Рессорная подвеска грузового автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Автомобили"

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Проектирование ходовых систем автомобиля"

Рессорная подвеска грузового автомобиля

Исполнитель:

студент гр. 101123 Костюк Д. М.

Руководитель: Иванов В. Г.

Минск 2007

Содержание

Введение

1. Патентно-информационный обзор

2. Описание конструкции и регулировок подвески

3. Расчет подвески

Выводы

Литература

Введение

При движении автомобиля по дороге с неровной поверхностью возникают различные силы взаимодействия колес и дороги, которые можно свести к трем составляющим: вертикальной, продольной и поперечной, или боковой. Передача этих сил и их моментов происходит через детали подвески.

Вертикальные силы и их моменты динамического характера обусловлены неровностями дороги. Продольные составляющие сил и их моменты вызываются в основном тяговыми и тормозными силами, но определенное влияние на них оказывают и кинематические особенности подвески. Поперечные составляющие и их моменты создаются боковыми силами, возникающими при криволинейном движении автомобиля.

Для передачи сил, действующих на колеса, раму и кузов автомобиля, и придания их кинематическому и динамическому воздействиям желаемой формы служит подвеска, представляющая собой совокупность деталей, связывающих колеса с рамой или кузовом автомобиля. Подвеска должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- иметь надлежащие упругие и амортизационные характеристики, обеспечивающие плавность хода, поперечные крены, ограничение хода, исключающее пробои подвески, устойчивость движения;

- надежно передавать продольные силы и их моменты от колес к раме автомобиля;

- иметь надлежащую кинематическую характеристику, в частности кинематика подвески должна быть хорошо согласована с кинематикой рулевого привода, карданной передачи, исключать возможность колебания управляемых колес относительно шкворней;

- обладать высокими прочностью и долговечностью при минимальных стоимости и эксплуатационных затратах;

- иметь минимальную массу.

Оценочные параметры плавности хода автомобиля должны характеризовать воздействие колебаний на водителя и на перевозимый груз. Допустимый уровень колебаний для организма человека ограничен. Это значит, что если нет специальных ограничений по допустимой интенсивности колебаний для перевозимого груза, то оценочные критерии плавности хода должны основываться на восприятии колебаний человеком. В результате проведенных исследований было установлено, что человек воспринимает колебания вестибулярным аппаратом, глазами, суставами и мышцами, кожей. Человеческий организм воспринимает колебания по-разному в зависимости от их частоты. В зоне низких частот восприятие колебаний пропорционально ускорениям, в зоне средних частот - скоростям, а в зоне высоких частот - перемещениям. Человеческий организм наиболее чувствителен к вертикальным колебаниям в диапазоне частот 4…8 Гц и горизонтальным - 1…2 Гц.

Подвеска разделяет все массы автомобиля на две части - подрессоренные и неподрессоренные. Подрессоренные - части, опирающиеся на подвеску: кузов, рама и закрепленные на них механизмы. Неподрессоренные - части, опирающиеся на дорогу: мосты, колеса, тормозные механизмы.

Подвеска автомобиля состоит из четырех основных устройств - направляющего, упругого, гасящего и стабилизирующего.

Направляющее устройство подвески направляет движение колеса и определяет характер его перемещения относительно кузова и дороги. Направляющее устройство передает продольные и поперечные силы и их моменты между колесом и кузовом автомобиля.

Упругое устройство смягчает толчки и удары, передаваемые от колес на кузов автомобиля, при наезде на дорожные неровности. Упругое устройство исключает копирование кузовом неровностей дороги и улучшает плавность хода.

Гасящее устройство подвески уменьшает колебания кузова и колес автомобиля, возникающие при движении по неровностям дороги, и приводит их к затуханию. Гасящее устройство превращает механическую энергию колебаний в тепловую с последующим рассеиванием в окружающую среду.

Стабилизирующее устройство уменьшает боковой крен и поперечные угловые колебания кузова автомобиля.

В некоторых случаях один и тот же элемент подвески может выполнять различные функции.

Подвеска может быть зависимой, независимой и полузависимой. При зависимой подвеске положение колес, посаженных на одну ось, взаимосвязаны. При независимой такая связь отсутствует. Полунезависимая - колеса связаны только упругим элементом. По типу упругого элемента подвеска может быть рессорной, пружинной, торсионной, пневматической, пневмогидравлической, пластмассовой и резиновой. В качестве упругого элемента используются рессоры, пружины, торсионы, пневматические и пневмогидравлические элементы, использующие упругие свойства воздуха и жидкости, резиновые и пластмассовые элементы. Также подвески можно разделить на регулируемые и нерегулируемые; со стабилизатором и без стабилизатора.

Темой данного курсового проекта является проектирование рессорной малолистовой задней подвески автомобиля полной массой 10-11 тонн. Поскольку производительность автомобиля непосредственно связана со скоростью движения, задача заключается в разработке подвески, обеспечивающей возможность длительного движения автомобиля по дорогам с неровной поверхностью в интервале эксплуатационных скоростей, без быстрой утомляемости водителя и повреждения груза.

1. Патентно-информационный обзор

Описание изобретения к патенту Российской Федерации

Описание изобретения

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и эксплуатации транспортных средств, а более конкретно - к соединению листовой рессоры с рамой автомобиля и троллейбуса.

Известен шарнир скольжения в соединении листовой рессоры с рамой автомобиля, который содержит накладное ушко рессоры с втулкой и рессорный палец, соединяющий ушко рессоры с кронштейном на раме. В таком шарнире высокие динамические нагрузки приводят к быстрому износу деталей шарнира - пальца и втулки ушка, вследствие чего шарнир требует регулярной смазки и частой замены пальца и втулки.

Известен шарнир в виде эластичной опоры ушка листовой рессоры автомобиля по патенту ЕПВ (ЕР) N 0 493 731 (опубл. 92 07 08 N 28), содержащий металлический палец, втулку пальца, эластичную втулку, промежуточную втулку и втулку ушка, при этом втулка пальца, эластичная и промежуточная втулки с помощью шайбы и гайки плотно закреплены в кронштейне рессоры. Известен также шарнир, наиболее близкий к предлагаемому, в виде эластичной резиновой опоры (П.П.Лукин, Г.А.Гаспарянц, В.Ф.Родионов "Конструирование и расчет автомобиля", М. "Машиностроение", 1984 г., рис. 164, "г"), имеющий палец и резиновые втулки, которые при сборке в осевом направлении сжимаются усилием, обеспечивающим поворот ушка рессоры относительно пальца. Указанные шарниры в виде эластичных опор снижают или полностью исключают необходимость в смазывании, уменьшают динамические нагрузки, вибрацию и скручивание рессоры. Однако эластичные резиновые элементы при такой конструкции шарнира имеют ограниченную жесткость соединения, что может вызвать дополнительное колебание, вследствие чего указанные эластичные опоры не применяются при значительных величинах нагрузок, характерных для транспортных средств повышенной грузоподъемности.

