3. Выбор положения опор руля направления и построение эпюр изгибающих моментов и перерезывающих сил.

Для выбора положения опор РН и построения эпюр изгибающих моментов и перерезывающих сил пользуемся программой “MOR 3.0”

Рисунок №1.2 – Ввод длинны балки

Рисунок №1.3 – Выбор положения 1й опоры

Рисунок №1.4 – Выбор положения 2й опоры

Рисунок №1.5 – Выбор положения 3й опоры

Рисунок №1.6 – Выбор вида нагрузки

Расчетная схема руля направления представляется в виде балки на трех опорах.

Рисунок №1.7 - Расчетная схема руля направления

Выбираем трех-опорную схему навески подвижных частей. При выборе положения опор целесообразно конструировать агрегат или его секцию, стремясь обеспечить равенство изгибающих моментов в пролете над опорами М₀= М₁=М₂.

Выбрав положение опор и согласовав их с конструктивно-силовой схемой неподвижного агрегата, окончательно строим эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил. Для трех-опорной расчетной схемы эта задача является статически определимой.

Рисунок №1.8 - Эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил

1.2 Проектировочный расчет поперечного сечения лонжерона

1.2.1 Проектирование поясов лонжерона

Рисунок №1.9 – Схема действия нагрузок на лонжерон

От действия изгибающего момента, который полностью воспринимается лонжероном, в поясах лонжерона возникают осевые усилия N, величина которых вычисляется по соотношению:

,

где Н — строительная высота лонжерона (высота профиля в месте расположения лонжерона);

k — коэффициент использования строительной высоты профиля (в первом приближении );

 — расстояние между центрами масс полок лонжерона.

Площадь поперечного сечения пояса определится по формуле: ,

где  — разрушающее нормальное напряжение пояса.

Для растянутого пояса , где  — предел прочности материала, k = 0.8...0.6 — коэффициент, учитывающий ослабление пояса отверстиями под заклепки.

Материал Д16Т

По сортаменту Пр 100-51 : [4]

Для сжатого пояса необходимо провести второе приближение:

Задаем ,тогда по графику зависимости от определяем:

По сортаменту: Пр 100-55 [4]

В локальных сечениях (в местах крепления кронштейнов навески и тяги управления), в связи с выполнением условия о том ,что расстояние от оси болта крепления до края пояса должно быть не менее 2-х диаметров болта

(рисунок № 1.10). Выбираем тавровый профиль:

П о сортаменту: Пр 113-18 [4]

Рисунок №1.10 – тавровый профиль.

1.2.2 Проектирование стенки и стоек лонжерона.

Толщина стенки определяется по зависимости:

,

где

 — поток касательных усилий в стенке от перерезывающей силы Q;

 — потоки касательных усилий в контурах I и II (рис.1.6);

 — высота стенки;

 — толщина полки пояса лонжерона;

 — разрушающее касательное напряжение стенки.

Рисунок №1.11 – Потоки касательных усилий

Потоки касательных усилий в контурах определяются по известной из строительной механики формуле Бредта:

,

где  — крутящие моменты, воспринимаемые I и II контуром соответственно;

— площади I и II контуров.

Крутящие моменты, воспринимаемые контурами, определим из условий .

Тогда:

[1]

Расчетная величина крутящего момента агрегата М_кр может быть определена по приближенной формуле:

где Z — расчетная погонная длина агрегата.

Определив по графику принимаем ,

.

Принимаем .

Потребную площадь подкрепляющих стоек определим по формуле, задавшись значением ( при - ) :

Подбираем стойку с соответствующей ближайшей большей площадью

Угольник разностенный: Д-16-Т-ПР101-3 [4]

По сортаменту: Пр 101-3

Рисунок №1.12 – угольник разносторонний