Расчет рулевого привода


В рулевом приводе производится расчет вала сошки,сошки, продольной и поперечной тяг, поворотный рычаг и рычаги поворотных цапф.

Вал рулевой сошки рассчитывается на напряжение кручения:

- при отсутствия усилителя руля-

 

τкр = ; (9.51)

 

- при совмещении гидроцилиндра усилителя и рулевого механизма-

 

τкр = . (9.52)

 

Вал рулевой сошки изготавливают из легированной стали марок 30, 18ХГТ, 20ХН3А. Допускаемые напряжения на кручение [τкр] = 300…350Мпа.

Рулевая сошка рассчитывается на изгиб и кручение в опасном сечении А-А.

 

Рис. 9.26. Расчетная схема рулевой сошки: А-А, Б-Б-опасные сечения; 1 – палец продольной тяги, 2 - сошка

 

Максимальное усилие на шаровом пальце от действия продольной тяги при отсутствии гидроусилителя руля равно

Pсош = (9.53)

максимальное усилие на шаровом пальце от действия продольной тяги при совмещении гидроцилиндра усилителя и рулевого механизма, равно

Pсош = + . (9.54)

Напряжение изгиба и кручения в сечении А-А:

- напряжение изгиба при отсутствии гидроусилителя руля-

 

σиз = = ; (9.55)

- напряжение изгиба при совмещении гидроцилиндра усилителя и рулевого механизма –

 

σиз = = + ; (9.56)

 

- напряжение кручения в сечении А-А при отсутствии гидроусилителя руля-

 

τкр = = ; (9.57)

 

- напряжение изгиба в сечении А-А при наличии усилителя, совмещенного цилиндра и рулевого механизма –

 

τкр = = + ; (9.58)

 

где l1 – расстояние между осями вала сошки и шарового пальца (рис.9.26);

l2, l3 – плечи действия силы при изгибе и кручении (рис.9.26).

Рулевые сошки изготавливаются из сталей марок 30, 18ХГТ. Допускаемые напряжения изгиба [σиз] = 150…200МПа, допускаемые напряжения кручения [τкр] = 60…80МПа.

Шаровый палец 1 крепления продольной тяги к рулевой сошке 2 (рис.9.26) рассчитывается на изгиб и срез в опасном сечении Б-Б и на смятие поверхности контакта с сухарями.

Напряжение изгиба

 

σиз = ; (9.59)

 

напряжение среза

 

σср = ; (9.60)

 

напряжение смятия

 

σсм = , (9.61)

 

где е – плечо изгиба пальца;

dп, dг – диаметры пальца и головки.

Шаровые пальцы продольной и поперечной тяг рассчитываются аналогично с учетом действующих на каждую из них нагрузок и размеров.

Шаровые пальцы изготавливают из стали марок 40Х, 20ХН№А. Допускаемы напряжения изгиба [σиз] = 300...400МПа, среза [σср]= 25…35МПа и смятия [σсм]= 25…35МПа.

Продольная рулевая тяга рассчитывается на сжатие и прдольный изгиб по усилию Pсош (9.53) и (9.54). Напряжение сжатия определяется выражением

 

σсж = = , (9.62)

где FT - площадь сечения рулевой тяги;

dTн, dTв – наружный и внутренний диаметры трубы продольной тяги.

Критическое напряжение при продольном изгибе можно определить по формуле:

 

σкр = , (9.63)

где Е – модуль упругости 1-го рода;

I = π( - момент инерции сечения тяги;

lT – длина продольной тяги.

Размеры рулевой тяги должны быть выбраны так, чтобы запас устойчивости

δуст = = (9.64)

не был меньше допустимого значения [δуст] =1,5…2,5.

Продольные рулевые тяги изготавливают из стали марок 20 и 35.

Поперечная рулевая тяга рассчитывается на сжатие и продольный изгиб (9.62). (9.63) и (9.64) по силе нагрузки

 

Pпт = , (9.65)

где lпр, lр – длины плеч поворотного рычага и рычага поворотного кулака (рис. 9.27).

Поворотный рычаг рассчитывается на изгиб и кручение по моментам: изгибающему

Mиз = Pсош lпр и крутящему Мкр = Pсош lр.

Напряжения изгиба и кручения

 

σиз = и τкр = .

Поворотный рычаг изготавливают из стали марок 30, 35, 40. Допускаемые значения изгиба и кручения состаляют [σиз] =150МПа, [τкр] = 60…80МПа.

 

Рис. 9.27. Схема для расчета поперечной тяги и рулевых рычагов

Рычаги поворотных цапф(рис. 9.27) рассчитывают по силеPПТ (9.65) на изгиб и кручение с определением напряжений:

 

σиз = и τкр = .

Рычаги поворотных цапф также изготавливают из стали марок 30, 35, 40. Допускаемые значения изгиба и кручения состаляют [σиз] =150МПа, [τкр] = 60…80МПа.

 

Вопросы для самопроверки.

1. Назначение рулевого управления, его механизма и рулевого привода.

2. Какие требования предъявляются к рулевому управлению?

3. Какими параметрами оценивают рулевое управление автомобилей?

4. Что такое силовое и кинематическое передаточные числа рулевого управления?

5. Что такое прямой и обратный КПД рулевого управления?

6. Что такое предел обратимости привода?

7. Почему значение обратного КПД должно быть выше предела обратимости?

8. Почему зазор в кинематических звеньях рулевого управления при нейтральном положении управляемых колёс должен быть минимальным?

9. Какие нормативные требования заложены в расчёт сопротивления повороту управляемых колёс?

10. Почёму центр шарового пальца сошки должен перемещаться в плоскости, параллельной продольной плоскости автомобиля, и при нейтральном положении сошки должен совпадать с центром качания колеса на упругом элементе подвески?

11. Как связана конструкция рулевой трапеции с типом подвески управляемой оси?

12. Из каких материалов изготавливают основные детали рулевого привода?

13. Какие бывают конструкции рулевых механизмов?

14. Какую характеристику должен иметь рулевой механизм, чтобы обеспечивалась высокая точность вождения автомобилей на прямолинейных участках пути?

15. Чем вызывается необходимость установки усилителя в рулевом приводе?

16. Порядок расчёта рулевого управления.

17. Какие параметры выбираются для рулевых управлений по нормативным требованиям, а какие должны быть получены расчётом?

18. Какими конструктивными способами повышают безопасность элементов рулевого управления?

19. Какие нормативные требования предъявляются к рулевым управлениям повышенной безопасности?



Дата добавления: 2021-05-28; просмотров: 334;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.012 сек.