБ= 1284.8 мм2 – площадь вытеснителя на ходе отбоя;
=0.65 – коэф. расхода;
=760 кг/м3 - плотность.
4.4 Тепловой расчет амортизатора
Мощность, рассеиваемая амортизатором в атмосферу
, (3)где
k=55 Втм2/с – коэф. теплоотдачи;
t – перепад температур между поверхностью амортизатора и набегающим потоком воздуха;
Обдуваемая площадь поверхности амортизатора
м2,Генерируемая мощность
. (4)Здесь
– средний коэф. сопротивления амортизатора; Vср=0,3 м/с – средняя скорость перемещения поршня.
Температура стенок амортизатора
0C.5. Прочностной расчет листовой рессоры
Выполним расчет напряжения действующего в коренном листе рессоры.
[G]=1000 MПагде
– учитывает неравномерность распределения напряжения по листам.