Практическая работа №6 (2 часа) Расчет плавности хода автомобиля
6.1 Цель работы: изучить методику расчета плавности хода автомобиля.
6.2 Теоретическая часть
Основными оценочными показателями плавности хода автомобиля являются частота свободных колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс, ускорения и скорость изменения ускорений подрессоренных масс при колебаниях автомобиля.
6.3 Пример расчета
Подрессоренные массы автомобиля совершают низкочастотные колебания с частотой, ГЦ:
где fст – статический прогиб рессор, м;
Плавность хода легковых автомобилей считается удовлетворительной, если υн = 0,8…1,3 Гц; грузовых автомобилей и городских автобусов - ʋн = 1,3…1,8 Гц; междугородних автобусов - υн = 0,7…1,35 Гц.
Вычисляя значения ʋн для автомобиля, который проектируется, сравнивают полученные значения с указанными выше величинами.
Неподрессоренные массы мостов совершают высокочастотные колебания, обусловленные жесткостью шин, с частотой, Гц:
где
– суммарная жесткость шин, Н/м;
mM – масса моста, Н.
Масса моста рассчитывается по следующим формулам:
mм1=0.1 Mo, mм2=0.15 Mo,
где mм1, mм2 – массы соответственно переднего и заднего мостов;
Mo – собственная масса автомобиля, Н.
При отсутствии данных о жесткости шин ориентировочно можно принимать частоту высокочастотных колебаний υв – 6,7…8,5 Гц (меньшее значения для передней подвески, большие – для задней).
Кроме свободных колебаний автомобиль совершает вынужденные колебания с частотой, Гц:
где V – скорость автомобиля, м/с;
S – длина волны неровности дороги, м.
Используя зависимость Va=S, строят зависимость резонансных скоростей автомобиля от длины неровностей V=f(S) для частот собственных колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 – Зависимость резонансных скоростей автомобиля от длины неровностей
Скорость движения при которой может наступить резонанс, можно вычислить по зависимости:
6.4 Содержание отчета
6.4.1 Согласно своему варианту (таблица 4, приложение) провести расчеты.
6.4.2 По окончании расчета определить на графике наступление резонанса.
Список использованных источников
1. Тарасик, В.И. Теория движения автомобиля: Учебник для вузов. В.И. Тарасик.- СПб. БХВ-Петербург, 2006.- 478 с.: ил.
2. Емельянов, А.Е. Расчет цилиндрических пружин подвески автомобиля с нелинейной характеристикой упругости. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности «Автомобиле - и тракторостроение». А.Е Емельянов, И.Н. Зверев.- М.: МГТУ «МАМИ», 2007.-31 с.
3. AUTOTECHNIC.SU: Автомобили и технологии. [Электронный ресурс] URL: http://magazine.autotechnic.su/technology/suspension/suspension.html (дата обращения 17.08.2013).
4. Systemsauto.ru: Системы современного оборудования. [Электронный ресурс] URL: http://systemsauto.ru/pendant/mcpherson.html (дата обращения 19.08.2013).
Приложение
Таблица 1 – Исходные данные по вариантам для выполнения расчета пружины
№ варианта |
Rzст, Н |
Rzнм, Н |
Rzmin, Н |
a, Н |
b, Н |
fст, см |
D, мм |
1 |
4851 |
461 |
2686 |
335 |
315 |
15 |
85,0 |
2 |
4961 |
472 |
2796 |
338 |
318 |
18 |
127,5 |
3 |
4740 |
450 |
2670 |
330 |
310 |
10 |
127,0 |
4 |
4628 |
445 |
2475 |
328 |
305 |
12 |
128,7 |
5 |
4831 |
430 |
2652 |
326 |
312 |
13 |
129,0 |
6 |
4884 |
472 |
2705 |
332 |
318 |
11 |
107,0 |
7 |
4822 |
466 |
2688 |
333 |
311 |
14 |
108,9 |
8 |
4900 |
480 |
2700 |
340 |
320 |
20 |
99,7 |
9 |
4120 |
454 |
2225 |
345 |
325 |
12 |
123,0 |
10 |
4950 |
475 |
2750 |
350 |
330 |
22 |
100,3 |
