Материал: Конструкция и расчёт механического оборудования подвижного состава

Определяем максимальный крутящий момент, развиваемый при сцеплении действующий на балку:

Конструкцию балки заднего моста изображена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Конструкция балки ведущего моста

На рисунке 9 обозначены пять расчетных сечений, которые представляют собой:

. Сечение «1-1» - плоскость наружного торца наружного подшипника ступицы;

. Сечение «2-2» - плоскость внутреннего торца внутреннего подшипника;

. Сечение «3-3» - плоскость крепления суппорта тормозного устройства;

. Сечение «4-4» - средняя плоскость подвески (рессоры);

. Сечение «5-5» - плоскость симметрии моста.

Предварительные размеры поперечного сечения сварной штампованной балки (кожуха полуоси) в месте крепления рессоры определяем по моменту сопротивления (эмпирическая форма):

где - вес подрессоренной части экипажа, который приходится на ведущий мост;

- - расстояние от продольной плоскости симметрии колеса до середины площадки рессоры.

Определяем момент сопротивления при изгибе балки:

Теперь, по найденному моменту сопротивления, определяем размеры балки моста в сечении «4-4» путем последовательного приближения:

Д = 225 мм, d = 202 мм.

Теперь принимаем размеры расчетных сечений:

. Сучение «1-1» -Д=100 мм, d=74 мм.

. Сучение «2-2» -Д=102 мм, d=74 мм.

. Сучение «3-3» -Д=225 мм, d=202 мм.

. Сучение «4-4» -Д=225 мм, d=202 мм.

. Сучение «5-5» -Д=410 мм, d=382 мм.

Определяем моменты сопротивления в расчетных сечениях:

. Сучение «1-1»

. Сучение «2-2»

. Сучение «3-3»

. Сучение «4-4»

. Сучение «5-5»

Определяем изгибающие моменты в сечениях «1-1», «2-2», «3-3» при изгибе в вертикальной продольной плоскости:

Определяем напряжения в расчетных сечениях при изгибе балки моста в вертикальной плоскости:

Определяем изгибающие моменты в сечениях «1-1», «2-2», «3-3» при изгибе в горизонтальной плоскости:

Определяем напряжения в расчетных сечениях при изгибе балки моста в горизонтальной плоскости:

Определяем суммарное напряжение в расчетных сечениях:

Следует отметить, что в сечениях «1-1», «2-2», «3-3» действует напряжение от изгиба балки моста, а в сечениях «4-4» и «5-5» напряжение от изгиба балки моста и тангенциальное напряжение (от крутящего момента).

В соответствие с вышесказанным, определяем необходимые значения параметров:

где

где

Определяем эквивалентные напряжения в сечениях «4-4» и «5-5»:

Вывод: полученные значения параметров не превышают допустимых значений, а, следовательно, принятые размеры балки моста выбраны корректно и со значительным запасом.

Теперь, зная все необходимые значения параметров, строим эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил (рисунок 3.6,рисунок 3.7

Рисунок 3.6 - Эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил в режиме тяги

Рисунок 3.7 - Эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил в режиме заноса

4. Выбор пневмошин

Колеса с пневмошинами устанавливаются на ведущих и управляемых мостах на роликовых подшипниках, на кожухах балки ведущего моста и на осях поворотных цапф управляемого моста.

Расчет колес сводится к определению геометрических размеров шины пневмоколеса, отвечающего расчетной грузоподъемностью при допустимой радиальной деформации.

Определяем ширину профиля пневмошины:

- вес, который приходится на одно колесо;

На основание веса и допустимой скорости движения можно подобрать соответствующие пневмошины:

В качестве пневмошин выберем Bridgestone RD713 175 R16C 101/99M

Рисунок 4.1.-Реальная пневмошина марки Bridgestone RD713 175 R16C 101/99M

Данные пневмошины предназначены для использования на микроавтобусах обеспечивают запас по скорости и максимальной нагрузке:

·             Допустимая скорость      (до 130 км/ч)

·        Максимальная нагрузка       (775 кг)

·        Ширина профиля        175 мм

·        Диаметр     16"

5. Выбор и расчет типа упругих элементов и гасителей колебаний

Для того чтобы правильно скомплектовать подвеску экипажа, необходимо определенным образом подобрать упругие элементы по их характеристикам и свойствам.

В данном курсовом проекте, т.е. для троллейбуса в качестве упругих элементов применяют листовые упругие элементы (листовые рессоры), а в качестве гасителей колебаний - гаситель колебаний телескопического типа.

.1 Расчет полуэллиптической листовой рессоры

Распространение листовых рессор на ПС в значительной степени обусловлено тем, что они, во-первых, обладают упругими свойствами, во-вторых, обеспечивают передачу продольных усилий, в-третьих, способствуют гашению колебаний кузова.

Напряжения, возникающие в коренных  и наборных  листах симметричных полуэллиптических рессор, определяем по формулам:

,

,

где - расчетная нагрузка рессоры, ;

- длинна рессоры, ;

, - соответственно ширина и высота листов рессоры;

- количество коренных и подкоренных листов рессоры;

- количество наборных листов рессоры.

Определяем нагрузки, которые действуют на рессоры:

. Нагрузка от веса кузова без пассажиров:

;

. Нагрузка от веса кузова с пассажирами:

;

Выбираем размеры рессоры:

. Ширина рессоры: bлр=0,03 м;

. Высота рессоры: hлр=0,0045 м;

. Количество коренных и подкоренных листов рессоры: mр=2;

. Количество наборных листов рессоры: nр=5;

. Длина рессоры: Lр=0,65 м.

После того, как были выбраны размеры листовой рессоры, необходимо проверить их условие прочности, прогиба и коэффициента относительного трения.

Определяем напряжения, возникающие в коренных  и наборных  листах симметричных полуэллиптических рессор. Для этого подставим все известные значения параметров в формулы (6.1.1) и (6.1.2), получим:

где ; - коэффициент запаса прочности по усталости.

Полученные результаты напряжений не превышают допустимого значения.

Определяем величину прогиба листовой рессоры при воздействии на нее максимальных нагрузок:

где а_х = 0,034 м - длина хомута рессоры; Е = 210 ГПа - модуль упругости.

Полученные значения прогиба удовлетворяют условию статического прогиба системы упругого подвешивания: .

Теперь проверяем рессору на коэффициент относительного трения:

где - коэффициент трения между листами рессоры, зависящих от наличия смазки.

Так как найденный коэффициент относительного трения меньше допустимого и колебания кузова не смогут быстро затухать, то на электромобиль необходимо установить дополнительные гасители колебаний.

5.2 Расчет гидравлического гасителя колебаний телескопического типа

Применение гасителей колебаний в системе упругого подвешивания экипажей обусловлено необходимостью гашения колебаний кузова, вызванных прохождением колесами неровностей пути.

Наибольшее распространение получили гидравлические гасители колебаний телескопического типа. Обусловлено это тем, что по сравнению с гасителями колебаний фрикционного типа (например, листовыми рессорами) гидравлические телескопические гасители обладают рядом преимуществ:

. Работают во всем диапазоне динамических нагрузок;

. С ростом амплитуды и частоты колебаний в гидравлическом гасителе растет сила сопротивления;

. Массогабаритные показатели гидравлического гасителя телескопического типа существенно меньше показателей гасителя колебаний фрикционного типа той же мощности и т.д.

Определяем нагрузки: