Эскизное проектирование ходовой части АТС
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Тематика:
Технология машиностроения
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 576
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-2097-6
Артикул: 842680.01.99
Даны методические указания по составлению задания, алгоритмы и примеры решения комплекса задач по расчету и конструированию ходовой части (движителя и подвески) автомобиля, а также по расчету плавности его хода. Необходимые справочные материалы приведены в поглавных списках литературы и приложениях. Соответствует российскому государственному образовательному стандарту дисциплины CD.04 «Конструирование и расчет автомобилей и тракторов» бакалавриата и магистратуры направлений 23.03.02 и 23.04.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» и специалитета направлений 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические сред-
ства» и 23.05.02 «Транспортные средства специального назначения». Для студентов, выполняющих курсовое и дипломное проектирование ходовой части автомобиля по разделу «Ходовая часть», а также для аспирантов и преподавателей.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 23.03.02: Наземные транспортно-технологические комплексы
- ВО - Специалитет
- 23.05.01: Наземные транспортно-технологические средства
- 23.05.02: Транспортные средства специального назначения
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В. Е. Ролле, А. Г. Семенов ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХОДОВОЙ ЧАСТИ АТС Учебное пособие Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2024 1
УДК 629.113 ББК 39.33-04 Р67 Рецензенты: доктор технических наук, профессор кафедры «ИСУиТС» СПбПУ Г. П. Поршнев; доктор технических наук, профессор кафедры «ИСУиТС» СПбПУ С. И. Худорожков Ролле, В. Е. Р67 Эскизное проектирование ходовой части АТС : учебное пособие / В. Е. Ролле, А. Г. Семенов. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - 576 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-2097-6 Даны методические указания по составлению задания, алгоритмы и примеры решения комплекса задач по расчету и конструированию ходовой части (движителя и подвески) автомобиля, а также по расчету плавности его хода. Необходимые справочные материалы приведены в поглавных списках литературы и приложениях. Соответствует российскому государственному образовательному стандарту дисциплины CD.04 «Конструирование и расчет автомобилей и тракторов» бакалавриата и магистратуры направлений 23.03.02 и 23.04.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» и специалитета направлений 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» и 23.05.02 «Транспортные средства специального назначения». Для студентов, выполняющих курсовое и дипломное проектирование ходовой части автомобиля по разделу «Ходовая часть», а также для аспирантов и преподавателей. УДК 629.113 ББК 39.33-04 ISBN 978-5-9729-2097-6 Ролле В. Е., Семенов А. Г., 2024 Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 2
СОДЕРЖАНИЕ Введение ................................................................................................................. 11 Часть I. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХОДОВОЙ ЧАСТИ АВТОМОБИЛЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ХОДОВОЙ ЧАСТИ Упражнение 1. Примеры составления технического задания эскизного проекта ходовой части автомобиля и определения расчетных нагрузок .............................................................................................. 16 1.1. Техническое задание на эскизное проектирование ходовой части грузового автомобиля ............................................................................................. 16 1.1.1. Содержание задания ...................................................................................... 16 1.1.2. Предварительные расчеты ............................................................................ 16 1.1.3. Определение расчетных нагрузок ............................................................... 24 1.2. Техническое задание на эскизное проектирование ходовой части легкового автомобиля ............................................................................................. 27 1.2.1. Содержание задания ...................................................................................... 27 1.2.2. Предварительные расчеты ............................................................................ 28 1.2.3. Определение расчетных нагрузок ............................................................... 34 Список литературы к Упражнению 1 .................................................................... 37 Приложения к Упражнению 1 ................................................................................ 38 П.1.1. Параметры отечественных базовых автомобилей .............................. 38 П.1.2. Классификация автомобилей и габаритно- массовые ограничения ............................................................................. 40 П.1.3. Максимальная скорость ......................................................................... 46 П.1.4. Минимальный радиус поворота автомобиля ...................................... 47 П.1.5. Измерители профильной проходимости .............................................. 49 П.1.6. Усилия на органы управления .............................................................. 50 П.1.7. Надежность ............................................................................................. 50 П.1.8. Параметры шин легковых автомобилей .............................................. 51 П.1.9. Параметры шин грузовых автомобилей .............................................. 53 П.1.10. Неподрессоренные массы .................................................................... 55 Часть II. ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОЛЕСНОГО ДВИЖИТЕЛЯ Упражнение 2. Расчет осей ступиц колес АТС .................................................. 58 2.1. ЗАДАЧА. Определение напряжения в опасном сечении оси ступицы переднего колеса грузового автомобиля ........................................ 58 2.2. ЗАДАЧА. Определение размеров ступицы передних ведущих колес переднеприводного легкового автомобиля с подвеской типа Мак Ферсон ....... 61 4
