3.6.4. Гумові пружні елементи

Гумові пружні елементи можуть працювати за такими схемами: на стиск (рис. 3.6.4, a), на плоский зсув (рис.3.6.4, б), на круговий зсув (рис.3.6.4, в), на кручення (рис.3.6.4, г).

Гумові пружні елементи розраховують за формулами:

– елемент, що працює на стиск

(3.6.27)

– елемент, що працює на плоский зсув

при (3.6.28)

– елемент, що працює на круговий зсув

МПа при (3.6.29)

– елемент, що працює на кручення

(3.6.30)

а б в г

Рис. 3.6.4. Схеми гумових пружних елементів

Модулі пружності E і G в формулах (3.6.27) і (3.6.28 ) змінюються в дуже широких інтервалах залежно від твердості гуми ( із збільшенням твердості модулі зростають): E = 1…10 МПа, G = 0,3…3 МПа

Вказані в формулах (3.6.27), (3.6.28), (3.6.29), (3.6.30) допустимі напруження відповідають статичному навантаженню. При динамічному навантаженні допустимі напруження на стиск і круговий зсув менші від допустимих статичних напружень втричі, а на плоский зсув і кручення – в чотири рази.

3.7. Розрахунок напрямних пристроїв підвіски Автономні напрямні пристрої використовуються в балансирних або незалежних підвісках.

3.7.1. Розрахунок напрямного пристрою балансирної підвіски

Розрахункова схема такого напрямного пристрою зображена на рис. 3.7.1.

Розрахунок зусиль, що діють на напрямні штанги, виконують за максимальною силою зчеплення ведучих коліс з дорогою при = 0,8.

Зусилля, що діє на верхню штангу

. (3.7.1)

Зусилля, що діє на нижні штанги (ліву і праву)

, (3.7.2)

де e – зміщення верхньої реактивної штанги від середньої поздовжньої площини автомобіля; b – відстань між нижніми штангами.

Рис. 3.7.1. Схема напрямного пристрою балансирної підвіски

Оскільки кожний міст має три штанги (дві нижні і одну верхню), то нижні знаки у формулі (3.7.2) належать до навантаженішої нижньої штанги, що розміщена з боку верхньої. Зусилля в лівій та правій нижніх штангах рівні між собою за відсутності зміщення верхньої штанги, тобто при е = 0.

Для забезпечення рівномірного зношення шарнірів усіх штанг необхідно, щоби що можливо при е = 0 і .

Напрямні штанги розраховуються на стиск і поздовжній згин, а шарніри на зминання.

3.7.2. Розрахунок трапецієподібного напрямного пристрою незалежної підвіски

Трапецієподібний напрямний пристрій розраховують за трьома навантажувальними режимами автомобіля: гальмуванні, боковому заносі, переїзді через перешкоду.

Розрахункові схеми напрямного пристрою при першому та другому навантажувальних режимах зображені на рис. 3.7.2.

Під час гальмування верхній важіль працює на стиск і поздовжній згин від зусилля

(3.7.3)

і поперечний згин від зусилля

(3.7.4)

а б

Рис. 3.7.2. Розрахункові схеми трапецієподібного напрямного пристрою: R_z – вертикальна реакція на колесо; – вертикальні реакції на внутрішнє і зовнішнє колеса при боковому заносі; – гальмівна сила, що діє на колесо; – реакція на напрямку стійку, S – відстань від поперечної кермової тяги до осі передніх коліс

За такого ж режиму нижній важіль працює на розтяг від зусилля

(3.7.5)

і поперечний згин від зусилля P_п і зусилля

. (3.7.6)

У формулах (3.7.3), (3.7.4), (3.7.5) і (3.7.6) величина R_z = 0,5 , де – коефіцієнт зміни динамічного навантаження під час гальмування. Величина повинна відповідати значенню реакції R_н.

Під час бокового заноса верхні важелі працюють на стиск і поздовжній згин від зусиль:

– по внутрішньому колесі

(3.7.7)

– по зовнішньому колесі

. (3.7.8)

За цього ж режиму нижні важелі працюють на поперечний згин від зусилля , а також:

– на внутрішньому колесі на стиск і поздовжній згин від зусилля

(3.7.9)

– по зовнішньому колесі на розтяг від зусилля

(3.7.10)

У формулах (3.7.7), (3.7.8), (3.7.9) і (3.7.10) вертикальні реакції на внутрішнє і зовнішнє колеса по відношенню до напряму заносу відповідно дорівнюють.

Величина зусиль пружних елементів по внутрішньому та зовнішньому колесах повинна відповідати реакціям.

У разі переїзду через перешкоду верхній важіль працює на поперечний згин від максимального зусилля буфера віддачі, на стиск і поздовжній згин від зусилля.

(3.7.11)

За цього ж режиму нижній важіль працює на розтяг від такого самого зусилля і поперечний згин від максимальних зусиль пружного елементу P_n і буфера стиску Р_бmax.