Определить кинематические характеристики и силовое передаточное отношение подвески типа мак ферсон передней оси легкового автомобиля 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Определить кинематические характеристики и силовое передаточное отношение подвески типа мак ферсон передней оси легкового автомобиля



Исходные данные для построения кинематической схемы подвески в исходном состоянии автомобиля при проектной нагрузке 320 кг (4 человека):

– радиус колеса, rк = 275 мм;

– угол развала для проектной нагрузки α = 0 О 30 ;

– расстояние от вертикальной оси колеса по горизонтали до оси стойки (амортизатора), ас = 123 мм;

- угол наклона стойки, φо = 95 О;

- расстояние от вертикальной оси колеса до наружного шарнира нижнего рычага по горизонтали, ао = 28,7 мм;

– расстояние от оси вращения колеса до наружного шарнира нижнего рычага по вертикали, lo = 80 мм;

– длина нижнего рычага, rн = 314 мм;

– расстояние по вертикали от внутреннего шарнира нижнего рычага до оси колеса (для проектной нагрузки 4 человека), Zст. 4 = 68 мм;

– расстояние по вертикали от внутреннего шарнира нижнего рычага до верхней опоры, Z 1 = 606 мм;

– расстояние по горизонтали от внутреннего шарнира нижнего рычага до верхней опоры, Y 1 = 166,7 мм;

– расстояние от оси вращения колеса до опоры пружины вдоль оси амортизатора, lp = 318 мм;

– расстояние от оси амортизатора до оси пружины вдоль ее нижней опоры, Ср = 23 мм;

– отношение хода отбоя и сжатия, fо / fс = 95/83 мм.

Решение

По исходным размерам строим кинематическую схему подвески в ее ис­ходном статическом положении, рисунок 8.10.

Последовательность построения кинематической схемы показана на рисунке 8.11.

 

 

Рис. 8.10. Размеры кинематической схемы передней подвески

при статической нагрузке на автомобиль 320 кг

 

Рис. 8.11. Последовательность построения кинематической схемы передней подвески

 

I. Построение схемы поворотного кулака. Поводим линию опорной поверхности, а – а. На ней выбираем произвольную точку 1 и под углом 90+α, где α – угол развала в статическом положении, проводим вертикальную ось колеса. Из точки 1 проводим дугу радиусом rк и отмечаем положение оси вращения колеса, точка 2. Относительно точки 2 проводим ось вращения колеса, прямую перпендикулярную вертикальной оси колеса. Затем, из точки 2 проводим две дуги: радиусом ао, где ао – расстояние по горизонтали от вертикальной оси колеса до наружного шарнира нижнего рычага, точка 3 и радиусом ас, где ас – расстояние по горизонтали от вертикальной оси колеса до оси амортизатора, точка 4. Далее, из точки 4 под углом ψо к оси вращения колеса проводим ось амортизатора. Из точки 3 вниз опускаем перпендикуляр, на котором откладываем расстояние от оси вращения колеса до центра наружного шарнира нижнего рычага lо, точка 5.

II. Положение нижнего рычага и верхней опоры амортизаторной стойки. Из точки 5 вправо проводим дугу d-d радиусом rн, где rн, – длина нижнего рычага. Если задан угол наклона нижнего рычага в статическом положении φст откладываем его из точки 5 к горизонтали. На пересечении луча радиусом rн с дугой d-d находим положение внутреннего шарнира нижнего рычага, точка 6.

Если задано расстояние по высоте от оси вращения колеса до внутреннего шарнира нижнего рычага Zст, то положение точки 6 находим на пересечении дуги d-d с горизонтальной прямой, проведенной на этом расстоянии Zст. Соединяем точки 5 и 6.

Из точки 6 вверх откладываем расстояние Z 1 (расстояние по вертикали между внутренним шарниром нижнего рычага и верхней опорой амортизаторной стойки на кузове) и проводим горизонтальную прямую e-e. На пересечении прямой e-e с осью амортизатора находим положение верхней опорой амортизаторной стойки на кузове, точка 7.

От оси вращения колеса вдоль оси амортизатора откладываем расстояние до нижней опоры пружины lp, точка 8. В точке 8 проводим нормаль к оси амортизатора, на которой откладываем смещение оси пружины от оси амортизатора Cp, точка 9. Проводим ось пружины в статическом положении, соединяя точки 7 и 9.

Непосредственно при помощи замеров, см. рисунок 8.12, получены следующие значения параметров: – угол развала, αо = 0 О; – изменение колеи, ΔВo = 0 мм; – угол наклона шкворня, βо = 13 О; – плечо обката, ео = -17,5 мм; – высота пружины, Lо = 224 мм.

Рис. 8.12. Схема замера кинематических параметров подвески (а) и построения силовых треугольников (б) для определения передаточного отношения подвески в статическом положении

 

Построение силовых треугольников осуществляем в следующей последовательности.

I. Рассматриваем равновесие поворотного кулака. На ось колеса действует усилие Рк, направленной перпендикулярно опорной поверхности. На нижний шарнир поворотного кулака действует усилие Рн, направленное вдоль оси нижнего рычага. (Нижний рычаг воспринимает нагрузку только от поворотного кулака и в шарнире ее направление совпадает с осью наклона этого рычага). На верхнюю опору амортизаторной стойки действует усилие Рв. Для определения его направления проводим прямую, перпендикулярную опорной поверхности (направление силы Рк). Продолжаем длину нижнего рычага в сторону поворотного кулака (направление силы Рн). Из точки пересечения этих сил проводим прямую, проходящую через центр верхней опоры амортизаторной стойки (направление силы Рв).

II. Рассматриваем равновесие амортизаторной стойки. Раскладываем усилие Рв на две составляющие: усилие от пружины Рр, направленное вдоль ее оси и боковую силу Рр.б, перпендикулярную усилию от пружины.

III. Построение силовых треугольников. Откладываем вертикальный отрезок произвольной длины, в нашем примере 500 мм (направление силы Рк). К его основанию проводим отрезок параллельный направлению силы, действующей на нижний рычаг Рн, а из его вершине проводим отрезок параллельный направлению силы Рв, действующей на верхнюю опору. Находим точку пересечения отрезка направления силы Рв с отрезком направления силы Рн. Длины полученных отрезков определяют относительные усилия на нижний шарнир и верхнюю опору амортизаторной стойки.

Усилие на верхнюю опору амортизаторной стойки Рв раскладываем на две составляющие. Из его вершине проводим отрезок параллельный направлению боковой силы Рр.б, а к его основанию отрезок параллельный оси пружины (усилию Рр). Длина полученных отрезков определят относительные усилия от рессоры и боковой реакции на внутреннюю опору.

Силовое передаточное отношение подвески определяется как , где - длина вектора усилия на колесо; - относительная длина вектора усилия от рессоры. Для статического положения . Здесь мм – (длина задана произвольно); мм – относительная длина вектора усилия от пружины, замеренная на силовых треугольниках.

Аналогично определяется силовое передаточное отношения для амортизатора.

Для получения характеристик изменения кинематических параметров и силового передаточного отношения перестраиваем схему подвески для различных положений колеса относительно кузова. Последовательность такого перестроения показана на рисунке 8.13.

I. Исходная схема для статического положения подвески.

II. Из центра внутреннего шарнира нижнего рычага (точка 6) проводим дугу n-n, проходящую через точку 5,центр нижнего шарнира амортизаторной стойки. Разбиваем дугу n-n на произвольное число, в пределах угла поворота нижнего рычага, и отмечаем выбранную точку 5’. Копируем амортизаторную стойку с вертикальной осью колеса, перемещая точку 5 в положение 5’.

III. Поворачиваем амортизаторную стойку с вертикальной осью колеса относительно точки 5’ до касания оси амортизатора с центром верхней опоры на кузове, точка 7. Соединяем центр верхней опоры амортизаторной стойки на кузове 7 с осью пружины на нижней чашке 9’.

 

Рис. 8.13. Последовательность перестроения кинематической схемы подвески для промежуточных положений колеса а – для хода отбоя; б – для хода сжатия

 

Определение кинематических параметров и силового передаточного отношения подвески графическим методом для крайних положений колеса на ходе сжатия и отбоя показано на рисунке 8.14.

 

 

Рис. 8.14. Определение кинематических параметров и силового передаточного отношения подвески графическим методом для крайних положений колеса:

а - на ходе сжатия и отбоя; б - на ходе сжатия и отбоя;

 

Полученные результаты замеров заносим в таблицу 8.2

Таблица 8.2

Кинематические и силовые характеристики подвески

Графическая часть Расчет
f, мм α, о ΔB, мм β, о е, мм Lр, мм , мм hр, мм Uр, -
-95,7 2,0 25,3 10,3 -13,7 313,1 551,1 -89,7 0,907
-80,2 1,5 18,6 10,8 -13,6 299,5 547,9 -76,1 0,9125
-60,5 1,0 11,5 11,6 -14,9 280,6 542,7 -57,2 0,932
-40,2 0,5 5,6 12,3 -15,7 261,7 536,6 -38,3 0,932
20,2 0,5 3,1 12,8 -17,4 242,6 531,5 -19,2 0,940
0,0 0,22 0,0 13,3 -17,5 223,4 516,4 0,0 0,968
20,1   0,08 13,5 -17,3 201,9 515,7 21,5 0,969
40,2 0,22 0,3 14,1 -19,7 184,2 507,0 39,2 0,986
60,8 0,22 2,9 14,4 -20,8 163,5 498,2 59,9 1,0
80,6 -1,22 4,9 15,0 -20,3 143,9 488,7 79,5 1,02

 

Расчетом определяем деформацию пружины (ход штока амортизатора) относительно статического положения hp = Lp.o - Lp. Здесь Lp.o = 223,4 мм – высота пружины под статической нагрузкой. Lp – текущая высота пружины.

Силовое передаточное отношение подвески , где - текущая относительная длина вектора усилия от пружины, замеренная на силовых треугольниках.

По данным таблицы 8.1 в среде Mathcad построены графики изменения кинематических и силовых характеристик подвески, рисунки 8.15, 8.16 и 8.17.

 

 

ЗАДАЧА 8.3

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-16; просмотров: 385; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.210.126.232 (0.036 с.)