2.3. ЗАДАЧА. Определение размеров ступицы заднего ведущего моста грузового автомобиля ............................................................................................. 66 Список литературы к Упражнению 2 .................................................................... 70 Приложения к Упражнению 2 ................................................................................ 71 П.2.1. Схемы для определения коэффициентов изменения нагрузки по осям автомобиля при его разгоне и торможении ..................................... 71 П.2.2. Схемы для определения моментов изгиба осей ступиц колес при заносе ........................................................................................................... 72 П.2.3. Подшипники ступиц колес автомобилей ............................................. 73 П.2.4. Резиновые армированные манжеты ..................................................... 75 П.2.5. Примеры конструкций ступиц колес ................................................... 76 Упражнение 3. Расчет подшипников ступиц колес АТС ............................... 83 3.1. ЗАДАЧА. Определение долговечности конических роликовых подшипников ступицы колеса задней ведомой оси переднеприводного легкового автомобиля .......................................................... 83 3.2. ЗАДАЧА. Определение долговечности двухрядного шарикового радиально-упорного подшипника ступицы колеса передней ведущей оси легкового автомобиля ...................................................... 90 3.3. ЗАДАЧА. Определение максимальных значений нагрузок на подшипники ступицы колеса переднего моста грузового автомобиля и сравнение их со статической грузоподъемностью ...................... 94 3.4. ЗАДАЧА. Определение долговечности подшипников ступицы колеса переднего моста грузового автомобиля с использованием программы RPSK ....................................................................... 99 Список литературы к Упражнению 3 .................................................................. 102 Приложения к Упражнению 3 .............................................................................. 103 П.3.1. Подшипники ......................................................................................... 103 П.3.2. Описание программы RPSK «Расчет подшипников ступиц колес АТС» .................................................. 105 Упражнение 4. Расчет колесных тормозных механизмов АТС .................. 110 4.1. ЗАДАЧА. Определение размеров колесных тормозных механизмов переднеприводного легкового автомобиля ........................................................ 110 4.2. ЗАДАЧА. Определение размеров колесных тормозных механизмов грузового автомобиля с пневматическим приводом тормозной системы ...... 120 4.3. ЗАДАЧА. Определение тормозной эффективности автомобиля ВАЗ-2108 при давлении в рабочем контуре р1 = 6 МПа ................................... 128 Список литературы к Упражнению 4 .................................................................. 130 Приложения к Упражнению 4 .............................................................................. 131 П.4.1. Нормативные показатели тормозных систем .................................... 131 П.4.2. Размеры тормозных механизмов отечественных автомобилей ...... 132 5
П.4.3. Расчетные схемы и формулы для определения момента, создаваемого тормозными механизмами ...................................................... 133 П.4.4. Примеры конструкций тормозных механизмов ................................ 135 П.4.5. Тормозные камеры пневматического привода тормозных механизмов ................................................................................... 139 П.4.6. Схема построения профиля разжимных кулаков тормозных механизмов ................................................................................... 140 Упражнение 5. Расчет балок ведущих мостов АТС ....................................... 141 5.1. ЗАДАЧА. Расчет балки ведущего моста легкового автомобиля с листовыми рессорами ......................................................................................... 141 5.2. ЗАДАЧА. Расчет балки ведущего моста грузового автомобиля с листовыми рессорами ......................................................................................... 148 5.3. ЗАДАЧА. Расчет полуоси .............................................................................. 158 5.4. ЗАДАЧА. Расчет долговечности подшипника полуоси ............................. 163 5.5. ЗАДАЧА. Расчет балки у ведущего моста с пружинной подвеской ........................................................................................ 168 5.6. ЗАДАЧА. Расчет реактивных штанг ............................................................ 173 Список литературы к Упражнению 5 .................................................................. 178 Приложения к Упражнению 5 .............................................................................. 179 П.5.1. Балки ведущих мостов (основные типы) ........................................... 179 П.5.2. Ведущие мосты (примеры конструкции) ........................................... 180 П.5.3. Подвеска ведущих мостов ................................................................... 182 П.5.4. Геометрические характеристики сечений ......................................... 