§23 Балки мостов

Балка служит для жесткой связи между собой ведущих или управляемых колес автомобиля, а также для передачи силовых факторов на подвеску.

23.1. Классификация балок

1. По выполняемым функциям (назначению) бывают балки мостов:

1) Поддерживающих.

2) Ведущих.

3) Управляемых.

2. По технологии изготовления:

1) Кованные.

2) Литые.

3) Комбинированные.

3. По особенностям конструкции:

1) Неразъемные.

2) Разъемные.

23.2. Основы расчета балок

Наиболее нагруженным сечением является зона крепления упругого элемента подвески. Расчет производится на сложнонапряженное состояние по четырем расчетным режимам, как у полуосей:

1. Движение с максимальной тяговой силой.

G_K, М_К.

2. Движение с предельным торможением:

G_K, F_Т, М_Т

3. Движение с боковым заносом:

G_K, R_Y.

4. Движение по неровной дороге с высокой скоростью:

G_КД.

При расчете балки ведущих мостов необходимо учитывать тип полуосей. У балок разгруженных (Рис. 23.1.) и на 3/4 разгруженных полуосей расчет изгибных напряжений в сечении 1-1 от сил, действующих в плоскости качения колеса производится на плече а. Определяются изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях и закручивающий момент от тормозной силы. Затем определяется результирующий момент М_из (в отличии от полуосей, в первом расчетном режиме крутящего момента не будет, а во втором режиме появляется тормозной момент, который передается на балку от тормозного щита). Результирующий момент делится на момент сопротивления изгибу W_X и так определяется напряжение изгиба.

Рис. 23.1. Расчетная схема балки ведущего моста

Крутящий момент тоже воспринимается балкой, но он расположен по другую сторону опасного сечения (в данном случае) или вообще не достигает места крепления упругого элемента (с ним работает отдельный узел направляющего элемента подвески – реактивные штанги).

При расчете балок управляемых мостов (Рис. 23.2.) надо учитывать наличие шарнира поворотного устройства колеса (например – шкворень в данном случае) и изогнутость балки в вертикальной плоскости:

Рис. 23. 2. Расчетная схема балки управляемого моста

Расчет изгибающего напряжения в горизонтальной плоскости от тяговых (если мост еще и ведущий) или тормозных сил производится с переносом действия этих сил на ось шарнира (т.е. силы будут действовать на плече в). Это происходит потому, что на плече а до шкворня момент от указанных сил уравновешивается рулевой трапецией. В ней возникают силы растяжения и сжатия, мало влияющие на саму балку.

При расчете балки на кручение в опасном сечении необходимо уменьшить плечо r_К на величину с (изгиб балки под двигателем (Рис. 23.2.):

Расчет цапфы поворотного кулака производится в опасном сечении на плече f и только при действии боковой силы (Рис. 23.2.):

М_из = G_К ∙f + R_Y∙r_К.

Шкворень (стержень шарнира поворотного кулака, как показано на рис. 23.2.) рассчитывается на изгиб, срез и смятие по нижней, наиболее нагруженной части, входящей в нижнюю проушину поворотной цапфы.