Обзор и анализ рулевых управлений. Уход и обслуживание узлов рулевого управления, страница 5

2) Определим момент для поворота управляемых колес, т.е.

управляемой оси.

где:

Момент необходимый для поворота управляемой оси, определим по другой формуле, для сравнения

где:

3)  Определяем размер силового цилиндра

Момент на поворотном рычаге от усилия водителя

где:

4)  Работа, которую совершает водитель для поворота управляемых колес на месте

где:

5)  Работа, которую необходимо совершить для поворота управляемых колес

где:

6)  Работа, которую должен совершить усилитель

где:

7) Рабочий объем силового цилиндра

где:

8)Определим диаметр силового цилиндра

где:

Принимаем по ГОСТ16514-70 размеры цилиндра

Гидравлический расчет усилителя рулевого управления.

Подача насоса Qн должна обеспечивать поворот управляемых колес автомобиля с большей скоростью, чем его может осуществить водитель. Это условие можно записать следующим образом

где - расчетный объем силового цилиндра

-объемный КПД насоса

- угол поворота рулевого колеса из одного крайнего положения во второе

-утечки в гидросистеме

Выбираем насос с соответствующей производительностью.

Выберем диаметр трубопроводов системы d=12мм=0,012м. Просчитаем возможность использования трубопроводов данного диаметра в гидросистеме.

Скорость течения жидкости в трубопроводе

Скорость укладывается в указанные нормы 3,6 м/с меньше 4 м/с для напорных магистралей.

Потери напора по длине трубопровода

 

где Lm=1,6м- длина трубопроводов напорной линии;

- плотность рабочей жидкости;

- коэффициент сопротивления трению;

Re-число Рейнольдса.

где - кинематическая вязкость рабочей жидкости при t=50 С.

При данных потерях найдем необходимый диаметр трубопроводов

Как видно из проверочного расчета, выбранный ранее диаметр трубопровода является достаточным.

Расчет деталей на прочность

1) Момент на рулевом колесе, колонке, винте рулевого механизма от усилия, которое прикладывает водитель к ободу рулевого колеса

2) Окружное усилие на винте

где:

3) Усилие на начальной окружности зубьев сектора равно усилию действующему вдоль оси винта

, тогда  

где:

4) Радиальное усилие в зубчатом зацеплении

где:

5)  Момент на валу сектора

где:

6) Усилие на конце сошки от водителя

где:

7)  Усилие на шаровом пальце силового цилиндра

8)  Действующие силы и реакции на секторе рулевого механизма (рис.  )

                   

где:

            

         

Рулевой механизм

1)  Передаточное число

где:

                                                                                                                                                                                                                                      

2)  Винт на кручение и на изгиб

Сталь 20ХН3А, HRC 58 не менее

 

                 

      

                                             

при одновременном действии изгиба и кручения расчет ведем по эквивалентному напряжению

  

                 

                  

Шаровая передача

Расчитываем пару винт-гайка на статическую нагрузку от силы, нормальной к шарику

где:

   приняли 2,2 витка из 6 витков гайки за рабочие. Но в рулевом механизме применяется 102 шарика, для расчета принимаем z=51

                              Н.Б. Пясик “Шаровые механизмы”. Машгиз, 1962г.