В то же время известен резинометаллический шарнир гусеничной цепи (авторские свидетельства СССР N 1418169, N 1428654 и другие), содержащий в проушинах соединительный палец с кольцевыми резиновыми элементами и ограничителями радиального перемещения.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения нагрузочной способности эластичной опоры ушка листовой рессоры транспортного средства.

Для достижения этого технического результата в шарнире, содержащем проушины кронштейна рессоры, проушину ушка рессоры с металлической втулкой и металлический палец, палец выполнен с участками разного диаметра, и на участках меньшего диаметра палец имеет связанные с ним эластичные кольца, а участки большего диаметра являются ограничителями радиального перемещения эластичных колец.

Отличительным признаком предлагаемого шарнира от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является наличие у пальца чередующихся участков с различной жесткостью.

Благодаря наличию этого признака шарнир при небольших нагрузках обладает необходимыми амортизационными свойствами, а при увеличении нагрузки жесткость шарнира также увеличивается, что позволяет применить шарнир в большегрузных транспортных средствах.

Предлагаемый шарнир показан на чертеже с разрезом по оси пальца.

Эластичный шарнир рессоры содержит две проушины 1 (рисунок 2.1) кронштейна рессоры, проушину 2 с металлической втулкой накладного ушка рессоры, палец 3 рессоры с эластичными кольцами 4 и ограничителями 5 радиального перемещения эластичных колец. Эластичные кольца выполнены между ограничителями радиального перемещения и имеют с ними клинообразный (в осевом сечении) зазор и могут выполняться с продольными по внешнему диаметру выемками для обеспечения лучшей работоспособности на скручивание. Для обеспечения достаточной первоначальной жесткости шарнира после запрессовки пальца эластичные кольца выполнены с внешним диаметром больше диаметра отверстий проушин шарнира, а для обеспечения эластичности шарнира в широких пределах изменения нагрузки диаметр ограничителей радиального перемещения выполнен меньше диаметра проушин шарнира. Необходимую прочность пальцу придает размещение в местах соединения проушин ограничителей радиального перемещения, причем каждый из этих ограничителей частично размещен в проушине кронштейна рессоры и частично в проушине накладного ушка рессоры.

Работа шарнира осуществляется следующим образом.

При циклических поворотах проушины 2 накладного ушка рессоры относительно проушин 1 кронштейна рессоры эластичные кольца 4 пальца 3 работают на скручивание и деформируются в окружном направлении. Одновременно вследствие вертикальных и продольных сил (от веса транспортного средства, от тяговых или тормозных усилий) эластичные кольца деформируются в радиальном направлении. При небольших нагрузках деформация эластичных колец невелика, кольца имеют небольшую радиальную жесткость и вследствие этого хорошие амортизационные свойства. При увеличении радиальной нагрузки и соответственно дальнейшей деформации эластичных колец постепенно уменьшается вплоть до полного смыкания осевой зазор между эластичными кольцами и ограничителями радиального перемещения и происходит плавное нарастание радиальной жесткости шарнира. При дальнейшем увеличении тяговой нагрузки начинают работать ограничители радиального перемещения и шарнир становится полностью жестким.

Таким образом, шарнир обеспечивает высокие амортизационные свойства в широком диапазоне изменения нагрузок, выдерживает повышенные тяговые нагрузки, не теряя при этом способности восстанавливать амортизационные свойства после снятия повышенных нагрузок, и вследствие этого без технического обслуживания в течение длительного времени сохраняет свою работоспособность.



Рисунок 2.1 - Конструкция эластичного шарнира

Ходовая часть транспортного средства

Описание изобретения

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции рессорной подвески.

Известна балансирная рессорная подвеска транспортного средства [1] содержащая листовые рессоры, закрепленные шарнирно средней частью на раме транспортного средства, а концами жестко связанные с опорами, установленными на рычагах, закрепленных на осях колес.

К недостаткам этой подвески относится то, что она не обеспечивает заданную прочность и жесткость.

Известна рессорная подвеска передних и задних колес, которая крепится к продольным трубам рамы.

К недостаткам прототипа относится то, что передние колеса имеют независимую работу, а задние колеса зависимую работу, следовательно мягкость хода автомобиля недостаточна.

Технической задачей изобретения является повышение мягкости хода транспортного средства за счет обеспечения независимой работы подвески каждого колеса.

Это достигается тем, что в ходовой части, содержащей раму, подвески, листовые рессоры, передние и задние колеса, при этом на передних колесах установлены маятниковые рычаги, закрепленные посредством двух серег с маятниковым рычагом, средняя часть жестко закреплена на раме, а задняя часть с задним колесом через рычаг и серьгу.

На чертеже представлена ходовая часть транспортного средства.

Ходовая часть транспортного средства содержит рессору 1 (рисунок 2.2), которая своей средней частью закреплена жестко на раме 2 кронштейном 3. Место крепления рессоры на раме расположено близко к центру тяжести транспортного средства. Передний конец рессоры связан с маятниковым рычагом 4 переднего колеса 5 посредством промежуточного рычага 6 и серег 7 и 8, задний конец рессоры с задним колесом 9 посредством рычага 10 и серьги 11. Для гашения колебаний колес имеются амортизаторы 12 и 13, закрепленные одним концом на транспортном средстве, а другим концом соединенные с маятниковым рычагом 4 и рычагом 10.

При наезде переднего колеса на препятствие маятниковый рычаг 4 поворачивается относительно оси 14 и через серьги 7 и 8 взаимодействует с передней половиной рессоры 1, гасящей удар. При наезде на препятствие заднего колеса 9 рычаг 10 поворачивается вокруг оси 15 и удар гасится задней половиной рессоры 1.

Предлагаемая рессора позволяет добиться независимой работы каждого колеса.

рессорный подвеска автомобиль ось

Рисунок 2.2 - Ходовая часть транспортного средства

Подвеска автомобиля (два варианта)

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к подвескам грузовых автомобилей повышенной проходимости.