11 |
4678 |
478 |
2820 |
331 |
312 |
14 |
108,8 |
12 |
4848 |
458 |
2676 |
333 |
312 |
13 |
85,0 |
13 |
4820 |
448 |
2642 |
328 |
307 |
12 |
127,5 |
14 |
4832 |
452 |
2721 |
335 |
315 |
15 |
127,0 |
15 |
4796 |
448 |
2718 |
338 |
318 |
18 |
128,7 |
16 |
4792 |
472 |
2693 |
330 |
310 |
10 |
129,0 |
17 |
4773 |
439 |
2645 |
328 |
305 |
12 |
107,0 |
18 |
4873 |
435 |
2678 |
326 |
312 |
13 |
108,9 |
19 |
4875 |
472 |
2652 |
332 |
318 |
11 |
99,7 |
20 |
4883 |
492 |
2641 |
333 |
311 |
14 |
123,0 |
21 |
4894 |
457 |
2638 |
340 |
320 |
20 |
100,3 |
22 |
4921 |
475 |
2676 |
345 |
325 |
12 |
108,8 |
23 |
4935 |
438 |
2711 |
350 |
330 |
22 |
85,0 |
24 |
4940 |
467 |
2726 |
331 |
312 |
14 |
127,5 |
25 |
4824 |
485 |
2689 |
333 |
312 |
13 |
127,0 |
26 |
4835 |
463 |
2647 |
328 |
307 |
12 |
128,7 |
27 |
4830 |
474 |
2659 |
335 |
315 |
15 |
129,0 |
28 |
4827 |
495 |
2668 |
338 |
318 |
18 |
107,0 |
29 |
4868 |
468 |
2673 |
330 |
310 |
10 |
108,9 |
30 |
4895 |
462 |
2684 |
328 |
305 |
12 |
99,7 |
Примечание: Rzст – вертикальная реакция подвески при статической (расчетной) массе автомобиля; Rzнм – вертикальная реакция подвески, обусловленная весом неподрессоренных масс подвески; Rzmin – вертикальная реакция подвески при одном человеке на переднем сиденье, наполовину заполненных багажнике и бензобаке; a – расстояние от оси рычага подвески до оси пружины; b – расстояние от оси рычага подвески до оси колеса; fст – статический (расчетный) прогиб подвески, определяющий плавность хода автомобиля; D – расчетный диаметр пружины.
Таблица 2 – Исходные данные по вариантам для проектирования пружины
№ варианта |
Класс пружины |
Разряд пружины |
Материал пружины |
Относительный инерционный зазор |
Число опорных витков |
F1, Н |
F2, Н |
H, мм |
L0,мм |
1 |
3 |
3 |
50ХГА |
0,10 |
0,50 |
800 |
8000 |
240 |
420 |
2 |
50ХГ |
0,15 |
0,75 |
9000 |
300 |
450 |
|||
3 |
55С2 |
0,20 |
1,00 |
12800 |
245 |
425 |
|||
4 |
55С2А |
0,25 |
0,50 |
13200 |
250 |
430 |
|||
5 |
60С2Г |
0,30 |
0,75 |
13400 |
255 |
430 |
|||
6 |
60С2Н2А |
0,35 |
1,00 |
16600 |
260 |
440 |
|||
7 |
63С2А |
0,40 |
0,50 |
15800 |
265 |
440 |
|||
8 |
65Г |
0,10 |
0,75 |
14200 |
270 |
445 |
|||
9 |
50ХГА |
0,15 |
1,00 |
14400 |
275 |
445 |
|||
10 |
50ХГ |
0,20 |
0,50 |
14600 |
280 |
450 |
|||
11 |
55С2 |
0,25 |
0,75 |
13100 |
285 |
450 |
|||
12 |
55С2А |
0,30 |
1,00 |
13300 |
290 |
450 |
|||
13 |
60С2Г |
0,35 |
0,50 |
13500 |
295 |
460 |
|||
14 |
60С2Н2А |
0,40 |
0,75 |
13700 |
240 |
420 |
|||
15 |
63С2А |
0,10 |
1,00 |
13900 |
300 |
460 |
|||
16 |
65Г |
0,15 |
0,50 |
14100 |
245 |
430 |
|||
17 |
50ХГА |
0,20 |
0,75 |
14300 |
250 |
435 |
|||
18 |
50ХГ |
0,25 |
1,00 |
14500 |
255 |
440 |
|||
19 |
55С2 |
0,30 |
0,50 |
15000 |
260 |
430 |
|||
20 |
55С2А |
0,35 |
0,75 |
15100 |
265 |
430 |
|||
21 |
60С2Г |
0,40 |
1,00 |
15200 |
270 |
450 |
|||
22 |
60С2Н2А |
0,10 |
0,50 |
15300 |
275 |
450 |
|||
23 |
63С2А |
0,15 |
0,75 |
15400 |
280 |
455 |
|||
24 |
65Г |
0,20 |
1,00 |
15500 |
285 |
455 |
|||
25 |
50ХГА |
0,25 |
0,50 |
15600 |
290 |
455 |
|||
26 |
50ХГ |
0,30 |
0,75 |
15700 |
295 |
455 |
|||
27 |
55С2 |
0,35 |
1,00 |
15800 |
240 |
430 |
|||
28 |
55С2А |
0,40 |
0,50 |
15900 |
245 |
430 |
|||
29 |
60С2ХА |
0,10 |
0,75 |
17100 |
250 |
435 |
|||
30 |
60С2ХФА |
0,15 |
1,00 |
17300 |
260 |
435 |
Примечание:
Класс пружин характеризует режим нагружения и выносливости, а также определяет основные требования к материалам и технологии изготовления.
