Расчет задней подвески

Схема действия сил

Рассмотрим силы действующие за балку заднего моста. Для расчета берем максимальные силы, действующие на задний мост. Действие сил показано на рис. 7.

Рис. 7. Схема действия сил.

При движении автомобиля в пятне контакта колеса с дорогой могут действовать три вида сил: продольные, поперечные, вертикальные. Вертикальная сила R– это сила реакции дороги на колесо, численно равная произведению ускорения свободного падения на часть массы автомобиля, приходящейся на данное колесо. Продольная сила F включает в себя силу сопротивления качения и силы реакции дороги при движении автомобиля (разгоне/торможении). Максимальная величина силы реакции дороги в пятне контакта определяется только весом, приходящимся на колесо, и коэффициентом сцепления колес с поверхностью дороги. Сила S возникает при движении автомобиля в повороте или при заносе. Ее предельное значение также определяется весом приходящимся на колесо и коэффициентом сцепления колес с поверхностью дороги.

Указанные выше, силы, нагружая балку моста и элементы подвески, передаются на кузов. Происходит это следующим образом: сила F передается через продольные рычаги, сила R передается через пружины, сила S передается через механизм Уатта.

На боковые перемещения кузова влияет только сила S, поэтому значение этой силы будет иметь определяющее значение для последующего расчета всего механизма.

Рассмотрим действие поперечной силы S на элементы подвески автомобиля. Действие этой силы показано на рис. 7.

Рис. 7. Действие боковых сил.

На каждое колесо действует сила S/2, которые в сумме дают силу S. Эта сила нагружает весь механизм Уатта. В этом механизме два одинаковых рычага находящихся на равном расстоянии, что приводит к тому, что каждый из них воспринимает силу S_т= 0,5*S. Один рычаг испытывает напряжения растяжения, другой – сжатия. Сила S передается на рычаги через поворотный элемент и ось этого элемента. Действие силы на ось показано на рис. 8.

Рис. 8. Действие силы S на ось поворотного механизма.

На мост действует сила S, которая передается на рычаги. Возникает сила реакции S', которая воздействует на ось поворотного механизма. Эта сила создает изгибающий момент. Таким образом, изгибающий момент испытывает ось и сварочный шов оси.

Исходя из представленного выше анализа действия сил, для расчета следует принять во внимание только силу S, вес автомобиля приходящийся на заднюю ось и примерные размеры элементов. Это послужит основой для всего расчета механизма.

Определение сил и усилий

Определение сил будем производить для полностью груженного автомобиля.

Полная масса автомобиля 1760 кг

Допустимая нагрузка на заднюю ось 960 кг

Коэффициент сцепления (для сухого асфальтобетонного покрытия) 0,8

Боковая сила S

Боковая сила S передается на балку моста и механизм Уатта. Такое значение силы S достигается при максимальной загрузке автомобиля, при которой механизм Уатта принимает положение элементов, указанных на рис. 7.

Сила S_т = S*0,5 и для одного рычага является сжимающей, а для другого растягивающей. При указанном выше положении рычагов, сила S_тсоздает на сам рычаг нагрузку в виде силы K

, гдеαугол между рычагом и горизонтальной плоскостью.