Известна подвеска моста автомобиля, содержащая поперечную рессору, средняя часть которой связана с рамой автомобиля, а концы размещены в выполненных в раме пазах с возможностью вертикального перемещения и фиксации, вертикально установленные упругие элементы, нижние концы которых соединены с задним мостом, силовой гидроцилиндр и фиксаторы (а.с. СССР №1572836, М.кл. B 60 G 11/46, Бюл. №23, 23.06.90).

Известна также задняя зависимая подвеска транспортного средства, выбранная в качестве ближайшего аналога, содержащая направляющее устройство, выполненное в виде продольных листовых рессор, продольные балки, жестко соединенные с балкой моста и несущие на своих концах расположенные спереди и сзади колес упругие элементы, выполненные в виде пневматических рессор (а.с. ССССР №662382, М.кл. B 60 G 11/46, Бюл. №18, 15.05.79). Но данная подвеска имеет невысокую энергоемкость, малые хода и низко расположенные незащищенные детали. Решаемая задача: обеспечение высокой энергоемкости на больших ходах подвески, а также надежности подвески при достаточно высокой плавности хода.

Указанная задача решается тем, что известная подвеска автомобиля, содержащая выполненное в виде продольных листовых рессор, жестко соединенных средней частью с мостом, направляющее устройство, упругие элементы, амортизаторы, дополнительно снабжена стабилизаторами поперечной устойчивости, состоящими из стоек и штанг, шарнирно закрепленных на мосту и раме, при этом упругие элементы имеют встроенные клапана амортизаторов, выполнены в виде пар гидропневморессор, шарнирно связаны верхними концами с жестко закрепленными на раме кронштейнами, а нижними концами шарнирно соединены с мостом, причем рессоры выполнены одноушковыми и имеют в задней части скользящую опору, при этом подвеска может быть снабжена реактивной штангой, шарнирно закрепленной одним концом на верхней части редуктора моста, а другим - на трубчатой поперечине рамы.

Отличительными признаками предлагаемой подвески автомобиля от указанной выше, наиболее близкой к ней, являются выполнение рессор одноушковыми со скользящей опорой в задней части, что позволяет воспринимать продольные, поперечные и часть вертикальных сил, наличие стабилизаторов поперечной устойчивости, состоящих из стоек и штанг, шарнирно закрепленных на мосту и раме, служащих для уменьшения поперечных кренов автомобиля, выполнение упругих элементов в виде пар гидропневморессор со встроенными клапанами амортизаторов, что позволяет воспринимать оставшуюся часть вертикальных сил, а в комплексе применение трех упругих элементов на колесо, воспринимающих по 1/3 нагрузки, обеспечивает большую энергоемкость заявляемой подвески. Наличие реактивной штанги позволяет предотвратить закручивание моста от возникновения тяговых и тормозных моментов на колесе. Размещение элементов подвески между рамой и мостом автомобиля позволяет добиться большей защищенности деталей подвески и, как следствие, надежности подвески при ее достаточно высокой плавности хода.

Предлагаемая подвеска автомобиля иллюстрируется следующими чертежами (рисунок 2.3):

а - подвеска автомобиля (вариант 1), вид спереди;

б - то же, вид сбоку;

в - подвеска автомобиля (вариант 2), вид сзади;

г - то же, вид сбоку.

Предлагаемая подвеска автомобиля содержит продольные одноушковые полуэлептические рессоры 1, размещенные в кронштейнах 2, закрепленных на раме 3. Рессоры 1 жестко соединены в средней части с мостом 4, а задняя их часть имеет скользящую опору, обеспечивающую горизонтальное продольное перемещение рессоры.

Две пары гидропневморессор 5 со встроенными клапанами амортизаторов нижними концами шарнирно соединены с мостом 4, а верхними - с жестко закрепленными на раме 3 кронштейнами 6. На мосту 4 и раме 3 шарнирно закреплены стойки 7 и штанги 8 стабилизатора поперечной устойчивости. Рама 3 имеет трубчатую поперечину 9, на которой одним концом шарнирно закреплена реактивная штанга 10. Другой конец реактивной штанги 10 шарнирно закреплен на верхней части редуктора моста 4. Продольные, поперечные и часть вертикальных сил воспринимают продольные одноушковые полуэлептические рессоры 1. Оставшуюся часть вертикальных сил воспринимают гидропневморессоры 5 со встроенными клапанами амортизаторов. Стабилизатор поперечной устойчивости уменьшает поперечные крены автомобиля за счет жесткости штанги 8.

Большая энергоемкость заявляемой подвески заключается в применении трех упругих элементов на колесо, воспринимающих по 1/3 нагрузки. В этом же заключается живучесть подвески автомобиля. При выходе из строя одной из гидропневморессор 5 упругая характеристика подвески уменьшится также на 1/3.

Разнесение рессорной колеи, установка гидропневморессор на мост с размером Б при максимально возможной рессорной колее А рессор 1 снижают изгибающее усилие на балку моста, при этом линия "а" оси гидропневморессоры 5 приближена к центру пятна контакта В колеса. Так как 2/3 всего усилия приходятся на рессорную колею Б, то допускается применение серийных балок с незначительным усилением.

Не применяя такую конструкцию обеспечить коэффициент динамичности k_d=3,5-4 подвески в грузовых автомобилях без значительного усиления балки моста невозможно.

Гидропневморессоры обладают прогрессивной характеристикой, что влияет на жесткость подвески автомобиля в различных положениях моста. При ходе колеса вверх до полного сжатия подвески жесткость увеличивается. Такая характеристика улучшает плавность хода автомобиля при значительном коэффициенте динамики k_d=3,5-4.Без прогрессивной упругой характеристики подвески достигнуть приемлемой плавности хода и высокой энергоемкости невозможно. Плавность хода автомобиля достигается за счет увеличения хода подвески в целом.

Заявляемая подвеска автомобиля имеет высокую энергоемкость на больших ходах, а также высокую надежность при ее достаточной плавности хода.

Подвеска автомобиля может быть выполнена на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.

Рисунок 2.3 - Конструкция подвески автомобиля



Рисунок 2.3 - Конструкция подвески автомобиля

Описание изобретения к патенту Российской Федерации

Описание изобретения

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к листовым рессорам автотранспортных средств.

Известна листовая рессора автотранспортного средства, содержащая несколько рессорных листов, выполненных из закаленной и отпущенной стали одинаковой ширины и разной длины с постоянным или переменным продольным профилем (см. ГОСТ 3396 90).

