Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Автомобили»

Гр. 301113

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По специальности

Задняя рессорная подвеска самосвала

Исполнитель : Адащик В. И.

Руководитель : Филимонов А. А.

Минск 2008 Содержание

1. Введение

2. Патентно-информационный обзор по теме проекта………………..…5

3. Выбор и обоснование конструкции подвески……………………........14

4. Построение упругой характеристики подвески………………….........15

5. Выбор параметров и расчёт рессоры…………………………………17

6. Расчёт амортизаторов………………………………………………….20

7. Расчёт деталей подвески на прочность………………………………24

8. Заключение……………………………………………………………...25

9. Список использованных источников………………………………….26

1.Введение

При движении автомобиля в зоне контакта его колес с дорогой действуют горизонтальные (продольные и поперечные) и вертикальные силы, которые передаются на мосты. Кроме того, к колесам через ведущий мост подводится крутящий момент. Значения и направления этих сил и моментов зависит от многих характеристик автомобиля и дороги (мощности двигателя и массы автомобиля, скорости движения, профиля дороги и неровностей ее поверхности, типа и состояния покрытия и т. п.).

Нагрузки, передающиеся через подвеску на несущую систему автомобиля, вызывают ее колебания в различных плоскостях. Эти колебания воздействуют на водителя (снижается его работоспособность), перевозимый груз и различные системы автомобиля, что снижает их долговечность и работоспособность.

Подвеска – совокупность устройств, обеспечи­вающих упругую связь между подрес­соренной и неподрессоренными масса­ми. Она уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную мас­су. Подвеска состоит из трех устройств: упругого, направляющего и демпфи­рующего.

В подвесках легковых автомоби­лей, автобусов и некоторых грузовых автомобилей применяется дополни­тельное устройство — стабилизатор поперечной устойчивости.

Конструкция подвески должна: обеспечивать требуемую плавность хо­да; иметь кинематические характери­стики, отвечающие требованиям устой­чивости и управляемости автомобиля.

2. Патентно-информационный обзор по теме проекта

2.1 Обзор и анализ конструкций подвесок грузовых автомобилей

Упругим устройством 1 (рис. 2.1) на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются дина­мические нагрузки и улучшается плав­ность хода.

Направляющее устройство 3 — ме­ханизм, воспринимающий действую­щие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика на­правляющего устройства определяет характер перемещения колеса относи­тельно несущей системы.

Демпфирующее устройство 2 пред­назначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразова­ния энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.

Стабилизатор поперечной устойчивости способ­ствует уменьшению бокового крена и поперечных угловых колебаний кузова автомобиля.

Степень выполнения тех или иных требова­ний зависит от типа и конструкции самой подвески и ее отдельных устройств.

Зависимая подвеска характеризу­ется зависимостью перемещения од­ного колеса моста от перемещения другого колеса. Передача сил и мо­ментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непо­средственно упругими элементами — рессорами (рис. 2.2) или с помощью штанг — штанговая подвеска (рис. 2.1, 2.3).

Независимая подвеска обеспечива­ет независимость перемещения одного колеса моста от перемещения друго­го колеса. По типу направляющего устройства независимые подвески де­лятся на рычажные, телескопические и подвески Макферсона. Рычажная подвеска — подвеска, направляющее устройство которой представляет со­бой рычажный механизм. В зависи­мости от количества рычагов могут быть двухрычажные (рис. 2.1) и одно-рычажные подвески, а в за­висимости от плоскости качания ры­чагов — поперечно-рычажные (рис. 2.3), диагонально-рычажные и продольно-рычажные. Телескопиче­ская подвеска включает в качестве направляющего устройства телескопический механизм.

Рисунок 2.1 - Задняя зависимая пружинная подвеска

По типу упругого элемента подвес­ки делятся на подвески с металличе­скими упругими элементами — рес­сорные (рис. 2.2), пружинные (рис. 2.1), торсионные и с неметаллическими — пневматические (см. рис.2.3), гидро-пневматичсские и рези­новые. Иногда используются и комби­нированные подвески с несколькими типами упругих элементов, например рессорно-пружинные, рессорно-пневматические и др.

Рисунок 2.2 - Рессорная подвеска:

а — передняя (ГАЗ); б —задняя (ЗИЛ): 1 — рессора; 2 — резиновая опора: 3. 5 —кронштейн: 6 — крышка кронштейна; 7 — основная рессо­ра; 8 — дополнительная рессора (подрессорник).

Рисунок 2.3 - Пневматическая подвеска:

а — общий вид: б — принципиальная схема регулирования высоты кузова; 1 — пневмоэлемент; 2 — нижняя штан­га; 3 — балка крепления пневмоэлементов; 4 — V-образная штанга; 5 — амортизатор; 6 — регулятор высоты; 7 —стабилизатор

По типу демпфирующего устрой­ства подвески подразделяются на под­вески с гидравлическими амортизато­рами и без них. В последнем случае демпфирование колебаний осущест­вляется за счет сил трения в упругом и направляющем устройствах под­вески.

Регулирование высоты кузова над полотном дороги в принципе возмож­но при любом типе подвески, но наиболее просто оно осуществляется при пневматической подвеске.

Принципиальная схема регулиро­вания показана на рис. 2.3, б. При возрастании нагрузки рама автомоби­ля опускается и расстояние между ней и мостом уменьшается. Рычажный привод, воздействуя па регулятор, со­общает упругий элемент с ресивером. Воздух под давлением поступает в упругий элемент до тех пор, пока ра­ма не поднимется до прежнего уров­ня. При уменьшении нагрузки расстоя­ние между рамой и мостом также остается неизменным, так как с по­мощью регулятора выпускается воз­дух из упругого элемента. Применение гидравлического замедлителя, встро­енного в регулятор, исключает работу регулятора при динамических колеба­ниях кузова автомобиля.

На большинстве автомобилей уста­навливают по три регулятора. Двумя регуляторами на наиболее нагружен­ном мосту регулируются высота и бо­ковой крен кузова, возникающий из-за неравномерного нагружения колес моста.

За редким исключением продольные рессоры устанавливаются только в зависимой подвеске преимущественно грузовых автомобилей и прицепов к ним. На рис. 2.4 показаны многолистовые рессоры разной массы, имевшие ранее исключительно широкое распространение, и современные параболические рессоры. На рис. 2.5 и 2.6 приведены различные формы исполнения рессор. Для снижения стоимости и массы на легких грузовых автомобилях все чаще возвращаются к однолистовым рессорам. Поскольку ведущую проушину коренного листа в этом случае подстраховать невозможно (см. рис. 2.6), такие рессоры применяются, как правило, в задней подвеске. Фирма «Форд» применяет на одной из своих опытных моделей рессоры из пластмассы, армированной стекловолокном . Преимуществу этого материала противостоят определенные недостатки: меньший модуль упругос­ти (который входит в расчет прогиба) и значительно более высокая стоимость.

Рисунок 2.4 - Сравнение трех различных по конструкции задних рессор фирмы «Крупп-брюнингхауc» для грузовых автомобилей с одинаковыми данными: длина L= 1650 мм, жесткость c = 200 Н/мм, контрольная нагрузка 33 кН: а — обычная трапецеидальная рессора с обрезными концами листов, 14 листов, высота пакета 140 мм. масса 122 кг; 6 — усовершенствованная трапецеидальная рессора с рас­катанными концами листов и пластмассовыми прокладками, 9 листов, высота пакета 127 мм, масса 94 кг; в — параболическая рессора с раскатанными концами листов (длина раскатки около 1200 мм) и пластмассовыми прокладками, 3 листа, высота пакета 64 мм. масса 61 кг.

Рисунок 2.5 - Параболическая рессора прогрессивного действия, применяемая фирмой «Фольксваген» на мод. LT50 — среднем грузовом автомобиле с допустимой полной массой 5 т. Коренной лист и поддерживающий его до проушин второй лист имеют по всей длине постоянную толщину. Для предотвращения фрикционной коррозии и скрипа листы рессоры разделены в середине дистанционными пластинами, а по концам — резиновыми прокладками. Немного укороченный «опорный» лист (b = 0,8а) сильно раскатан и имеет на концах резиновые буфера, которые при нагружении приходят в контакт с основной рессорой. Этот длинный опорный лист с буферами обеспечивает распределение напряжений во всем пакете и повышение жесткости при полной нагрузке вчетверо относитель­но жесткости на снаряженном автомобиле. Благодаря этому частота колебаний остается почти постоянной, в результате повышается безопасность движения, в ча­стности на поворотах.

Рисунок 2.6 - Однолистовая параболическая рессора в задней зависимой подвеске легкого грузового автомобиля. Передняя проушина закреплена с возможностью поворота на лонжероне рамы, а задняя — на серьге, компенсирующей изменение длины при прогибе. Над рессорой видно штыревое крепление амортизатора (рисунок фирмы «Рено»)

Поперечные рессоры с одним-тремя листами параболической формы довольно компактны. По соображениям снижения массы и стоимости такие рессоры могут найти применение, особенно в тех случаях, когда они будут выполнять функции и стабилизатора, заменяя сам стабилизатор, его опоры, соединительные стойки и две пружины подвески.

Винтовые пружины с постоянными толщиной проволоки и шагом навивки, а также обусловленной этим линей­ной характеристикой по всему ходу подвески, как и прежде, при­меняются в передней и задней подвесках. Требуемая характерис­тика обеспечивается в таких случаях дополнительным упругим элементом. Нужная прогрессивность задней под­вески может быть создана цилиндрическими и фасонными пружи­нами с переменной толщиной проволоки. Фасон­ные пружины, называемые также пружинами «миниблок», зани­мают по высоте меньше места и позволяют получить ровное пространство багажника, мало зауженное с боков.