Замена резьбовых соединений рычагов подвески автомобиля ГАЗ 24 на резинометаллические шарниры

Таблица 1 - Формулы для определения деформации резинометаллического шарнира.

Отношение сил , , , определяется построением соответствующих силовых треугольников.

Для определения силы Ра откладываем в определенном масштабе вертикально расположенную силу Тк. Через ее верхний и нижний концы проводим линии, соответственно параллельные силе Ра и реакции Qн, действующей вдоль нижнего рычага. Сила Ра проходя через шарнир В, создает на плече la момент, скручивающий резино-металлический шарнир А. Силовой треугольник расположен на рисунке 3.

Рисунок 3- Силовой треугольник для определения силы Ра.

Из силового треугольника видно:

Так как Тк = G = 4193,77 Н., то сила скручивающая шарнир А будет вычисляться по формуле:

Ра= G/0,61 (7)

Ра= 4193,77/0,61= 6875 Н.

Для определения силы Рd строим аналогичный силовой треугольник. Через верхний и нижний концы силы Тк проводим соответственно линии , параллельные оси верхнего рычага и силе Рd, которая, проходя через шарнир Е на плече ld создает момент , скручивающий резинометаллический шарнир D.

Рисунок 4- Силовой треугольник для определения силы Рd.

Из силового треугольника видно:

Сила, скручивающая шарнир D будет вычисляться по формуле:

Рd= G/0,39 (8)

Рd= 4193,77/0,39= 10753,3 Н.

Геометрическими вычислениями находим, что плечо la=0,203 м., а плечо ld= 0,257 м.

Подставляя полученные значения в формулу (6) найдем деформацию шарниров А и D:

Величина момента Мш, скручивающего резино-металлический шарнир, для любого положения колеса может быть подсчитана по формуле:

, (9)

где - угловая деформация резинового шарнира, измеряемая от его нейтрального положения.

Величина для шарниров А и D может быть определена по изменению угла между осями вертикальной стойки и соответствующего рычага. Нейтральное положение зависит от того, в каком положении подвески были зажаты или установлены втулки резино-металлического шарнира. Поэтому в дальнейших расчетах следует учитывать, что упругий момент шарнира может иметь и положительное и отрицательное значения, в зависимости от того, в какой области относительно нейтрального положения происходит деформация шарнира. Если при перемещении колеса вверх относительно кузова автомобиля момент, скручивающий шарнир, возрастает, то он будет иметь положительное значение; если убывает, - то отрицательное. Знаки моментов следует учитывать при подстановке в формулу (4).

Определим угловую деформацию шарниров А и D в статическом режиме:

Определим величины ; :

Жесткость подвески после установки резино-металлических шарниров будет находиться из следующего выражения:

(10)

Из данного анализа можно сделать вывод, что жесткость подвески увеличилась в 1,2 раза.

6. Определение силы затяжки и момента затяжки гайки

где sЭК =200∙Па.

Момент завинчивания определяется по формуле:

Тзав = 0,5Fd2 [f + tg(j+y) ], (11)

где y - угол подъема резьбы ,y=2°12';

f - коэффициент трения на торце гайки, f =0.15.

Tзав=0,5·2097·13,188 [0.15+tg(2є12'+ 9є50')]=4712 Н·мм=47,12Н/м

Сила приложения определяется по формуле:

Fk=Тзав / L (12)

где L-плечо, L=200 мм.

Fк=4127/200=23,6 Н

Таким образом, сила затяжки и момент завинчивания при установке сайлент-блоков нас устраивает полностью. При этом выигрыш в силе:

Fзат / Fк = 19326/23,6 = 818,9 раз.

7. Проверочный расчет сайлент-блоков на прочность

(13)

где Т-момент, скручивающий сайлент-блок;

Dн- наружный диаметр резиновой втулки;

Dвн- внутренний диаметр резиновой втулки;

- длина резиновой втулки.

Можно сделать вывод, что оба резино-металлических шарнира А и D выдержат создаваемое напряжение.

Заключение

В данном курсовом проекте была произведена замена резьбовых втулок на сайлент-блоки. При установке этих шарниров в процессе эксплуатации не требуется смазки, технического обслуживания и ремонта. Проведенные расчеты показали, что жесткость подвески увеличилась в 1,2 раза, рабочий ход подвески остался неизменным, допустимое напряжение смятия верхнего сайлент-блока проходит с запасом 45%, а нижнего-10%, сила затяжки гайки 19 кН, а момент затяжки 47,12 Н·м.

 Скачать реферат