Разряды пружин отражают сведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, а также нормативах по допускаемым напряжениям.
Таблица 3 – Исходные данные по вариантам для выполнения расчета амортизатора
№ варианта |
Pp, Н |
fст, см |
№ варианта |
Pp, Н |
fст, см |
№ варианта |
Pp, Н |
fст, см |
1 |
7520 |
80 |
11 |
7630 |
130 |
21 |
7780 |
180 |
2 |
7500 |
85 |
12 |
7650 |
135 |
22 |
7790 |
185 |
3 |
7480 |
90 |
13 |
7660 |
140 |
23 |
7800 |
190 |
4 |
7530 |
95 |
14 |
7670 |
145 |
24 |
7820 |
195 |
5 |
7490 |
100 |
15 |
7680 |
150 |
25 |
7840 |
200 |
6 |
7550 |
105 |
16 |
7690 |
155 |
26 |
7860 |
205 |
7 |
7460 |
110 |
17 |
7700 |
160 |
27 |
7880 |
210 |
8 |
7620 |
115 |
18 |
7750 |
165 |
28 |
7900 |
215 |
9 |
7380 |
120 |
19 |
7760 |
170 |
29 |
7940 |
220 |
10 |
7610 |
125 |
20 |
7770 |
175 |
30 |
7980 |
225 |
Таблица 4 – Исходные данные для выполнения расчета плавности хода автомобиля
№ варианта |
ТС |
fст, м |
ƩСш, Н/м |
М0, Н |
V, м/с |
S, м |
1 |
ЛА |
0,15…0,25 |
5000 |
14500 |
30 |
0,5 |
2 |
ГрА |
0,08…0,13 |
7500 |
120000 |
18 |
0,8 |
3 |
ГА |
0,09…0,14 |
7800 |
50000 |
20 |
1,0 |
4 |
МА |
0,12…0,18 |
8000 |
80000 |
33 |
1,2 |
5 |
ЛА |
0,16…0,26 |
5500 |
15000 |
17 |
1,4 |
6 |
ГрА |
0,10…0,15 |
11000 |
110000 |
22 |
1,6 |
7 |
ГА |
0,11…0,16 |
9000 |
60000 |
16 |
1,8 |
8 |
МА |
0,13…0,19 |
9700 |
130000 |
22 |
2,0 |
9 |
ЛА |
0,17…0,27 |
6000 |
120000 |
42 |
2,2 |
10 |
ГрА |
0,12…0,18 |
8200 |
150000 |
16 |
2,4 |
11 |
ГА |
0,13…0,20 |
7900 |
75000 |
14 |
2,6 |
12 |
МА |
0,14…0,20 |
10000 |
85000 |
25 |
2,8 |
13 |
ЛА |
0,18…0,23 |
6200 |
13000 |
38 |
3,0 |
14 |
ГрА |
0,09…0,14 |
9500 |
145000 |
21 |
3,2 |
15 |
ГА |
0,10…0,15 |
8400 |
65000 |
19 |
3,4 |
16 |
МА |
0,15…0,22 |
9000 |
90000 |
24 |
3,6 |
17 |
ЛА |
0,19…0,30 |
6400 |
12000 |
40 |
3,8 |
18 |
ГрА |
0,11…0,16 |
10500 |
170000 |
17 |
4,0 |
19 |
ГА |
0,10…0,15 |
9200 |
70000 |
13 |
4,2 |
20 |
МА |
0,10…0,16 |
9500 |
100000 |
11 |
4,4 |
21 |
ЛА |
0,20…0,30 |
6600 |
13500 |
34 |
4,6 |
22 |
ГрА |
0,13…0,18 |
8800 |
130000 |
10 |
4,8 |
23 |
ГА |
0,12…0,17 |
9000 |
65000 |
14 |
5,0 |
24 |
МА |
0,11…0,17 |
9300 |
95000 |
19 |
0,7 |
25 |
ЛА |
0,21…0,32 |
6800 |
12500 |
35 |
0,9 |
26 |
ГрА |
0,09…0,14 |
9600 |
142000 |
12 |
1,3 |
27 |
ГА |
0,11…0,16 |
8700 |
55000 |
13 |
1,5 |
28 |
МА |
0,15…0,20 |
8400 |
85000 |
14 |
1,7 |
29 |
ЛА |
0,25…0,35 |
7000 |
15500 |
31 |
2,5 |
30 |
ГрА |
0,13…0,18 |
10000 |
125000 |
15 |
3,5 |
Примечание: ЛА – легковой автомобиль; ГрА – грузовой автомобиль; ГА - городской автобус; МА – междугородний автобус;
fст - меньшие значения берут для задней а, большие – для передней подвески.
Петр Викторович Тихомиров
Елена Викторовна Лемешева