Решение / задача 3
.docxМинистерство 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 – mП = 5975 кг;
Вес на одно колесо прицепа – GK = 29277,5 Н;
Частота собственных колебаний прицепа – Ω = 1,7 Гц;
Коэффициент динамичности – КД = 3,0;
Допускаемым напряжением кручения – [τ] = 1000 МПа;
Модуль пружины – m = 8;
Модуль упругости при кручении – G = 8 · 104 МПа;
Статический радиус колеса – rк = 0,585 м;
Колея прицепа – В = 2,16 м;
Модуль упругости первого рода – Е = 2·105 МПа;
Коэффициент сцепления колеса с асфальтированной дорогой – φmax = 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:
fд = (0,8)∙fcm = 0,8 · 0,087 = 0,069 м
Определение полного прогиба:
fпол = fcm + fд = 0,087 + 0,069 = 0,1566 м
По упругой характеристике при полном прогибе можно определить максимальную силу, которая сжимает пружину Gкmax. Эту силу можно также определить по пропорции:
Gкmax/ fпол = GК/ fcm
Gкmax = (GК/ fcm) · fпол = (29277,5/ 0,087) · 0,1566 = 52699,5 Н
Определение динамической нагрузки:
Gкд = GК ∙КД = 29277,5 · 3,0 = 87832,5 Н
Можно подсчитать диаметр пружинной проволоки, м:
,
коэффициент Кп – 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 = GK / fcm = 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 ≈ rк = 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 Fса – сила сопротивления амортизатора, Н; k – коэффициент сопротивления амортизатора:
Fса = 6332,78 · 0,4 = 2533,112 Н.
Поскольку уже известна величина Fса, то можно выразить диаметр поршня, м: