РПЗ (Готовый курсовой проект, вариант №12), страница 2

Данная формула включает в себя величины, учитывающие все основные параметры подвески: нагрузку на каток , кинематические характеристики , а также свойства материала торсиона . Однако данная формула не учитывает ограничения, накладываемые на жесткость подвески допустимыми значениями периода продольно-угловых колебаний. Чтобы учесть эти ограничения, необходимо определить максимальное и минимальное значения диаметра торсионного вала, при которых подвеска вблизи статического положения будет иметь максимальную и минимальную допустимую жесткость:

,

.

Где:

- длина рабочей части торсионного вала;

- модуль упругости второго рода материала торсиона.

,

.

Ранее найденное значение диаметра торсиона попадает в отрезок , для дальнейших расчетов следует принять .

2.6 Упругая характеристика подвески

2.6.1 Максимальный угол закрутки торсиона

;

.

2.6.2 Угол закрутки торсиона в статическом положении

;

.

2.6.3 Угловое положение балансира при нулевой закрутке торсиона (установочный угол)

;

.

Угол , следовательно в конструкции подвески нет необходимости предусмотреть ограничитель обратного хода.

2.6.4 Угловое положение балансира при максимальной закрутке торсиона (угол установки отбойника)

;

.

2.6.5 Статический ход подвески

;

.

2.6.6 Полный ход опорного катка

;

.

2.6.7 Динамический ход опорного катка

;

.

2.6.8 Приведенная к катку упругая характеристика торсионной подвески

.

Где:

-полярный момент инерции торсионного вала.

Результаты вычислений по вышеприведенным формулам представлены в таблице2 и на рис2.

Таблица2

2.7 Удельная потенциальная энергия подвески

Удельная потенциальная энергия подвески является важным показателем качества системы подрессоривания. Если не учитывать влияние амортизаторов и считать все подвески одинаковыми и линейными, то удельную потенциальную энергию можно в общем случае найти по формуле:

.

Формулу для получения жесткости подвески можно получить из формулы определения диаметра торсиона:

,

откуда:

;

;

.

Для современных ГМ считается достаточным .

Более корректно можно определить, исходя из свойств материала торсиона и его геометрических размеров:

;

.

3. Определение основных характеристик демпферов

Сопротивление демпферов (амортизаторов) выбирают так, чтобы обеспечить гашение колебаний корпуса с требуемой эффективностью: , где и - амплитуды колебаний в моменты, отстоящие на величину периода колебаний. Для современных БГМ допустимые значения .

Демпфирующая характеристика подвески (в общем виде) представлена на рис. 3.

Демпфирующие свойства амортизатора определяются коэффициентом сопротивления . То есть демпфирующая сила на катке в зависимости от скорости катка определяется по формуле: .

Коэффициенты сопротивления на прямом и обратном ходу различны (рис.4), но на первом этапе расчетов используют среднее значение коэффициента сопротивления:

.

3.1. Средний коэффициент сопротивления амортизатора, приведенный к катку

.

Где:

- количество амортизаторов по борту;

с' - условная жесткость линейной системы подрессоривания, имеющей такую же удельную потенциальную энергию, как и проектируемая:

;

.

;

.

3.2 Сопротивление амортизатора на обратном ходу

Максимальное значение коэффициента сопротивления амортизатора на обратном ходе определяется из условия «не зависания» катка:

.

Где

;

.

.

По опыту конструирования коэффициент сопротивления амортизатора на обратном ходе можно определить как:

;

.

Для дальнейших расчетов следует принимать меньшее из двух значений и .

Окончательно принимаем .

3.3 Максимальное сопротивление амортизатора на прямом ходу подвески

Максимальная сила сопротивления амортизатора на прямом ходу, приведенная к оси катка, ограничивается ускорениями тряски:

.

Где:

- максимальные допустимые ускорения тряски;

- высота неровностей;

с - жесткость подвески вблизи статического хода.

.

3.4 Коэффициент сопротивления амортизатора на прямом ходу подвески

;

.

График зависимости демпфирующей силы от скорости опорного катка представлен на рис.4, и в табличном виде в таблице 3.

Таблица3

4. Уточнение характеристики демпфирующего элемента с использованием программного комплекса «Trak »

Данный комплекс, по средствам имитационного математического моделирования, позволяет оценивать плавность хода ГМ с учетом нелинейных характеристик элементов системы подрессоривания и неудерживающих связей опорных катков с грунтом.

Известно, что демпфирующий элемент системы подрессоривания с одной стороны должен гасить колебания корпуса машины при максимальных амплитудах раскачки («резонансный» режим движения по периодической трассе), а с другой стороны не должен передавать дополнительных усилий, вызывающих ускорения «тряски», на корпус машины при движении по высокочастотному профилю трассы («зарезонансный» режим). Поэтому уточнять характеристику демпфирующего элемента следует использовать два критерия плавности хода:

Критерий 1. Пиковые ускорения на месте механика-водителя близки, но не превышает 3,5g.

Критерий 2. Общий уровень вертикальных ускорений на месте механика-водителя близок, но не превышает 0,5g.

Уточненная демпфирующая характеристика подвески представлена на рис. 5 и в табличном виде в таблице 4.

Таблица4

5. Скоростная характеристика подвески и амплитудно-частотная характеристика по ускорению «тряски» .

Вышеуказанные характеристики были получены при помощи программы «Trak».

Скоростная характеристика подвески представлена на первом листе проекта и в таблице 5.

Амплитудно-частотная характеристика по ускорениям «тряски» представлена на первом листе проекта и таблице 6.

Таблица 5

Таблица 6

6. Расчет элементов подвески на прочность

6.1 Определение основных размеров бандажей опорных катков