185 П.5.5. Усилия на рычаги подвески ведущих мостов ................................... 187 П.5.6. Ведущий мост с подвеской автомобиля ВАЗ 2101 ........................... 189 Упражнение 6. Кинематический расчет рулевого привода АТС ............... 191 6.1. ЗАДАЧА. Построение схемы рулевого привода грузового автомобиля ........................................................................................... 191 6.2. ЗАДАЧА. Построение схемы рулевого привода переднеприводного легкового автомобиля с реечным рулевым механизмом и определение зависимости углов поворота управляемых колес .................... 196 6.3. ЗАДАЧА. Определение зависимости углов поворота управляемых колес легкового автомобиля с независимой подвеской и с червячным рулевым механизмом .................................................................. 203 Список литературы к Упражнению 6 .................................................................. 207 Приложения к Упражнению 6 .............................................................................. 208 П.6.1. Рулевой привод грузовых автомобилей ............................................. 208 П.6.2. Рулевой привод легковых автомобилей ............................................. 210 П.6.3. Примерные значения параметров рулевых приводов отечественных автомобилей .......................................................................... 213 6
Упражнение 7. Расчет управляемых мостов АТС ......................................... 215 7.1. ЗАДАЧА. Определение максимальных напряжений в шкворне и удельного давления во втулках шкворня переднего моста грузового автомобиля ГАЗ-53А ........................................................................... 217 7.2. ЗАДАЧА. Определение максимальных напряжений в балке переднего моста автомобиля ГАЗ-53А ............................................................... 222 7.3. ЗАДАЧА. Определение напряжений в шкворнях и нагрузки на конические подшипники поворотного кулака переднего ведущего моста грузового автомобиля ........................................................................................... 229 7.4. ЗАДАЧА. Определение размеров переднего управляемого моста грузового автомобиля ........................................................................................... 235 Список литературы к Упражнению 7 .................................................................. 252 Приложения к Упражнению 7 .............................................................................. 253 П.7.1. Детали переднего моста грузового автомобиля ЗиЛ-120 ................ 253 П.7.2. Размеры поворотных кулаков отечественных грузовых автомобилей .................................................................................... 255 П.7.3. Рекомендуемые размеры балок управляемых мостов отечественных грузовых автомобилей в зависимости от нагрузки на ось .................................................................. 256 Часть III. ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДВЕСКИ ДВИЖИТЕЛЯ Упражнение 8. Построение исходных характеристик подвески АТС ....... 260 8.1. ЗАДАЧА. Построение исходных характеристик подвески передней и задней оси легкового автомобиля .................................................... 260 8.2. ЗАДАЧА. Построение исходных характеристик подвески передней и задней оси двухосного грузового автомобиля ............................... 264 8.3. ЗАДАЧА. Построение исходных характеристик подвески трехосного грузового автомобиля с балансирной подвеской задних осей ..... 269 8.4. ЗАДАЧА. Построение исходных характеристик подвески четырехосной колесной машины с независимой подвеской ............................ 274 Список литературы к Упражнению 8 .................................................................. 276 Приложения к Упражнению 8 .............................................................................. 277 П.8.1. Рекомендуемые значения собственной частоты и статического прогиба подвески автомобилей ........................................... 277 П.8.2. Отношения частот для передней и задней подвески ........................ 278 П.8.3. Прогиб передней и задней подвески .................................................. 278 П.8.4. Коэффициент динамичности kд = Pк.мах /Pк.ст ..................................... 280 П.8.5. Коэффициент апериодичности Į ........................................................ 280 Упражнение 9. Кинематический и силовой анализ подвески АТС ........... 281 9.1. ЗАДАЧА. Определение кинематических характеристик и силового передаточного отношения бесшкворневой подвески на двух поперечных рычагах передней оси легкового автомобиля ................. 281 7
9.2. ЗАДАЧА. Определение кинематических характеристик и силового передаточного отношения подвески типа Мак Ферсон передней оси легкового автомобиля ................................................................... 293 9.3. ЗАДАЧА. Определение характеристики угла закрутки торсионного вала и силового передаточного отношения торсионной подвески многоосного автомобиля ................................................ 303 9.4. ЗАДАЧА. Определение характеристики деформации рессоры и силового передаточного отношения подвески на продольных рычагах для задней оси легкового автомобиля ................................................................. 310 Список литературы к Упражнению 9 .................................................................. 314 Приложения к Упражнению 9. Кинематические схемы независимых подвесок управляемых колес .............. 315 П.9.1. Шкворневая подвеска .......................................................................... 315 П.9.2. Бесшкворневая подвеска ..................................................................... 317 П.9.3. Подвеска тима Мак Ферсон ................................................................ 