Расчет ведущего моста автомобиля ГАЗ 3110

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

СФУ

Кафедра «Автомобили и двигатели»

Практическая работа №5

Расчет ведущего моста автомобиля ГАЗ 3110

Выполнил:

ст-т гр. ФТ 05-06

Храмов А. В.

Проверил:

Муромцев А. С.

Красноярск

2008

1 Исходные данные

Автомобиль  ГАЗ 3110. Для расчета принимаем: неразрезной ведущий мост на 4-х продольных рычагах, в качестве упругих элементов используются винтовые пружины, полуоси полуразгружены.

Максимальный крутящий момент двигателя, , ;

Вес автомобиля, приходящийся на ведущий мост, Н,

Передаточное число главной передачи - ;

Передаточное число первой передачи -

Статический радиус колеса, м -

Размеры балки прототипа:    

 .

2 Нагрузки, действующие на мосты

Рисунок 1

Рассмотрим нагрузки, возникающие при контакте колеса с дорогой. К ним относится нормальная нагрузка колеса, направленная перпендикулярно дорожной поверхности (рис. 1.)

где     - коэффициент перераспределения нагрузки на задний мост,

 для легковых автомобилей;

 - ускорение свободного падения, м/с;

 - масса автомобиля, приходящаяся на ведущий мост автомобиля, кг.

При движении на колесо действует продольная реакция опорной поверхности (сила сопротивления движению), направленная против движения автомобиля или автопоезда:

где      - коэффициент сопротивления движению,

При торможении на колесо также действует продольная реакция опорной поверхности, направленная против движения автомобиля:

где    - коэффициент сцепления колеса с дорогой при торможении, .

3 Расчет на прочность балки ведущего моста

Напряжения, возникающие в балке ведущего моста, зависят от конструкции моста, способа передачи усилий и моментов от моста деталям подвески и конструкции полуосей. При прочностном расчете балок ведущих мостов принимают следующие допущения:

1) при боковом скольжении автомобиля сила тяги незначительна, и поэтому ее принимают равной нулю;

2) при прямолинейном поступательном движении автомобиля боковые силы в точках контакта колес с дорогой отсутствуют;

3) при переезде автомобиля через дорожную неровность  силы тяги, торможения и боковые силы отсутствуют.

Балку ведущего моста, как правило, рассчитывают на прочность для четырех случаев нагружения:

1. При передаче через задние ведущие колеса максимальной силы тяги.

2. При торможении автомобиля.

3. При заносе автомобиля.

4. При переезде автомобиля через неровность дорожного покрытия.

3.1 Первый случай нагружения

При передаче через задние ведущие колеса максимальной силы тяги. Необходимо определять напряжения в кожухах полуосей от действия силы тяги, вертикальной нагрузи и реактивного момента. Силы тяга на одном из ведущих колес и реактивный момент, воспринимаемый одним из кожухов полуосей, находят по формулам:

где      - максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем;

0,5 - коэффициент, учитывающий различие в крутильной жесткости правого и левого кожухов балки ведущего моста в зависимости от их длины (короткий кожух полуоси балки обладает большей крутильной жесткостью); при одинаковой длине обоих кожухов полуосей следует использовать коэффициент 0,5.

Напряжения кручения, возникающие в кожухах полуосей балок ведущих мостов и на участке от картера главной передачи до места крепления рессор:

где      - момент сопротивления кручению сечения кожуха полуоси балки ведущего моста.

Определив тяговое усилие рассчитывают изгибающий момент, действующий на балку в горизонтальной плоскости для балок мостов с полу разгруженными полуосями:

где      - расстояние от центра контакта колеса с дорогой до середины шлицевого конца полуоси.

Одновременно с максимальной силой тяги на балку действует изгибающий момент от вертикальной составляющей реакции дороги. Для балок мостов с полуразгруженными полуосями:

В случае круглой формы, расчетного сечения балки напряжения изгиба и кручения:

где      - момент сопротивления изгибу

Эквивалентное напряжение изгиба и кручения определяют согласно теории наибольших касательных напряжений:

Построим эпюры изгибающих моментов.

Рисунок 2

3.2 Второй случай нагружения

При торможении автомобиля. При торможении автомобиля балка ведущего моста изгибается в горизонтальной и вертикальной плоскостях моментами, возникающими под действием силы торможения и вертикальной нагрузки, а также закручивается реактивным тормозным моментом на участках от колес до расчетного сечения. Для балок мостов с полуразгруженными полуосями:

где      - коэффициент перераспределения массы автомобиля при торможении; для легковых автомобилей

Суммарный изгибающий момент:

Реактивный тормозной момент:

При круглом трубчатом сечении балки:

Рисунок 3

3.3 Третий случай нагружения.

Рисунок 4

При заносе автомобиля. При боковом скольжении рассчитывают только напряжения изгиба