Лекция № (15.11.05 г)
1. Назначение, классификация и требования, предъявляемые к управляемым мостам
Управляемые мосты автомобилей наряду с другими функциями обеспечивают поворот автомобиля, а управляемые мосты прицепных звеньев – маневренность автопоезда.
Управляемые мосты состоят из балки и поворотных кулаков, шарнирно соединённых с ней при помощи шкворней.
Поворотные кулаки воспринимают и передают на балки вертикальные, боковые и продольные реакции, действующие в точке контакта колеса с опорной поверхностью, а также реактивные тормозные моменты, возникающие в опорных дисках или суппортах тормозных механизмов, которые передаются на подрессоренную часть через элементы подвески.
Мосты с управляемыми колёсами должны обеспечивать стабилизацию колёс, лёгкость управления, хорошую маневренность автомобиля.
Стабилизация и частично лёгкость управления, достигается при соответствующем выборе углов установки шкворней и колёс. Автомобиль имеет хорошую маневренность, если конструкция моста позволяет получить максимально возможные углы поворота управляемых колёс. Конструкции мостов должны обеспечивать низкий износ шин.
Мосты с управляемыми колёсами должны иметь конструкцию, позволяющую расположить над ним двигатель и создать необходимые зазоры между балкой моста и поддоном двигателя.
Управляемые мосты бывают: управляемые ведомые мосты; управляемые ведущие мосты.
Управляемые ведущие мосты отличаются от управляемых ведомых более сложной конструкцией и большим разнообразием конструктивного выполнения отдельных деталей и узлов.
Для количественной оценки материалоёмкости различных конструкций передних мостов автомобилей целесообразно использовать сравнительный оценочный показатель. Наиболее удобным и простым показателем может служить коэффициент материалоёмкости, равный отношению собственной массы переднего моста к его осевой нагрузке.
2. Балки управляемых мостов
Балки управляемых мостов должны обладать необходимой прочностью и лёгкостью. Двутавровое сечение балок не следует считать оптимальным, так как в современных автомобилях передние балки воспринимают большие изгибающие в горизонтальной плоскости и крутящие моменты, поэтому его целесообразно применять для балок, воспринимающих изгибающий момент в вертикальной плоскости.
Размеры поперечного сечения балок передних мостов по длине, как правило, не постоянны. Характеристики и основные размеры балок передних мостов автомобилей приведены в /13/.
3. Поворотные кулаки, шкворни и ступицы колёс
Поворотные кулаки, шкворни и ступицы колёс передних мостов автомобилей, являются одними из наиболее ответственных деталей, к прочности и долговечности которых предъявляют повышенные требования. Конструктивные характеристики поворотных кулаков и шкворней грузовых автомобилей даны в /20/.
4. Расчёт на прочность элементов управляемого моста
Детали моста имеют сложную геометрическую форму и подвергаются действию разнообразных нагрузок, носящих часто случайный характер. По этому широкое распространение получили приближённые методы расчёта, позволяющие сравнить напряжённость вновь проектируемых и уже созданных конструкций. При таком методе расчёта детали мостов рассматриваются в основном, как стержни, нагруженные силами и моментами. Кроме нормальных напряжений определяются также касательные и эквивалентные напряжения.
Однако существуют и точные методики использующие численные методы расчёта, позволяющие учитывать конструктивно-геометрические особенности деталей и определять действительные значения напряжений в конструкции, с учётом концентрации напряжений.
4.1. Нагрузки действующие на мосты при контакте колеса с дорогой возникают:
1) нормальная реакция опорной поверхности
где 
– коэффициент
перераспределения нагрузки во время торможения.
2) продольная реакция опорной поверхности, возникающая при торможении (при этом предполагается, что скольжение колёс не происходит)
3) боковая реакция, возникающая при повороте (зависит от скорости движения, радиуса поворота, бокового перераспределения массы и коэффициента сцепления шины в боковом направлении).
Если принять действие бокового ветра, а также величину поперечного уклона дороги равными нулю, то при прямолинейном движении боковая реакция отсутствует.
Выполняя своё основное назначение, мосты воспринимают все силы и моменты, возникающие при контакте колёс с дорогой и передают их через детали подвески на раму ТС.
При этом на балки неразрезных мостов действуют следующие силы и моменты:
1) изгибающий момент в вертикальной плоскости от вертикальных реакций дороги (момент изменяется от 0 в сечениях крепления поворотных шкворней, до максимальных значений в местах крепления упругих элементов подвески);
2) изгибающий момент в горизонтальной плоскости от горизонтальных реакций дороги (момент изменяется от 0 в сечениях крепления поворотных шкворней, до максимальных значений в местах крепления упругих элементов подвески);
3) крутящий момент от сил торможения и от сил, действующих на мосты при их перекосах относительно рамы (постоянен на наружной части балки, т.е. от сои крепления шкворня до плоскости крепления упругого элемента);
4) сжимающие и растягивающие силы при движении на поворотах;
5) инерционные силы при внезапном наезде колёс на неровности дорожного покрытия (действуют в вертикальной и горизонтальной плоскостях).
4.2. При расчёте на прочность деталей переднего моста автомобиля, следует рассматривать три основных расчётных случая нагружения:
1) Переезд через дорожную неровность. В этом случае вертикальная нагрузка на балку достигает максимального значения, а продольные и боковые силы, принимаются равными нулю.
2) Торможение. Продольная сила торможения в этом случае имеет наибольшее значение. Для переднего ведущего моста, как правило, сила торможения больше силы тяги; боковая сила колеса равна нулю (торможение при прямолинейном движении); вертикальная нагрузка соответствует статической, учитывающей перераспределение массы при торможении на сухом асфальте.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.