Однако известная листовая рессора автотранспортного средства, выполненная из стали 50ХГФА или из стали 60С2А, обладает недостаточной долговечностью при заданной грузоподъемности автотранспортного средства, не позволяет получить увеличение его грузоподъемности при сохранении требуемой долговечности, при этом известная рессора, выполненная, например, из стали 50ХГФА или из стали 60С2А, имеет достаточно высокую стоимость изготовления.

Технической задачей изобретения является устранение перечисленных недостатков известной листовой рессоры и создание листовой рессоры автотранспортного средства высокой прочности, позволяющей при своем использовании увеличить долговечность при одновременном сохранении грузоподъемности автотранспортного средства, увеличить грузоподъемность автотранспортного средства при сохранении одинаковой долговечности с известной рессорой, снизить стоимость ее изготовления по сравнению с известной рессорой при равных количестве и размерах рессорных листов в них. Кроме того, ставится задача создания листовой рессоры автотранспортного средства равной прочности с известной рессорой, позволяющей при своем использовании обеспечить равные с ней долговечность и грузоподъемность автотранспортного средства, при этом снизить ее вес по сравнению с известной рессорой за счет уменьшения количества рессорных листов в ней и одновременно уменьшить стоимость ее изготовления.

Технический результат достигается тем, что предложена листовая рессора автотранспортного средства, содержащая несколько рессорных листов, выполненных из закаленной и отпущенной стали одинаковой ширины и разной длины с постоянным или переменным продольным профилем, отличительной особенностью которой является то, что каждый рессорный лист выполнен из углеродистой конструкционной стали пониженной прокаливаемости, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом микроструктура по поперечному сечению листа в зависимости от его толщины представляет собой отпущенный мартенсит с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов и твердостью 52-57 HRCэ, или представляет собой отпущенный мартенсит поверхностного слоя с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов и твердостью 54-60 HRCэ, и троостит, троостосорбит или сорбит сердцевины листа с твердостью 25-47 HRCэ.

Экспериментальные стендовые сравнительные испытания известной и предложенных листовых рессор автотранспортного средства показали, что с использованием всех отличительных признаков созданы конструкции листовой рессоры высокой прочности и листовой рессоры равной прочности.

Первая из них обладает повышенной в 1,5-2 раза долговечностью при той же грузоподъемности автотранспортного средства или повышенной на 10-20% грузоподъемностью автотранспортного средства при той же долговечности. При этом предложенная рессора имеет одинаковую с известной рессорой массу.

Вторая - обладает одинаковой с известной рессорой долговечностью и грузоподъемностью автотранспортного средства. При этом имеет массу на 20-30% ниже массы известной рессоры.

Кроме того, было достигнуто значительное снижение стоимости изготовления предложенных листовых рессор.

Для проведения экспериментальных стендовых сравнительных испытаний известной и преложенных листовых рессор были изготовлены задние листовые рессоры автомобиля КАМАЗ 4310 и автомобиля КАМАЗ 55111. При этом стендовые циклические испытания предложенной и известной конструкций рессор производили на прессе статических и динамических испытаний рессор типа МАВ-40 при напряжении поджатия 100 МПа и следующих максимальном напряжении и амплитуде изменения напряжений:

1. Листовая рессора высокой прочности:

а) задняя рессора автомобиля КАМАЗ 4310

а = 301,7 МПа; mах = 724,6 МПа

б) задняя рессора автомобиля КАМАЗ 55111

а = 299,1 МПа; mах = 699,6 МПа

2. Листовая рессора равной прочности:

а) задняя рессора автомобиля КАМАЗ 4310

а= 299,9 МПа; mах = 815,4 МПа

б) задняя рессора автомобиля КАМАЗ 55111

а= 308,6 МПа; mах = 796,7 МПа

3. Известная листовая рессора автомобиля КАМАЗ 4310 и автомобиля КАМАЗ 55111

а= 300 МПа; mах = 760 МПа,

где а - амплитуда изменения напряжений;

max - максимальное напряжение.

Испытания на долговечность проводили до поломки одного из листов рессоры.

Результаты экспериментальных стендовых испытаний известной и предложенных конструкций листовых рессор автотранспортного средства приведены в таблице 3.1 и в таблице 3.2.

Предложенная листовая рессора имеет традиционную конструкцию, которая не требует дополнительных графических пояснений.

Эксплуатация предложенной листовой рессоры автотранспортного средства является стандартной и не отличается от существующей в настоящее время.

Следует отметить, что изготовление предложенной листовой рессоры автотранспортного средства из углеродистой конструкционной стали пониженной прокаливаемости целесообразнее изготовления известной листовой рессоры из традиционных материалов и по традиционной технологии из-за низкой стоимости стали пониженной прокаливаемости, значительно низких трудозатрат при термической обработке рессорных листов, а также за счет повышения качества ее изготовления.

Содержание химических элементов в стали пониженной прокаливаемости, а также технология изготовления предложенной листовой рессоры автотранспортного средства из нее является предметом "НОУ-ХАУ", но при этом не требует для своего воплощения создания сложного технологического оборудования и привлечения больших материальных затрат.



2. Описание конструкции и регулировок подвески

На грузовых автомобилях наибольшее распространение получили зависимые подвески с листовыми рессорами в качестве упругих элементов.

Рессора состоит из собранных вместе отдельных листов выгнутой формы. Применяются многолистовые, малолистовые и однолистовые рессорные подвески. Если зона крепления балки моста делит рессору на неравные части - несимметричная рессора, в противном случае - симметричная.

Рисунок 3.1 - Схема рессорной подвески

Кривизна листов неодинакова и зависит от их длины. Она увеличивается с уменьшением длины листов. Взаимное положение листов в собранной рессоре обычно обеспечивается стяжным центровым болтом 2 (рисунок 3.1). Кроме того, листы скреплены хомутами 3, которые исключают боковой сдвиг одного листа относительно другого и передают нагрузку от коренного листа 1 (разгружают его) на другие листы при обратном прогибе рессоры. Коренной лист имеет наибольшую длину. Форма его концов зависит от способа крепления рессоры.

Основным преимуществом листовых рессор является их способность выполнять одновременно функции упругого, направляющего, гасящего и стабилизирующего устройств подвески. Кроме того, листовые рессоры просты в изготовлении и легко доступны для ремонта в эксплуатации. По сравнению с упругими устройствами других типов листовые рессоры имеют повышенную массу, менее долговечны, обладают сухим (межлистовым) трением.

Концы рессоры соединяют с рамой или кузовом автомобиля. Передний конец закрепляют с помощью пальца, а задний - чаще всего подвижной серьгой. При таком соединении концов рессоры ее длина может изменяться во время движения автомобиля.

Наибольшее распространение для производства многолистовых рессор получили кремнистые и хромомарганцевые стали типа 60С2 и 50ХГ с твердостью после термообработки 363…444 НВ.

В последнее время в грузовом автомобилестроении начинают находить применение малолистовые (два - четыре листа) рессоры из проката переменного сечения, максимально приближенного к сечению балки равного сопротивления. Из всех возможных вариантов образования балки равного сопротивления применяют в основном вариант с листами постоянной ширины и переменной толщины (параболические рессоры). Малолистовые рессоры позволяют облегчить подвеску, кроме того, снижают вибрации, передаваемые на раму автомобиля, вследствие уменьшения силы трения между листами.

Рисунок 3.2 - Однолистовая рессора автомобилей фирмы "Рено"

Самым выгодным решением с точки зрения экономии массы является однолистовая рессора. Однако, на грузовых автомобилях однолистовые рессоры не применяют из-за трудности размещения рессоры большой длины, а также по соображениям безопасности. Поломка однолистовой рессоры означала бы немедленную потерю управляемости. Этим объясняется то, наибольшее распространение имеют двух- и трехлистовые малолистовые рессоры.

В результате исследований рессор с несимметричным профилем листов на ряде предприятий стали применять прокат несимметричного профиля: Т-образный (ГОСТ 74196-78), трапециевидно-ступенчатый (ГОСТ 74195-78).



Рисунок 3.3 - Передняя (а) и задняя (б) подвески грузовых автомобилей ГАЗ

На рисунке 3.3(а) показана передняя подвеска грузовых автомобилей ГАЗ. Подвеска зависимая, рессорная с амортизаторами. Листовая рессора 7 прикреплена к балке моста двумя стремянками 8, а к раме - через резиновые опоры. Резиновые опоры закреплены в кронштейнах 1 и 4, приклепанных к раме. Эти кронштейны имеют крышки 6, которые позволяют монтировать и демонтировать рессоры, а также заменять резиновые опоры. Листы рессоры стянуты центровым болтом. Два коренных листа, концы которых отогнуты под углом 90°, образуют торцовую упорную поверхность. К отогнутым концам коренных листов приклепаны специальные чашки 5 и 10, увеличивающие площадь соприкосновения листов с резиновыми опорами. Передний конец рессоры неподвижный. Он закреплен в кронштейне 1 между верхней 2 и нижней 11 резиновыми опорами, а также упирается в торцевую резиновую опору 12. Задний конец подвижный, закреплен в кронштейне 4 только с помощью двух резиновых опор. При прогибе рессоры он перемещается в результате деформации этих опор. Прогиб рессоры вверх ограничивает резиновый буфер 9, установленный между стремянками 8. Амортизатор 9 обеспечивает гашение колебаний кабины и передних колес автомобиля.

Задняя подвеска грузовых автомобилей ГАЗ зависимая, рессорная, без амортизаторов (рисунок 3.3 б). Она выполнена на двух продольных полуэллиптических листовых рессорах с дополнительными рессорами (подрессорниками). Рессора 16 и подрессорник 15 крепятся к балке заднего моста стремянками 14 с помощью накладок 13 17. Подрессорник имеет такое же устройство, как и рессора, но состоит из меньшего числа листов. Концы подрессорника не связаны с рамой. При увеличении нагрузки на автомобиль подрессорник своими концами упирается в резиновые опоры, закрепленные в кронштейнах рамы, после чего работает совместно с рессорой. Гашение колебаний кузова и колес происходит за счет трения между листами рессор и подрессорников.

На рисунке 3.4 (а) показана передняя подвеска автомобилей ЗИЛ. Подвеска рессорная зависимая с амортизаторами. Она включает две продольные полуэллиптические листовые рессоры 3 и два гидравлических амортизатора 7. Рессора прикреплена к балке моста с помощью рессорных стремянок 10 и накладок 4 и 6. Передний конец рессоры - неподвижный. Он прикреплен к раме в кронштейне 1 с помощью съемного ушка 12 и гладкого шарнира, состоящего из пальца 13 и втулки 14, которая запрессована в ушко. Рессорное ушко закреплено на коренном листе рессоры на прокладке 11 двумя ботами и стремянкой 2. Задний конец рессоры - скользящий. Он свободно установлен в кронштейне 9, прикрепленном к раме, и упирается на сухарь 16. К заднему концу рессоры прикреплена накладка, предохраняющая от изнашивания коренной лист. Для предохранения от изнашивания стенок кронштейна на пальце 17 сухаря установлены вкладыши 18. Взаимное положение листов в рессоре обеспечивается посредством специальных выдавок, выполненных в средней части листов. Ход переднего моста вверх ограничивается резиновыми буферами - основным 5 и дополнительным 8, которые установлены на рессорах и раме соответственно. Телескопические гидравлические амортизаторы 7 крепятся к раме и балке переднего моста с помощью резинометаллических шарниров 15 и обеспечивают гашение колебаний в передней подвеске автомобиля.

Задняя подвеска автомобилей ЗИЛ зависимая, рессорная, без амортизаторов, с подрессорниками. Подрессорник расположен сверху основной рессоры и совместно с ней прикреплен к балке заднего моста с помощью рессорных стремянок 20 и накладок 21, 25. Между основной рессорой 24 и подрессорником 22 установлен промежуточный лист 23. Для передачи на подрессорник раме приклепаны кронштейны 19. В эти кронштейны упираются концы самого длинного листа подрессорника, которые выполнены плоскими.

Рисунок 3.4 - Передняя (а) и задняя (б) подвески автомобилей ЗИЛ

На рисунке 3.5 изображена балансирная подвеска грузовых автомобилей ЗИЛ высокой проходимости. Обычно балансирная подвеска применяется в трехосных автомобилях, так как средний (промежуточный) и задний ведущие мосты располагаются близко один к другому.

Балансирная подвеска выполнена на двух продольных полуэллиптических рессорах с шестью продольными поперечными штангами. Рессора 1 средней частью прикреплена к ступице 9 посредством накладки 3 и стремянок 4. Концы рессоры свободно установлены в опорах 2, приваренных к балкам мостов.

