6.7. Расчет балки моста

Предварительно размеры поперечного сечения штампованной балки ведущего моста или кожуха полуоси в месте крепления рессоры определяются исходя из необходимого момента сопротивления ,

где - масса подрессоренной части автомобиля, приходящуюся на рассматриваемый мост, кг; l – расстояние от центральной плоскости колеса до середины опорной площадки рессоры, см.

Балку моста автомобиля рассчитывают на изгиб и скручивание от действующих на нее сил и моментов. В общем случае движения на ведущий мост будут действовать силы и момент, показанные на рис.6.3 (на управляемый мост действуют те же моменты и силы, за исключением тяговой силыи момента ). Реактивный крутящий момент, создаваемый силой тяги, действует на балку на участке от оси шестерни главной передачи до места крепления рессоры, а реактивный тормозной момент – на участке от фланца крепления суппорта тормозного механизма до места крепления рессоры.

Расчетные нагрузочные режимы для балки моста те же, что и для полуразгруженных полуосей. Числовые значения нагрузочных сил и моментов, действующих на балку моста, рассчитывают по формулам табл.6.2. Значения параметров и принимают такими, же как и при расчете полуосей. Максимальная тяговая сила определится только из условия сцепления ведущих колес с дорогой. Нормальные реакции по наружному и внутреннему по отношению направления заноса колесам будут отличаться между собой только в случае заноса автомобиля. В других расчетных случаях . Напряжения рассчитывают в сечении I-I, соответствующем центральной плоскости внутреннего по отношению направления заноса колеса, для случая бокового скольжения и сечении II-II, соответствующем центральной плоскости зоны установки упругого элемента подвески, в других частных случаях.

При действии максимальной силы тяги или максимальной тормозной силы напряжения рассчитывают по следующим формулам:

в круглом трубчатом сечении балки рассчитывают эквивалентные напряжения по теории максимальных касательных напряжений

,

где W – осевой момент сопротивления круглого поперечного сечения, - соответственно наружный и внутренний диаметры трубы;

в прямоугольном коробчатом сечении балки рассчитывают суммарные напряжения изгиба и кручения;

; ,

где , - осевые моменты сопротивления изгибу прямоугольного коробчатого сечения соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях; H, B – соответственно наружные высота и ширина коробчатого сечения; h, b – соответственно внутренние высота и ширина коробчатого сечения; - момент сопротивления кручению тонкостенного сечения с одинаковой толщиной стенок.

При заносе рассчитывают напряжения изгиба:

по внутреннему колесу

,

где - осевой момент сопротивления в вертикальной плоскости по сечению I-I;

по внутреннему колесу

.

При переезде через препятствие рассчитывают напряжение изгиба

.

Кроме перечисленных нагрузочных режимов, литые балки мостов, имеющие относительно большую массу, рекомендуется рассчитывать по нагрузочному режиму, соответствующему движению автомобиля со значительной скоростью по неровной дороге, когда в вертикальное ускорение моста может достичь 10G. Возникающая при этом динамическая нагрузка на мост от собственной массы может превышать статистическую нагрузку от силы тяжести подрессоренной части. В этом случае балку моста разделяют вертикальными плоскостями на отдельные участки. Произведение массы разделенных участков моста и закрепленных на них деталей на заданной ускорение дает значение инерционных сил , исходя из которых строят эпюры изгибающих моментов . Значение момента прибавляют к значениям момента при расчете напряжений, соответствующих первому случаю нагружения.

Материалы, применяемые для балок ведущих мостов:

сварная штампованнная балка – сталь 10, сталь 40 (НВ 187…229):

литая балка – сталь 30Л, 40Л, модифицированный ковкий чугун КЧ 35-10;

кожух полуоси – сталь 45, 40Х (НВ 179…207).

Полученные расчетные напряжения не должны превышать МПа, МПа. Меньшие значения напряжений относятся к литым балкам из ковкого чугуна и к балкам управляемых мостов, большие – к сварным штампованным из листовой стали.