Рассчитать необходимое усилие, прилагаемое к рулевому колесу по заданным исходным данным.

Кинематическое передаточное число рулевого управления определяется по формуле:

(2.3)

где - угловые передаточные числа соответственно рулевого механизма и рулевого привода.

Принимаем: =16,12; =1

Подставив данные значения в формулу (2.3) получим:

(общие технические сведения);

Момент сопротивления повороту управляемых колес складывается из момента сопротивления, связанного с плечом обкатки, трением в пятне контакта, поперечным наклоном шкворня:

(2.4)

Значения и определяются по формулам:

(2.5)

(2.6)

где: - вес, приходящийся на переднюю ось;

f - коэффициент сопротивления качению;

a- плечо обкатки;

j - коэффициент сцепления шины с полотном дороги;

rj - эквивалентный радиус сил трения.

Принимаем: .

=6678Н

f =0,015;

a=0,025м;

j =0,85.

Подставив значения в формулы (2.4)-(2.6) получим:

Усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, определяется по формуле:

(2.7)

где: - КПД рулевого механизма

- КПД рулевого привода

- радиус рулевого колеса

Принимаем: =0,85

=0,90

=0,2м

После подстановки данных в формулу (2.7) получим:

Рассчитать наружный и внутренний диаметр ведомого диска фрикционного сцепления по заданным исходным данным.

 

Задаемся коэффициентом запаса сцепления, равным отношению момента трения сцепления к максимальному моменту двигателя

(3.1)

Откуда

Значение выбирается с учетом неизбежного изменения (уменьшения) коэффициента трения накладок при эксплуатации, усадки нажимной пружины, наличия возможности регулировки нажимного усилия, числа ведомых дисков. Из-за усадки пружины уменьшение составляет 8…10 , изнашивания накладок —15…20 суммарное падение составляет 23…30 . Средние значения для легковых автомобилей — 1,2…1,75. [1] Принимаем .

μ – коэффициент трения, μ = 0,25.

z – число поверхностей трения z = 2, т.к. сцепление однодисковое Находим момент сцепления:

Определяем внешний радиус накладки сцепления:

(3.2)

Принимаем фрикционные накладки:

Наружный диаметр: D = 280 мм;

Внутренний диаметр накладок d определяется по формуле

к =d/D=0,67,(3.3)

тогда

d=0,67*280=187,6 мм;

Принимаем внутренний диаметр d = 180 мм и толщину накладок δ = 4мм.

Нажимное усилие Fн определяется исходя из момента трения , выраженного через параметры сцепления.

Радиус трения будет определяться по формуле:

(3.4)

где — средний радиус накладки.

Ведомые диски сцеплений автомобилей обладают существенной податливостью в осевом направлении, что обусловливает q=const во всех точках поверхности трения. Тогда

(3.5)

Для легковых автомобилей отношение r/R составляет приблизительно 0,55 тогда:

С учетом числа пар поверхностей трения для однодискового сцепления .

(3.6)

где — коэффициент, учитывающий уменьшение нажимного усилия , сжимающего трущиеся поверхности, вследствие трения в направляющих устройствах и шлицах ведущих и ведомых дисков. Для автомобильных сцеплений принимают . Тогда

(3.7)

Коэффициент трения накладок зависит от ряда факторов: материала фрикционных накладок, состояния их поверхностей, относительной скорости скольжения, удельной нагрузки, температуры. Определенный экспериментально коэффициент трения составляет в среднем 0,30.0,50. В реальных условиях эксплуатации сцеплений он несколько ниже. Для расчетов принимают .

Тогда

Удельная нагрузка определяется по формуле

(3.8)

где — площадь рабочей поверхности одной стороны фрикционной накладки.

При наличии отверстий под заклепки значение q несколько увеличивается (до 5%), но в расчетах этим можно пренебречь. Значение q у сцеплений легковых автомобилей составляет 0,18….0,25. Число пар трения находится по формуле:

(3.9)

Рассчитать критическую скорость по боковому скольжению или по опрокидыванию

Критический угол по условию опрокидывания определяется по формуле:

, (15)

где В/hц.т.- коэффициент поперечной устойчивости.

Для порожнего автомобиля:

bкр.о. = аrctg(1.8/2*1) = 71º

Для груженого автомобиля:

bкр.о. = аrctg(1.8/2*1,1) = 75º

Расчёт критического угла по условию скольжения автомобиля на дорогах с разным покрытием

Критический угол по условию скольжения рассчитывается по формуле:

.(16)

Для щебеночного сухого покрытия:

bкр.с. = arctg0,6=54º