Binder1 (Неизвестный готовый вариант 9)

1. Исходные данные5Вес машины: G  3.9 10 NЧисло опорных катков по борту: n  5Координаты опорных катков относительно продольной оси, проходящей через центр масс машины:l  2.198 m1l  1.177 m2l  2.265 m3l  3.223 m4l  4.153 m5Угол наклона носовой ветви гусеницы: αнк  37°Угол наклона кормовой ветви гусеницы: αвк  33°4Статическое натяжение гусеницы: Pг  3.95 10 NДлинна корпуса машины:Lкорп  6.604mВысота корпуса машины:Hкорп  2.301mШирина корпуса машины:Bкорп  2.590mТолщина гусеницы: h гус  0.078mРадиус опорного катка: Rок  0.405mРадиус балансира:Rб  0.250m2.

Получение упругой и демпфирующей характеристикиподвески2.1 Момент инерцииМомент инерции подрессоренного корпуса относительно поперечной оси, проходящей через центр масс,определим по эмпирической формуле:Gп22IY = αк  0.06 βоб Lкорп  Hкорп gГде:5Gп  0.93 G  3.627  10 N - вес подрессоренного корпуса;αк  0.6 - коэффициент влияния масс корпуса;βоб  1.1 - коэффициент распределения масс оборудования;Lкорп  6.604 m - длина корпуса машины;Hкорп  2.301 m - высота корпуса машины;Gп225 2IY  αк  0.06 βоб Lкорп  Hкорп   1.814  10 m  kgg 2.2 Выбор жесткости упругих элементов подвескиЖесткость упругих элементов найдем исходя из рекомендуемых значений периода продольно-угловыхколебаний корпуса.4IYTφ = 2 πn2i 1 c  l 2 i iГде:ci - жесткость рессоры i-ой подвески;l  2.198 m- продольная координата i-ой подвески относительно центра масс корпуса;1l  1.021 m2l  0.067 m3l  1.025 m4l  1.955 m5n  5 - число опорных катков по борту.Предположим, что жесткости всех подвесок равны:22  π  IY c Tφ 2nTφ 2 lii 1Предельным допускаемым значениям периода продольно-угловых колебаний соответствуютмаксимальное cmax и минимальное cmax значения жесткости подвески вблизи статического хода.5 kgcmin  c( 1.8sec )  1.028  102s6 kgcmax  c( 0.5sec )  1.332  102s2.3 Статическая нагрузка на один катокPст =Gп  ΔPг2 nГде:   ΔPг = Pг sin αнк  sin αвк- составляющая статического натяжения гусеницы, воздействующая накрайние катки;αнк  37 ° - угол наклона ветвей гусеницы у направляющего колеса;αвк  33 ° - угол наклона ветвей гусеницы у ведущего колеса;4Pг  3.95  10 N - сила статического натяжения гусеницы;     4.528  10ΔPг  Pг sin αнк  sin αвкPст Gп  ΔPг2 n4N4 4.08  10 N2.4 Статическое угловое положение балансира Hкл  H  h гус  Rок βст = acosRбГде:Hкл  0.43m - высота клиренса гусеничной машины;H  0.15m - расстояние от оси торсиона до днища машины;h гус  0.078 m - толщина гусеницы;5Rок  0.405 m- радиус опорного катка;- радиус балансира;Rб  0.25 m Hкл  H  hгус  Rок   67.17  °Rбβст  acos2.5 Диаметр торсионаПоскольку для гусеничных машин принципиально важен как можно больший динамический ход катка, авеличина статического хода имеет второстепенное значение, следовательно необходимо вычислитьдиаметр торсионного вала, при котором обеспечивается максимум динамического хода:3d Тдин = 64 Pст Rб  sin βстπ [τ]maxГде:[τ]max  1300MPa - максимальные допустимые касательные напряжения в торсионе.3d Тдин  64 Pст Rб sin βстπ [τ]max 52.814 mmДанная формула включает в себя величины, учитывающие все основные параметры подвески: нагрузкуна каток ( Pст ), кинематические характеристики ( Rб, βст ), а также свойства материалаторсиона ( [τ]max ).

Однако данная формула не учитывает ограничения, накладываемые на жесткостьподвески допустимыми значениями периода продольно-угловых колебаний. Чтобы учесть этиограничения, необходимо определить максимальное и минимальное значения диаметра торсионноговала, при которых подвеска вблизи статического положения будет иметь максимальную и минимальнуюдопустимую жесткость:4d Тmin =32  cmin Rб  sin βст 2  Pст Rб cosβст  Lт2π Gт4d Тmax =32  cmax Rб  sin βст2 2  Pст Rб cosβст  Lтπ GтГде:Lт  2.5m- длинна рабочей части торсионного вала;4Gт  8.3 10 MPa - модуль упругости второго рода материала то рсиона.4d Тmin 2 2  Pст Rб cosβст  Lтπ Gт4d Тmax 32  cmin Rб  sin βст32  cmax Rб  sin βст2 2  Pст Rб cosβст  Lтπ Gт 41.225 mm 69.185 mmРанее найденное значение диаметра торсиона d Тдин попадает в отрезок [ d Тmin, d Тmax], длядальнейших расчетов следует принять d т  53mm62.6 Упругая характеристика подвески2.6.1 Максимальный угол закрутки торсиона2  [τ]max Lтγт  84.661 °Gт d т2.6.2 Угол закрутки торсиона в статическом положенииγст  32 Pст Rб  sin βст  Lт4 20.943 °π d т  Gт2.6.3 Угловое положение балансира при нулевой закрутке торсиона(установочный угол)β0  βст  γст  46.227 °Угол β0  20°, следовательно в конструкции подвески нет необходимости предусмотреть ограничительобратного хода.2.6.4 Угловое положение балансира при максимальной закрутке торсиона (уголустановки отбойника)βт  β0  γт  130.888  °2.6.5 Статический ход подвески     0.076 mfст  Rб cos β0  cos βст2.6.6 Полный ход опорного катка  fполн  Rб cos β0  cos β0  γт  0.337 m2.6.7 Динамический ход опорного каткаfдин  fполн  fст  0.261  m2.6.8 Приведенная к катку упругая характеристика торсионной подвески  f ( β) = Rб cos β0  cos( β)P( β) =Gт IpLтβ0  β  βт1 β  β0 Rб sin( β)Где:Ip π d т3247 7.746  104m- полярный момент инерции торсионного вала.Результаты вычислений по вышеприведенным формулам представлены в таблице 1 и на рис.

1.72.5 1052.25 10552 10P( β)1.75 1051.5 1051.25 10551 1047.5 1045 102.5 1040 0.035 0.07 0.105 0.14 0.175 0.21 0.245 0.28 0.315 0.35f ( β)Рис. 12.7 Удельная потенциальная энергия подвескиУдельная потенциальная энергия подвески λ является важным показателем качества системыподрессоривания. Если не учитывать влияние амортизаторов и считать все подвески одинаковыми илинейными, то удельную потенциальную энергию можно в общем случае найти по формуле:λ=n  c fполн2GпЗначение жесткости подвески можно получить из формулы определения диаметра то рсиона:Given4dт =32  c Rб  sin βст 22 Pст Rб  cos βст   Lт π Gтоткуда:c  Find( c)  4.099  105 kg2sλ n  c fполнGп2 0.64 mДля современных ГМ считается достаточным λ=0.6..0.8 м.Более корректно λ можно определить, исходя из свойств материала торсиона и его геометрическихразмеров:2λ 2π d т  [τ]max  Lт16 Pст Gт 0.688 m2.8 Кинематическая схема подвескиКинематическая схема подвески представлена на рис.

2.8Рис. 23. Определение основных характеристик демпферовСопротивление демпферов (амортизаторов) выбирают так, чтобы обеспечить гашение колебанийφ1, где φ1 и φ2 - амплитуды колебаний в моменты,корпуса с требуемой эффективностью: ν =φ2отстоящие на величину периода колебаний. Для современных БГМ допустимые значения ν =10..17.Демпфирующие свойства амортизатора определяются коэффициентом сопротивления μ.

То естьдемпфирующая сила на катке в зависимости от скорости катка определяется по формуле: Rдх = μ VкКоэффициенты сопротивления на прямом и обратном ходу различны, но на первом этапе расчетовиспользуют среднее значение коэффициента сопротивления:μпр  μобр.μср =23.1. Средний коэффициент сопротивления амортизатора,приведенный к каткуn lic' IY2  ln( ν)μср.к =nа2l  j2i 124  π  ln( ν)2j1Где:n а  3 - количество амортизаторов по борту;c' - условная жесткость линейной системы подрессоривания, имеющей такую же удельную9потенциальную энергию, как и проектируемая:c' 2  λ Pстfполн5 kg 4.956  1022sn2 lic' IY2  ln( ν)μср.к nа2li 124  π  ln( ν)  j24 kg 8.698  10sj13.2.

Сопротивление амортизатора на обратном ходуМаксимаьлное значение коэффициента сопротивления амортизатора на обратном ходе определяется изусловия «не зависания» катка:c' Tφμоб.к.max = fполн 4  ln fст Где:IYTφ  2  π 0.901 sn2  c li2i 1c' Tφμоб.к.max  fполн  fст  7.501  104  ln4 kgsПо опыту конструирования коэффициент сопротивления амортизатора на обратном ходе можноопределить как:μср.к54 kgμ'об.к  1.087  10 9.665  10s( 0.8 0.9 )Для дальнейших расчетов следует принимать меньшее из двух значений μоб.к.max и μ'об.к :4 kgμоб.к  min μоб.к.max μ'об.к  7.501  10s3.3. Максимальное сопротивление амортизатора на прямом ходуподвескиМаксимальная сила сопротивления амортизатора на прямом ходу, приведенная к оси катка,ограничивается ускорениями тряски: Gп z"  c n  hн g  1Rпр.к.max = g 2.nаГде:z" g2 4.903m2- максимальные допустимые ускорения тряски;sh н  0.05m - высота неровностей:5 kgc  4.099  102- жесткость подвески вблизи статического хода.s10Rпр.к.max  Gп z"  c n h н g  14 1.315  10 N2.ngа3.4.

Коэффициент сопротивления амортизатора на прямом ходу подвески4 kgμпр.к  2  μср.к  μоб.к  9.895  10smmVк   0 0.001   0.6 ss Rд.пр.к Vк Rд.об.к Vк  μоб.к Vкμпр.к Vк if μпр.к Vк  Rпр.к.maxRпр.к.max if μпр.к Vк  Rпр.к.maxГрафик зависимости демпфирующей силы от скорости опорного катка пре дставлен на рис. 3, и втабличном виде в таблице 2.45 1044 10 Rд.пр.к VкRд.об.к Vк43 1042 1041 1000.20.40.6VкРис. 34.

Уточнение характеристики демпфирующего элемента сиспользованием программного комплекса «Trak»Данный комплекс, по средствам имитационного математического моделирования, позволяетоценивать плавность хода ГМ с учетом нелинейных характеристик элементов системыподрессоривания и неудерживающих связей опорных катков с грунтом.Известно, что демпфирующий элемент системы подрессоривания с одной стороны должен гаситьколебания корпуса машины при максимальных амплитудах раскачки («резонансный» режимдвижения по периодической трассе), а с другой стороны не должен передавать дополнительныхусилий, вызывающих ускорения «тряски», на корпус машины при движении по высокочастотномупрофилю трассы («зарезонансный» режим). Поэтому уточнять характеристику демпфирующегоэлемента 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 не11превышает 0,5g.Уточненная демпфирующая характеристика подвески представлена на рис. 4 и в табличном видев таблице 3.Рис. 45. Скоростная характеристика подвески и амплитудно-частотнаяхарактеристика по ускорению «тряски».Вышеуказанные хараутеристики были получены при помощи программы «Trak».Скоростная характеристика подвески представленна на рис. 5 и в табличном видев таблице 4.Амплитудно-частотная характеристика по ускорениям «тряски» представленна нарис. 6 и в табличном виде в таблице 5.Рис.