Ступица размещена на концах оси 8 на втулке, которая изготовлена из антифрикционного материала и запрессована в ступицу. Ступица закреплена на оси гайкой 7 и снаружи закрыта крышкой 6. В крышке имеется отверстие с пробкой 5 для заливки масла, а в ступице - отверстие с пробкой для его слива. Для предотвращения вытекания масла и защиты ступицы от загрязнения с внутренней ее стороны установлены самоподжимная манжета и уплотнительные кольца. Ось 8 запрессована в кронштейны 10 и установлена на раме поперек автомобиля в кронштейнах 12. Каждый мост соединен с рамой тремя продольными реактивными штангами 11. Концы этих штанг закреплены в кронштейнах на раме и мостах. Ход мостов вверх ограничивается резиновыми буферами 13, установленными на лонжеронах рамы, а ход мостов вниз - специальным отбойным листом 14, который находится между ступицей и рессорой.

Рисунок 3.5 - Балансирная подвеска автомобилей ЗИЛ высокой проходимости

Передняя подвеска грузовых автомобилей КамАЗ изображена на рисунке 3.6 (а). Каждая рессора 8 средней частью прикреплена к балке переднего моста стремянками 1 и накладкой 5. Между рессорой и балкой моста установлена подкладка 6 с кронштейном для крепления нижнего конца амортизатора 4. Взаимное положение листов рессоры обеспечивается специальными коническими углублениями, выполненными в средней части листов, а собранной рессоры относительно балки моста - штифтом 7. Передний конец рессоры имеет съемное ушко 15 с втулкой 14, прикрепленное к коренному листу рессоры болтом 11 и накладкой 9. Конец рессоры крепится к раме в кронштейне 12 шарнирно на гладком пальце 13, который фиксируется двумя стяжными болтами 10. Задний конец рессоры - скользящий. Он свободно установлен в кронштейне 17 рамы и опирается на сухарь 19. К заднему концу рессоры прикреплена накладка, предохраняющая коренной лист от изнашивания. Для предохранения от изнашивания кронштейна 17 на пальце 18 сухаря установлены вкладыши 16.

Рисунок 3.6 - Подвеска автомобилей КамАЗ

Ход переднего моста вверх ограничивают полые резиновые буфера 2 сжатия, установленные на лонжеронах рамы. Амортизаторы 4 нижними концами присоединены к кронштейнам подкладок 6, а верхними - к кронштейнам 3 рамы. Для крепления амортизаторов применяются резинометаллические шарниры.

Задняя подвеска балансирная, зависимая. Каждая рессора 22 прикреплена средней частью к ступице 25 накладкой 20 и двумя стремянками 21. Концы рессоры свободно установлены в опорах 23, прикрепленных к балкам среднего 32 и заднего 24 ведущих мостов. Ступица 25 установлена на изготовленной из антифрикционного материала втулке на оси 26, закрепленной в кронштейне 29, который связан с кронштейном 30 подвески, прикрепленным к лонжерону рамы.

Средний 32 и задний 24 ведущие мосты соединены каждый с рамой тремя реактивными штангами - двумя нижними 28 и верхней 31. Концы реактивных штанг закреплены в кронштейнах на раме и мостах самоподжимными шарнирами 27. Эти шарниры состоят из шаровых пальцев, внутренних и наружных вкладышей и поджимающих их пружин. Шарниры закрыты крышками, уплотнены манжетами и смазываются через масленки.

Рисунок 3.7 - Подвеска автомобилей МАЗ



Рисунок 3.8 - Хомуты рессор

Рисунок 3.9 - Узлы крепления рессоры к раме

Наиболее распространенная конструкция фиксированного конца рессоры представляет собой верхнее витое ушко (рисунок 3.9 а). Второй лист может полностью или частично охватывать ушко для повышения его надежности. Для тяжело нагруженных рессор применяются отъемные ушки (рисунок 2.9 в). Второй конец рессоры делается с ушком, соединяется с кронштейном на раме или выполняется скользящим (рисунок 3.4). Для предотвращения выпадания скользящего конца рессоры из кронштейна при отбое щеки его стянуты болтом с распорной втулкой, а конец последнего коренного листа отогнут.

В ушках рессор и сережек применяются втулки. На легковых автомобилях широко применяются резьбовые или резиновые втулки, на грузовых - гладкие. Они удобны в производстве и обладают высокой долговечностью при условии регулярного смазывания. Иногда применяются металлокерамические втулки, которые благодаря своей пористой структуре лучше удерживают смазочный материал. На некоторых автомобилях оба конца рессоры крепятся в резиновых подушках (рисунок 3.3), что улучшает виброизоляцию подрессоренной массы.

Концы листов могут выполняться прямоугольной формы (рисунок 3.9 а), получаемой непосредственно при обрубке полосы на листы. Производство листов с такой формой наименее трудоемко, однако при этом получается наибольшие отклонения формы реальной рессоры от идеальной балки равного сопротивления. Большее приближение к форме идеальной рессоры дают листы с концами, образованными по трапеции (рисунок 3.10 б). Форма реальной рессоры приближается к идеальной при раскатанных концах листов, так как при этом уменьшается как масса рессоры, так и исходного материала. Для уменьшения межлистового трения и фреттинг-коррозии листы смазывают перед сборкой графитным смазочным материалом или применяют межлистовые прокладки. Иногда рессора заключается в специальные чехлы для предохранения от попадания пыли и грязи.

Рисунок 3.10 - Концы листов рессоры

Как было показано выше, часто при применении рессорной подвески устанавливаются амортизаторы. Амортизаторами называют устройства, преобразующие механическую энергию в тепловую с последующим ее рассеиванием в окружающую среду.

Амортизаторы служат для гашения колебаний кузова и колес автомобиля и повышения безопасности движения автомобиля. В передних и задних подвесках автомобиля применяют амортизаторы телескопического типа.



Гидравлические амортизаторы по конструкции аналогичны поршневым насосам. Отличие состоит в том, что амортизаторная жидкость (масло) перекачивается только внутри амортизаторов из одной камеры в другую по замкнутому кругу циркуляции. При этом амортизаторы работают при давлении 3,0…7,5 МПа и при работе могут нагреваться до 160° С и более.

Гидравлические амортизаторы гасят колебания кузова и колес автомобиля в результате создаваемого ими сопротивления (жидкостного трения) перетеканию жидкости через клапаны и калиброванные отверстия.

Амортизаторы повышают безопасность движения автомобиля, так как предотвращают отрыв колес от поверхности дороги и обеспечивают их постоянный контакт с дорогой.

Двухтрубные амортизаторы имеют рабочий цилиндр и резервуар, а однотрубные - только рабочий цилиндр. В двухтрубных амортизаторах амортизаторная жидкость и воздух соприкасаются между собой, внутреннее давление воздуха составляет 0,08…0,1 МПа. В однотрубных жидкость и газ разделены и не соприкасаются друг с другом.

Однотрубные газонаполненные амортизаторы лучше охлаждаются, имеют меньшее рабочее давление, проще по конструкции, легче по массе, более надежны в работе. Однако они имеют большую длину и стоимость, требуют точности изготовления и уплотнений.

На рисунке 3.11 представлен двухтрубный амортизатор, низкого давления, двухстороннего действия. Он состоит из трех основных узлов: цилиндра 12 с днищем 2, поршня 10 со штоком 13 и направляющей втулки 21 с уплотнителями 17, 18, 20. В поршне имеются два ряда сквозных отверстий, расположенных по окружности, и установлено поршневое кольцо 27. Отверстия наружного ряда сверху закрыты перепускным клапаном 24 с ограничительной тарелкой 22, находящимся под воздействием слабой пластинчатой пружины 23. Отверстия внутреннего ряда снизу закрыты клапаном отдачи 29 с дисками 25, 28, гайкой 8, шайбой 26 и сильной пружиной 9. В днище цилиндра расположен клапан сжатия с дисками 3, 4 и пружиной 5, обойма 6 и тарелка которого имеют ряд сквозных отверстий. Цилиндр 12 заполнен амортизаторной жидкостью, вытеканию которой препятствует уплотнитель 18 с обоймой 19, поджимаемый гайкой 15, которая ввернута в резервуар 11 с проушиной 1. Полость амортизатора, заключенная между цилиндром 12 и резервуаром 11, служит для компенсации изменения объема жидкости в цилиндре по обе стороны поршня, возникающего из-за перемещения штока13 амортизатора, который защищен кожухом 14.

Рисунок 3.11 - Амортизатор

Проанализировав конструкции подвесок применяемых на грузовых автомобилях и автобусах выбрали схему проектируемой подвески грузового автомобиля. Поскольку автомобиль не требует регулирования уровня пола и не предназначен для движения в плохих дорожных условиях, остановили свой выбор на рессорной подвеске с продольным расположением рессор. Поскольку автомобиль имеет зависимую заднюю подвеску, то применение в качестве упругих элементов таких рессор не вызовет затруднений, кроме того при применении рессорной подвески отпадает необходимость в направляющем аппарате, что позволяет уменьшить номенклатуру деталей, входящих в подвеску проектируемого автомобиля и упростить конструкцию.

Рессорная подвеска обладает достаточной энергоемкостью, при относительно небольшой массе и сложности изготовления. Такие рессоры позволяют обеспечить высокую плавность хода и при этом не предъявляют существенных требований к компоновке автомобиля.

К недостаткам рессорных подвесок относятся : большие габариты в продольном направлении что не так существенно на грузовых автомобилях, листы малолистовых рессор при деформации перемещаются друг относительно друга и на их поверхностях появляются задиры, особенно при недостатке графитовой смазки.

3. Расчёт подвески

Построение упругой характеристики и определение основных параметров подвески

Рисунок 4.1 - Габаритные размеры прототипа

Нагрузка на заднюю ось:

- в снаряженном состоянии - 2950 кг

- в груженом состоянии - 6350 кг

Основываясь на проведенном обзоре существующих подвесок и технической характеристике прототипа, предлагаю применить на проектируемом автомобиле подвеску, состоящую из малолистовой рессоры с подрессорником.

Задаемся частотой собственных колебаний подрессоренной массы автомобиля

Гц=12,56 рад/с.

Определяем статический прогиб рессоры в снаряженном состоянии:

м.

Определим нагрузку, приходящуюся на подвеску от подрессоренной массы в снаряженном состоянии:

Н.

Откладываем на упругой характеристике (рисунок 3.1) значения и - точка А. Точка О - начало координат. Проводим линию ОА. На продолжении линии ОА отмечаем точку включения подрессорника В. Ордината этой точки определяется:

,

где б=0,3...0,5 - коэффициент, показывающий долю нагрузки при которой включается подрессорник, принимаем б=0,4;

,

где М_г=6350 кг - нагрузка на ось в груженом состоянии;

М_сн=2950 кг - нагрузка на ось в снаряженном состоянии;

Н;

Н.

Жесткость основных рессор определяется:

Н/м.

Прогиб рессоры до включения подрессорника (абсцисса точки В):

м.

Задаемся частотой собственных колебаний после включения подрессорника

Гц=11,304 рад/с.

Тогда жесткость рессоры:

Н/м.

Статическая нагрузка груженого автомобиля на подвеску (ордината точки С):

H;

Н;

м.

Тогда статический ход подвески (абсцисса точки С):

м.

Зададимся коэффициентом динамичности k_д=1,8. Определим максимальную нагрузку на подвеску (точка D):

Н.

Определим полный прогиб подвески:

м;

м.



Рисунок 4.2 - Упругая характеристика рессорной подвески

Расчет рессоры

По конструктивным параметрам задаемся расстоянием между стремянками: l_ст=95 мм.

Длина рессоры определяется:

,

где L_а - активная длина рессоры, вычисляется из формулы:

;

,

где n - количество листов рессоры, принимаем n=4;

у=950 МПа - допустимое напряжение в рессоре при полном прогибе;

E=2?10⁵ МПа - модуль Юнга;

?=0,18 м - максимальный прогиб рессоры (из упругой характеристики подвески);

д=1,5 - коэффициент, учитывающий отличие рессоры от идеальной;

F=41170,6 Н - максимальная нагрузка на рессору (из упругой характеристики);

b - ширина листа рессоры, по конструктивным соображениям принимаем b=0,12 м.

Получаем:

м.

Принимаем минимальную толщину конца листа рессоры h=10 мм.

Определим максимальную толщину листа рессоры:

м.

Далее с помощью специальной программы на ЭВМ производим оптимизацию полученных параметров рессоры.

