Расчет шаровой опоры подвески на износ и надежность

Расчет поршня

Срез болтов крепления тормозного диска.

Болты крепления диска проверяются на срез для усилия, определяемого по формуле:

где – максимальный тормозной момент, н∙м;

– радиус расположения колесных болтов (шпилек), м;

Напряжения среза:

где n– число болтов (шпилек);

– площадь поперечного сечения болтов (шпилек)по окружности впадин резьбы, ;

[ для материала болта (шпильки).

Для качественной углеродистой стали [ ]= 90–110МПа.

Максимальное давление, действующее на поршень при экстренном торможении – .

Рис. 2.10. Расчетная схема поршня.

Площадь поршня:

,

Площадь поршня в опасном сечении:

,

Максимальные сжимающие силы:

Напряжение сжатия в опасном сечении:

Условия прочности должны выполняться при

Расчет шаровой опоры подвески представляет собой сложную задачу. Данный узел относится к числу наиболее ответственных сопряжений и во многом определяет общее состояние подвески и показатели безотказной работы автомобиля в целом.

В общем случае при расчете шаровой опоры подвески рассматривается контакт стального закаленного шара и вкладыша. Расчетная схема представлена на рисунке:

Рис. 2.11. Схема контакта в шаровом пальце: 1 – металлокерамический сферический вкладыш, 2 – корпус, 3 – полимерный сферический вкладыш, 4- палец шарнира.

Определение нагрузки на шарнир. Для определения действующей на шаровый шарнир нагрузки, следует рассмотреть схему действия сил действующих в подвеске автомобиля. В общем случае, в статическом положении, общая вертикальная нагрузка, передающаяся от подрессоренной части автомобиля на одну сторону передней подвески, будет равна:

где ;

– доля массы, приходящаяся на переднюю ось;

При движении к статической нагрузке добавляется динамическая, учитываемая введением динамического фактора

Таким образом, итоговое значение нагрузки на шаровый шарнир передней подвески в общем случае будет равно:

При этом, если в подвеске применено по два шарнира на каждую сторону, то принимаем, что нагрузка по ним распространяется равномерно и в итоге составляет величину

Для определения показателей, определяющих износ шарниров в процессе эксплуатации, необходимо знать величины среднего пути трения при работе подвески. На основе экспериментальных данных, можно в проектных расчетах использовать следующие величины:

1. Средний путь трения в шарнире от одного вертикального перемещения колеса:

2. Средний путь трения в шарнире от одного поворота колеса в одну сторону:

3. Число вертикальных колебаний колеса (для дорог 1 и 2 категории) определяется величиной

4. Число поворотов колеса на 1 км пути, в среднем 0,1 мм/км, путь трения =0,7 мм/км

Радиус поверхности шарового пальца

где d– диаметр шара шаровой опоры, мм.

Параметры изнашивания полиуретановых вкладышей:

2,04.

Угол контакта вкладыша для нижней части опоры:

φ₁=35⁰, φ₂=75⁰

Расчет износа полиуретанового вкладыша на расчетный пробег:

Максимальное начальное контактное напряжение в шарнире:

После выполнения расчетов, сделать выводы о среднем пробеге до замены рассчитываемых элементов, опираясь на величину предельно допустимого износа при эксплуатации, заданную заводом-изготовителем.

Дата добавления: 2014-12-08