Бортовийавтомобіль великої вантажності колісної формули 6х6

 

 Силовое передаточное  число рулевого управления [7]

 

где – момент сопротивления повороту рулевого колеса, Нм;

= 86 Н – момент, приложенный к рулевому колесу [5].

 

Условие ограничений минимального (60 Н) и максимального (80 Н) усилий на рулевом колесе [7] после установки  гидроусилителя рулевого механизма  выполняется.

 

 Рулевой вал

Рулевой вал (полый)  нагружается  моментом:

Напряжение кручения полого вала:

 

где - наружный диаметр вала ,м;

 - внутренний диаметр вала, м.

 

 

Вычисленное значение напряжения кручения рулевого вала не превышает допустимое [] = 100 МПа , значит в изменении параметров рулевого вала нет необходимости.

 

 Рулевой механизм 

Для винтореечного механизма в звене: винт — шариковая гайка определяют условную радиальную нагрузку Р_ш на один шарик [7]:

 

где - осевая сила, Н;

- число рабочих витков;

- число шариков на  одном витке, находят из условия полного заполнения канавки;

- угол контакта шариков  с канавками.

 

 

     Контактное  напряжение, определяющее прочность  шарика [7]:

 

где Е - модуль упругости первого рода (Е = 200 ГПа);

d_ш - диаметр шарика;

d_к - диаметр канавки;

k_кр - коэффициент, зависящий от кривизны контактирующих поверхностей (k_кр = 0,6...0,8);

[] = 2500...3500 МПа в зависимости от диаметра шарика.

По ГОСТ 3722-81 может быть определена разрушающая нагрузка, действующая  на один шарик.

Следует учитывать, что наибольшие нагрузки в винтовой паре имеют место при неработающем усилителе.

Зубья сектора и рейки  рассчитывают на изгиб и контактное напряжение по ГОСТ 21354-87, при этом конусностью  зубьев сектора пренебрегают.

Окружное усилие на зубьях сектора [7]:

 

где радиус начальной окружности сектора;

 максимальное давление  жидкости в усилителе;

 диаметр гидроцилиндра усилителя.

Второе слагаемое применяется  в том случае, если усилитель нагружает  рейку и сектор, т. е. когда рулевой  механизм объединен с гидроцилиндром.

Материал сектора - сталь 18ХГТ, ЗОХ, 40Х, 20ХНЗА; [ σ_и ] = 300...400 МПа; [ σ_cж ] = 1500 МПа.

 

 Вал рулевой  сошки 

Напряжение кручения вала сошки при наличии усилителя [7]:

 

где d - диаметр вала сошки.

Материал вала сошки - сталь 30, 18ХГТ, 20ХНЗА.; [ τ ] = 300...350 МПа.

Рулевая сошка  Изгиб и кручение — основные виды напряжения.

Рисунок 15 - Расчетная схема рулевой сошки

1.      Расчет ведут на сложное сопротивление. Шлицы рассчитывают на срез. Усилие на шаровом пальце сошки, вызывающее изгиб и кручение (при наличии встроенного усилителя) [7]:

Напряжение изгиба в опасном  сечении А-А [7]:

 

Напряжение кручения [7]:

 

где W_И и W_К - соответственно осевой и полярный моменты сопротивления опасного сечения.

Эквивалентное напряжение рассчитывается по одной из теорий прочности.

 

Материал сошки: сталь 30, 18ХГТ; [W_Э ] = 300...400 МПа.

Поперечная тяга

Усилие, передаваемое шестерней  на рейку Р_х , вызывает напряжение сжатия  и продольный изгиб тяги [7]:

 

где F – площадь поперечного сечения:

 

где d - диаметр сечения тяги;

 

 

 

Критическое напряжение при  продольном изгибе

 

где L - длина тяги, м;

E - продольный модуль упругости, МПа;

_J - момент инерции сечения тяги.

L = 0,3м

 

 

 

Запас устойчивости

 

 

Запас устойчивости , что удовлетворяет условию

 

 Шаровый палец рулевого наконечника

Напряжение среза при  площади сечения шарового пальца у основания:

 

где  - площадь сечения шарового пальца у основания:

 

где  - диаметр шарового пальца

 

 

 

 Крестовина  карданного шарнира неравных  угловых скоростей

Шипы крестовины испытывают на напряжения изгиба и смятия, а  крестовина – напряжение разрыва. Расчеты  ведут по формулам [3]:

Рисунок 16 - Расчетная схема карданного шарнира неравных угловых скоростей

Напряжение изгиба шипа крестовины:

 

 

- условие напряжения  изгиба крестовины  выполняется.

Напряжение среза шипа крестовины:

 

 

- условие напряжения  среза крестовины выполняется.

Напряжение крестовины на разрыв в прямоугольном сечении  А-А площадью F:

 

b = 10,0005 мм; h = 20 мм.

 

- условие напряжения  на разрыв крестовины выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Використана літератури:

1. А. И. Гришкевич – Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник/ – М.: Машиностроение, 1984, - 272 с., ил.
2. П. П. Лукин, Г. А. Гаспарянц, В. Ф. Родионов – Конструирование и расчёт автомобиля: Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Автомобили и тракторы»/ – М.: Машиностроение, 1984. – 376 с., ил.
3. А.Т. Лебедєв, В.М. Антощенков, М.Ф. Бойко та ін. – Трактори та автомобілі. Ч. 3. Шасі: Навч. посібник/— К.: Вища освіта, 2004. – 336 с.: іл.
4. Вахламов В. К.Техника автомобильного транспорта: Подвижной состав и эксплуатационные свойства: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: «Академия»,  2004. – 528 с.
5. Дунаев П. Ф., Леликов О. П.  Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для машиностроительных специальных вузов. - М.: Высшая школа, 1985 - 416 с., ил
6. Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя в  3-х т. Т.3. – 5 изд.,     переработанное и дополненное. – М.    Машиностроение, 1980. – 559 с, ил.
7. Осепчугов В. В., Фрумкин А. К. Автомобиль: Анализ конструкции,  элементы расчета. - М: Машиностроение, 1979. – 557 с.
8. Кригер А. М. Шасси автомобиля ЗИЛ-130. - М: Машиностроение, 1973. - 400 с.
9. Оформление пояснительной записки и графической части курсовых и   дипломных                                   проектов. Методические указания. В. М. Пономарёв, О. И. Горбунова, г. Чайковский. ЧТИ (филиал) ИжГТУ, 2003. – 99с.
10. В. Ф. Яркеев. Методические указания к курсовому проектированию для студентов      специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» по дисциплине «Автомобили» Часть 2.