Решение / задача 3

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 3

по дисциплине «Конструкция, потребительские свойства автомобиля и техническая эксплуатация ходовой части и кузова»

по теме «Рассчитать пружинную зависимую подвеску одноосного прице­па. Полную массу прицепа принять равной половине полной массы автомобиля, выданного на курсовое проектирование, частоту собст­венных колебаний обеспечить около  = 1,7Гц»

Выполнил: студент 2 курса

по направлению:

23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

Принял: доц. каф. Тегжанов Аблай-Хан Савитович

Работа принята «__»____202__ г.

Подпись: ____________________________

Омск

Тип автомобиля: КрАЗ;

Масса прицепа – m_П = 5975 кг;

Вес на одно колесо прицепа – G_K = 29277,5 Н;

Частота собственных колебаний прицепа – Ω = 1,7 Гц;

Коэффициент динамичности – К_Д = 3,0;

Допускаемым напряжением кручения – [τ] = 1000 МПа;

Модуль пружины – m = 8;

Модуль упругости при кручении – G = 8 · 10⁴ МПа;

Статический радиус колеса – r_к = 0,585 м;

Колея прицепа – В = 2,16 м;

Модуль упругости первого рода – Е = 2·10⁵ МПа;

Коэффициент сцепления колеса с асфальтированной дорогой – φ_max = 0,8;

Толщина стенки – δ = 0,003 м;

Максимальная относительная скорость перемещения подрессоренных и неподрессоренных масс (скорость хода поршня амортизатора) – V₀ = 0,4 м/с;

Коэффициент относительного затухания колебаний – ψ = 0,2;

Давление во время перемещения поршня в амортизаторе – q = 2,5 ∙10⁶ Па.

1. Построение упругой характеристики зависимой подвески

Определение статистического прогиба:

Определение динамического прогиба:

f_д = (0,8)∙f_cm = 0,8 · 0,087 = 0,069 м

Определение полного прогиба:

f_пол = f_cm + f_д = 0,087 + 0,069 = 0,1566 м

По упругой характеристике при полном прогибе можно определить максимальную силу, которая сжимает пружину G_кmax. Эту силу можно также определить по пропорции:

G_кmax/ f_пол = G_К/ f_cm

G_кmax = (G_К/ f_cm) · f_пол = (29277,5/ 0,087) · 0,1566 = 52699,5 Н

Определение динамической нагрузки:

G_кд = G_К ∙К_Д = 29277,5 · 3,0 = 87832,5 Н

Можно подсчитать диаметр пружинной проволоки, м:

,

коэффициент К_п – учитывает рост напряжения в металле от кривизны витка пружины:

Определение диаметра пружины:

D = d · m = 0,288 м

Количество рабочих витков:

где с – жесткость пружины: с = G_K / f_cm = 29277,5 / 0,087 = 336523 Н/м

2. Выбор геометрических параметров тяг

На основании опыта конструкторских разработок линейные размеры тяг (штанг) задаются, м:

- короткая продольная тяга (реактивная) l₁ ≈ r_к = 0,585 м;

- длинная продольная тяга l₂ ≈ 1,25∙ l₁= 1,25 ·0,585 = 0,73125 м;

- поперечная тяга l₃ ≈ 0,8 ∙ В = 0,8 · 2,16 = 1,728 м.

Все тяги имеют трубчатое сечение одного размера по условиям унификации. Наиболее напряженная работа у поперечной тяги на сжатие. Эта тяга рассчитывается на потерю поперечной устойчивости по формуле Эйлера:

(1)

где F – максимальная сила сжатия тяги на повороте с отрывом колес одного борта от дороги (предельный по боковой силе случай), Н; J – момент инерции сечения тяги, м⁴.

По условиям сцепления максимальная боковая сила определится:

= 2· 29277,5 · 0,8 = 46844 Н; (2)

(3)

где r – внутренний радиус тяги, м.

Трубчатый профиль тяги подвески

Подставив (2) и (3) в (1) можно выразить и посчитать r:

м – внешний диаметр,

м – внутренний диаметр,

– момент инерции сечения тяги.

3. Подбор параметров амортизатора

Сила сопротивления амортизатора определяется по формуле:

,

где F_са – сила сопротивления амортизатора, Н; k – коэффициент сопротивления амортизатора:

F_са = 6332,78 · 0,4 = 2533,112 Н.

Поскольку уже известна величина F_са, то можно выразить диаметр поршня, м: