Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Сечение I-I

В сечении действует изгибающий момент M_изг = P_{к max}e.

P_{к max} = 10P_ст = 10∙2,04∙10⁴ = 2,04∙10⁵ Н.

e = 86,5 мм, M_изг = 2,04∙10⁵∙86,5 = 17646000 Н∙мм.

Момент сопротивления сечения при изгибе:

Напряжения в сечении:

σ_изг ≤ [σ] = 500 МПа, следовательно балансир в сечении прочен.

Сечение II-II

В сечении действует скручивающий момент M_кр = P_{к max}c и изгибающий момент M_изг, равный максимальному моменту упругости (см. 4.2 «Расчет шлицевого соединения»).

c = 222 мм, M_кр = 2,04∙10⁵∙222 = 45288000 Н∙мм.

М омент сопротивления сечения при кручении:

Касательные напряжения в сечении:

M_изг = 20365800 Н∙мм.

Момент сопротивления сечения при изгибе:

W_изг = W_кр/2 = 266667/2 = 133334 мм³.

Нормальные напряжения в сечении:

Эквивалентные напряжения:

σ_экв ≤ [σ] = 500 МПа, следовательно балансир в сечении прочен.

Сечение III-III

Сечение нагружено изгибающим моментом, величина которого в расчетах принимается M_изг = P_кmaxc. Занижение фак­тического значения плеча п риложения силы компенсируется при­нятием для сечения меньшей величины допустимого на­пряжения, равного 400 МПа.

c = 222 мм, M_изг = 2,04∙10⁵∙222 = 45288000 Н∙мм.

Момент сопротивления сечения при изгибе:

Напряжения в сечении:

σ_изг ≤ [σ] = 400 МПа, следовательно балансир в сечении прочен.

Т.к. во всех опасных сечениях напряжения меньше допускаемых, то можно считать, что балансир достаточно прочен.

5 Расчет телескопического амортизатора

5.1 Определение основных размеров телескопических амортизаторов

Для определения размеров амортизатора необходимо сначала перейти от сил на катке к силам, действующим непосредственно на шток амортизатора. Для этого определяется передаточное отношение каток-шток:

Т.к. амортизатор крепится к нижней оси балансира с помощью пальца, то передаточное отношение равно 1.

Максимальная сила сопротивления на штоке амортизатора на обратном и прямом и обратном ходе:

Диаметр поршня амортизатора, м:

p_max – максимальное давление, принимается p_max = 2∙10⁷ Па;

d_шт/D_п – отношение диаметра штока к диаметру поршня, принимается 0,35.

Принимается D_п = 0,085 м = 85 мм. Тогда d_шт = 0,035 м = 35 мм.

5 .2 Расчет на устойчивость при сжатии

Для штока амортизатора в выдвинутом положении (рис. 5.2) производится проверка на устойчивость при сжатии. Считая цилиндр абсолютно жестким на изгиб, критическую силу можно определить по формуле:

где J – осевой момент инерции штока, мм⁴;

l – длина амортизатора с полностью выдвинутым штоком, мм.

l = 700 мм, E = 2,1∙10⁵ МПа.

Рис. 5.2. Амортизатор с выдвинутым штоком

Т.к. ≤ P_кр, то шток можно признать устойчивым.

5.3 Расчет стенок амортизатора

Толщина стенок амортизатора рассчитывается по формулам сопротивления материалов для цилиндра, нагруженного внутренним давлением. Эквивалентное напряжение такого цилиндра определяется как:

где h – толщина стенки амортизатора, h = 10 мм.

Материал корпуса – сталь 45, для которой σ_т = 540 МПа.

Допускаемые напряжения [σ] = σ_т/3 = 180 МПа.

Т.к. эквивалентные напряжения меньше допускаемых, то прочность конструкции обеспечена.

5.4 Расчет дроссельной системы

Расчет дроссельной системы амортизатора проводится по упрощенному алгоритму. Допущением является то, что рассматриваются только местные гидравлические сопротивления, пренебрегая потерями на трение в трубопроводах. Также считается, что работа на прямом и обратном ходе проходит по одному отверстию. Площади поперечных сечений этих отверстий и необходимо определить.

