Модернизация подвески автомобиля ЗАЗ1102 Таврия

Силу F пружины определяют для неподвижного автомобиля, рассчитывая ее по законам статики.

Колесо, поворотная цапфа колеса, наружная труба амортизатора и шток при анализе статического равновесия образуют единое целое по отношению к точке А крепления на брызговике и нижнему рычагу, закрепленному в точке В (рис. 4.3).

gn=left hspace=12>

Рис.4.3 Виды подвески сбоку (а) и сзади (б), необходимые для определения сил, действующих в направлении оси Z.

Составляем уравнения моментов относительно оси Z и точки А.

Σ МОZА: NV ′ · b + Вy (c + o) sin δo – Bx (c + o) cos δo = 0;

где b = Ro ст + dotg δo + (c + o) sin δo;

Bx = By ctg β;

NV ′ (Ro ст + dotg δo + (c + o) sin δo + By (c + o) sin δo – – By (c + o) cos δo ctg β = 0;

Bx = By ctg β = 56,4 · 15,97 = 900,71 Н

Сумма моментов относительно оси Х и точки А:

Σ МОХА : NV ′е + Вy t – BZ (c + o) cos δo = 0;

где t = (с + о) cos δo tg ε;

е = [(с + о) cos δo + dо – rст] tg ε.

Āх + Вх = 0; Āy + Вy + NV ′ = 0; Āz + Вz = 0;

Ах – Вх = 0; – Аy + Вy + NV ′ = 0; Аz – Вz = 0;

Ах = Вх = 900,71 Н Аy = Вy + NV ′; Аz = Вz;

Аy = 56,4 +2596,5 = 2652,9 Н; Аz = 118,17 Н

Теперь необходимо эти силы разложить на составляющие в направлении линии оси амортизатора и перпендикулярно к ней.

Вертикальную силу Аy поэтому следует рассматривать отдельно и с учетом пространственного угла υ, разложить на составляющие в направлении осей U и V (рис. 5.2.). С учетом

tg υ = √tg² (δo – α) + tg² ε

tg υ = √tg² 8º + tg² 3° = √0,1405² + 0,0524² = 0,15

υ ≈ 8°32′.

получаем АYU = Аy sin υ = 2652,9 · 0,1484 = 393,69 Н

АYV = Аy cos υ = 2652,9 · 0,9889 = 2623,45 Н.

Силы Ах и Аz следует разложить и, учитывая угол æ на виде сверху системы сил на рис. 4.6, разложить на составляющие в направлении сил S и Т.

Поскольку

tg æ = tg (δo – α) / tg ε = 0,1405 / 0,0524 = 2,6813

æ = 69°33′.

Ахs = Ах · sin æ = 900,71 · 0,937 = 843,97 Н

Ахt = Ах · cos æ = 900,71 · 0,3494 = 314,71 Н

Аzs = Аz · cos æ = 118,17 · 0,3494 = 41,29 Н

Аzt = Аz · sin æ = 118,17 · 0,937 = 110,73 Н

Аs = Аzs + Ахs = 41,29 + 843,97 = 885,26 Н

Аt = Ахt – Аzt = 314,71–110,73 = 203,98 Н

Силу Аs следует далее разложить на составляющие в направлениях U и V (рис. 4.7).

ASU = As cos υ = 885,26 · 0,9889 = 875,43 H

ASV = As sin υ = 885,26 · 0,1484 = 131,37 H.

Силы AYV и ASV совместно определяют нагрузку на пружину:

F1=AYV+ ASV =2623,45+131,37 =2754,82 Н.

Вторая составляющая ASU, также перпендикулярна к прямой АВ, как и AYU, приложена к штоку поршня. Чтобы иметь возможность определить напряжение изгиба, на основе двух сил с учетом силы Аt, действующей под углом 90° к ним, следует найти поперечную составляющую

AU = ASU – AYU = 875,43 – 393,69 = 481,74 Н.

Aguer = √Au² + At² = √481,74² + 20

3,98² = 523,15 Н .

Осуществляем проверку найденных сил:

√AX² + AY² + AZ² = √Fω² + AU² + At² ;

√900,71² + 2652,9² +118,17² = √2754,82² + 481,74² + 203,98² ;

2804,12 ≈ 2804,05.

Рис. 4.8 Силы изгибающие шток амортизатора

Изгибающий момент в штоке амортизатора: МК = Aguer · 0′ = 523,15 · 0,136 = 71,15 Нм. Сила в направляющей втулке штока амортизаторной стойки С=. Сила, действующая на поршень, К = С - Aguer=860,35–523,15=337,2 Н.

На основе замеров характеристик упругости подвески с петлей гистерезиса сила трения, в данном случае, равная Сµ1 + Кµ2, является одной из демпфирующих сил и способствует повышению жесткости подвески.

5 Расчеты на прочность

5.1 Основные теоретические положения расчетов на прочность

При расчетах на прочность сопоставляют фактические и допустимые напряжения, чтобы гарантировать долговечность детали и убедиться в том, что даже при максимальных нагрузках не произойдет ее пластической деформации. Это может иметь место при условии, если будет превышено временное сопротивление или предел текучести материала. Во всех случаях уравнения для расчета будут иметь вид:

σф = σдоп. и τ ф ≤ τ доп.

Фактически возникающие напряжения вызываются передаваемыми силами и моментами. Их величина зависит от размеров деталей, т. е. от внешних факторов. Допустимые напряжения зависят от тех характеристик материала, которые он будет иметь в данной детали, т. е. речь идет о возникающих в детали внутренних напряжениях.

 Скачать реферат