Таблица 4.1 - Результаты оптимизации рессоры

Исходные данные	Результаты
Статическая нагрузка	26879,5 Н	Масса активной части листов	53,137 кг
Статическое напряжение	612,2 МПа	Максимальная толщина листа	15,324 мм
Статический прогиб	116 мм	Уточненный статический прогиб	115,324 мм
Толщина конца листа	10 мм	Количество листов	4
Диапазон ширины листа	100…120 мм	Ширина листа	100 мм
Диапазон длины листа	1200…1600 мм	Активная длина листа	1440 мм
Диапазон количества листов	3…5

Далее произведем расчет параметров подрессорника.

Активная длина подрессорника:

где n_под - количество листов рессоры, принимаем n_под=1;

?_под=0,09 м - максимальный прогиб подрессорника (из упругой характеристики подвески);

F_под=14893,54 Н - максимальная нагрузка на подрессорник (из упругой характеристики);

b_под - ширина листа подрессорника, по конструктивным соображениям принимаем b=0,12 м.

Получаем:

м.

Принимаем минимальную толщину конца листа рессоры h=10 мм.

Определим максимальную толщину листа подрессорника:

м.

Далее с помощью специальной программы на ЭВМ производим оптимизацию полученных параметров подрессорника.

Таблица 4.2 - Результаты оптимизации подрессорника

Исходные данные	Результаты
Статическая нагрузка	4267,25 Н	Масса активной части листов	6,522 кг
Статическое напряжение	274,4 МПа	Максимальная толщина листа	13,7 мм
Статический прогиб	26 мм	Уточненный статический прогиб	26 мм
Толщина конца листа	10 мм	Количество листов	1
Диапазон ширины листа	100…100 мм	Ширина листа	100 мм
Диапазон длины листа	700…1200 мм	Активная длина листа	873 мм
Диапазон количества листов	1…1

Принимаем параметры рессоры и подрессорника, полученные в результате оптимизации.

Рисунок 4.3 - Расчетная схема для профилирования листов рессоры и подрессорника

Производим профилирование листов рессоры и подрессорника.

мм;

мм;

.

Таблица 4.3 - Результаты профилирования листов рессоры и подрессорника

Профилирование листа рессоры
Хi, мм	0	76,75	153,5	230,25	307	383,75	460,5	537,25	614	690,75	767,5
hi, мм	0	4,85	6,85	8,39	9,69	10,84	11,87	12,82	13,71	14,54	15,324
Профилирование листа подрессорника
Хi, мм	0	48,4	96,8	145,2	193,6	242	290,4	338,8	387,2	435,6	484
hi, мм	0	4,33	6,13	7,50	8,66	9,69	10,61	11,46	12,25	13,0	13,7

Расчет амортизатора

1 Расчет характеристики и параметров амортизатора

Для расчета амортизатора необходимо выбрать коэффициент апериодичности ш=0,15…0,30. Принимаем ш=0,25.

.

Коэффициент сопротивления амортизатора:

,

где М=3175 кг - масса приходящаяся на подвеску, приведенная к центру колеса;

с =405702,82 Н/м - жесткость подвески, приведенная к центру колеса.

.

Отношение коэффициентов сопротивления амортизатора на ходе отбоя и сжатия:

;

г=2…4. Принимаем г=3.

;

;

.

Характеристика амортизатора строится в координатах . Принимаем м/с. Тогда

Н;

Н.

Рисунок 4.4 - Характеристика амортизатора

Площадь поршня:

,

где Н;

[p]=5…6 МПа - максимальное давление в амортизаторе. Принимаем

[p]=5 МПа.

мм²;

.

Диаметр поршня:

мм.

Принимаем d_п=60 мм.

Принимаем длину штока из конструктивных соображений L=400 мм и определяем его диаметр, исходя из расчета стержня на устойчивость под действием сжимающей силы:

;

м.

Полученный диаметр умножаем на коэффициент запаса продольной жесткости и получаем:

мм.

Принимаем d_шт=18 мм.

Площадь поршня на ходе сжатия:

мм.

Площадь поршня на ходе отбоя:

мм.

Принимаем диаметр кожуха d_кож=90 мм.

2 Гидравлический расчет амортизатора

Расход жидкости

;

,

где k_у=0,97…0,98 - коэффициент утечек, принимаем k_у=0,98;

м=0,65…0,70 - коэффициент расхода, принимаем м=0,70;

с=760 кг/м³ - плотность жидкости;

S_кл - площадь проходных сечений клапанов;

S_в - площадь вытеснителя (поршня).

Площадь проходных сечений клапанов на ходах сжатия и отбоя:

м²=30,6 мм²;

м²=15,3мм²

3 Проверочный расчет амортизатора

Производится проверочный расчет на нагрев амортизатора.

Мощность, рассеиваемая амортизатором:

,

где k_ф=45…60 Вт/м² - коэффициент теплоотдачи, принимаем k_ф=55 Вт/м²;

S - площадь рабочей поверхности амортизатора;

?t - перепад температур между стенкой амортизатора и воздухом.

Мощность амортизатора:

,

где - средний коэффициент сопротивления амортизатора.

;

м²;

°С[120 °C].

Прочностные расчеты

Произведем проверку на напряжение в листах рессоры при максимальной нагрузке:

,

где F_max=41170,61 H - максимальная нагрузка, действующая на рессору (из упругой характеристики);

L_a=1440 мм - рабочая длина листов рессоры;

W - момент сопротивления изгибу поперечного сечения рессоры;

[у_max]=1000…1100 МПа - максимально допустимое напряжение в листах рессоры.

,

где n=4 - количество листов рессоры;

h=15,324 мм - толщина листов рессоры;

b=100 мм - ширина листов рессоры.

мм³;

МПа <[1000] МПа.

Необходимое условие выполняется.

Аналогично произведем проверку на напряжение в подрессорнике при максимальной нагрузке:

,

где =14893,54 H - максимальная нагрузка, действующая на подрессорник (из упругой характеристики);

=873 мм - рабочая длина листов рессоры;

n_под=1 - количество листов подрессорника;

h_под=13,7 мм - толщина листа подрессорника;

b_под=100 мм - ширина листа подрессорника.

мм³;

МПа.

Необходимое условие выполняется.

Выводы

В данном курсовом проекте была спроектирована задняя рессорная подвеска грузового автомобиля с нагрузкой на ось:

- в снаряженном состоянии 2950 кг;

- в груженом состоянии 6350 кг.

Проведён обзор существующих конструкций рессорных подвесок, произведен патентный поиск по теме проекта, осуществлен выбор схемы проектируемого узла - малолистовая рессора с подрессорником.