Исходными данными для расчета является уточненная характеристика демпфирующего элемента подвески R_д.к. (v_к), которую, с учетом передаточной функции каток-шток амортизатора, необходимо преобразовать в зависимость силы на штоке от скорости штока R_д.шт. (v_шт).

Н еобходимо перейти к квадратичной зависимости демпфирующей силы от скорости штока. Для этого линейные наклонные участки прямого и обратного хода на характеристики амортизатора заменяются квадратичными параболами из условия равенства площадей под графиками.

Площадь под линейной частью определяется как

С

Рис. 5.4. Квадратичная характеристика амортизатора

читая, что сила является функцией квадрата скорости с некоторым коэффициентом пропорциональности k, т.е. R_д.шт. (v_шт) = k , площадь под кривой вычисляется следующим образом:

Приравнивая площади, получается выражение для коэффициента k:

– для обратного хода,

– для прямого хода.

Т.е. R_шт.обр. (v_шт) = 200958 , R_шт.пр. (v_шт) = 39000 .

При v = 0,5 м/с R_шт.обр. = 50239,5 Н, R_шт.пр. = 9750 Н.

Зависимость для демпфирующей силы на штоке:

где S_п – площадь поршня, м²;

ζ_э – эквивалентный коэффициент местных потерь;

ρ – плотность рабочей жидкости, ρ = 900 кг/м³.

Сумма эквивалентных коэффициентов местных потерь амортизатора состоит из потерь на сужение и расширение потока жидкости в дроссельном отверстии, приведенных к скорости штока. Потери на расширение и сужение:

где S₁ и S₂ – площади поперечных сечений искомых дроссельных отверстий на прямом и обратном ходах соответственно.

Таким образом, изменяя площадь поперечного сечения (эквивалентный диаметр) дроссельного отверстия, необходимо добиться того, чтобы сила сопротивления на нем совпадала с выбранной по характеристике амортизатора при той же скорости штока.

5.4.1 Прямой ход

где S_п и S_шт – площадь поршня и штока соответственно.

Выражение для потерь подставляется в зависимость для демпфирующей силы на штоке:

Подставляя все известные значения, получается квадратное уравнение относительно 1/S₁:

Решая которое, получаем 1/S₁ = 18195 1/м².

Тогда

Тогда, учитывая, что отверстия четыре, принимается d_пр = 4,2 мм.

5.4.2 Обратный ход

Выражение для потерь подставляется в зависимость для демпфирующей силы на штоке:

Подставляя все известные значения, получается квадратное уравнение относительно 1/S₂:

Решая которое, получаем 1/S₂ = 48836 1/м².

Тогда

Тогда, учитывая, что отверстия два, принимается d_обр = 3,6 мм.

Заключение

В ходе проекта была спроектирована торсионная подвеска гусеничной машины, включающая упругий элемент торсионный вал, демпфирующий элемент телескопический амортизатор, опорный каток, балансир. Получены следующие результаты:

1. Определен диаметр упругого элемента – торсиона. Получены величины полного, динамического и статического ходов. Получены характеристики упругого и демпфирующего элемента.

2. С помощью программного комплекса “WinTrak” построены скоростные характеристики подвески для различных длин неровностей. Построена АЧХ по ускорениям тряски.

3. Спроектирована конструкция опорного катка с балансиром и узлом крепления балансира к корпусу машины. Рассчитаны на прочность элементы подвески.

4. Спроектирована конструкция демпфирующего элемента – телескопического амортизатора. Определены его основные размеры и величина дроссельных отверстий, обеспечивающих требуемые сопротивления на прямом и обратных ходах.

Список использованных источников

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3-х т.: Т. 2. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 912 с.: ил, 2001.

2. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для студ. техн. спец. вузов /П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 496 с.

3. М.Г. Дядченко, Г.О. Котиев, В.Н. Наумов. Основы расчета систем подрессоривания гусеничных машин на ЭВМ: Учеб. пособие. – Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – электр. версия.

4. М.Г. Дядченко, Г.О. Котиев, Е.Б. Сарач. Конструкция и расчет подвесок быстроходных гусеничных машин, часть 1: Учеб. пособие. – Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – электр. версия.

5. Чобиток В.А. Конструкция и расчет танков и БМП: Учеб. пособие. – Военное издательство, 1984.

40

Характеристики

Список файлов курсовой работы