319 Упражнение 10. Расчет упругих элементов подвески АТС .......................... 324 10.1. Исходные данные и предварительные расчеты по подвеске передней оси легкового автомобиля .............................................. 324 10.2. Постановка и решение задач ....................................................................... 330 10.2.1. ЗАДАЧА. Расчет размеров пружины для подвески передней оси легкового автомобиля ................................................................... 330 10.2.2. ЗАДАЧА. Расчет размеров торсионного вала для подвески передней оси легкового автомобиля ................................................................... 334 10.2.3. ЗАДАЧА. Расчет размеров гидропневматической рессоры для подвески передней оси легкового автомобиля ......................................... 339 10.2.4. ЗАДАЧА. Расчет размеров пневматической рессоры для подвески передней оси легкового автомобиля ............................................ 345 Список литературы к Упражнению 10 ................................................................ 354 Приложения к Упражнению 10. Примеры конструкций подвесок с различными рессорами .............................. 355 Упражнение 11. Расчет листовых рессор подвески АТС ............................. 360 11.1. ЗАДАЧА. Определение жесткости и максимальных напряжений в листах рессоры переднего моста автомобиля ГАЗ-53А ................................. 360 11.2. ЗАДАЧА. Определение размеров многолистовой рессоры переднего моста грузового автомобиля .............................................................. 366 11.3. ЗАДАЧА. Определение размеров многолистовой рессоры заднего моста грузового автомобиля .................................................................. 375 11.4. ЗАДАЧА. Определение размеров рессоры балансирной подвески грузового автомобиля ........................................................................................... 390 11.5. ЗАДАЧА. Определение размеров малолистовой рессоры переднего моста грузового автомобиля .............................................................. 397 8
Список литературы к Упражнению 11 ................................................................ 403 Приложения к Упражнению 11 ............................................................................ 404 П.11.1. Пример применения математической системы Mathcad для расчета многолистовой рессоры подвески передней оси грузового автомобиля ..................................................................................... 404 П.11.2. Примеры конструкций листовых рессор подвесок автомобиля ............................................................................... 410 Упражнение 12. Расчет пневматической и гидропневматической подвесок АТС ....................................................................................................... 419 12.1. ЗАДАЧА. Расчет пневматической подвески задней оси легкового автомобиля ........................................................................................... 419 12.2. ЗАДАЧА. Расчет пневматической подвески задней оси грузового автомобиля ........................................................................................... 425 12.3. ЗАДАЧА. Расчет гидропневматической подвески задней оси легкового автомобиля с неподвижным силовым цилиндром в рессоре .......... 436 12.4. ЗАДАЧА. Расчет гидропневматической подвески задней оси легкового автомобиля с прицепным (качающимся) силовым цилиндром в рессоре ................................................................................................................. 447 12.5. ЗАДАЧА. Расчет гидропневматической подвески типа Мак Ферсон передней оси легкового автомобиля .................................... 457 Список литературы к Упражнению 12 ................................................................ 464 Приложения к Упражнению 12 ............................................................................ 465 П.12.1. Пневматические рессоры ................................................................... 465 П.12.2. Примеры конструкций пневматических подвесок ......................... 468 П.12.3. Гидропневматическая подвеска легковых автомобилей Ситроен ..................................................................................... . 474 П.12.4. Гидропневматическая подвеска для грузовых автомобилей ГАЗ .............................................................................................. 478 П.12.5. Гидропневматическая подвеска МАЗ-547 ....................................... 480 П.12.6. Гидропневматическая подвеска для сверх тяжелых транспортных средств ..................................................................................... 481 Упражнение 13. Расчет амортизаторов подвески АТС ................................. 484 13.1. ЗАДАЧА. Предварительный расчет исходной характеристики и определение габаритных размеров гидравлического амортизатора подвески передней оси легкового автомобиля ................................................... 484 13.2. ЗАДАЧА. Уточнение характеристики амортизатора при расчете плавности хода автомобиля ............................................................ 494 13.3. ЗАДАЧА. Расчет размеров дросселирующих отверстий и разгрузочных клапанов двухтрубного амортизатора ..................................... 505 13.4. ЗАДАЧА. Расчет размеров однотрубного гидравлического амортизатора подвески передней оси легкового автомобиля ........................... 516 9
13.5. ЗАДАЧА. Расчет размеров амортизатора в гидропневматической рессоре подвески передней оси легкового автомобиля .................................... 528 Список литературы к Упражнению 13 ................................................................ 534 Приложения к Упражнению 13 ............................................................................. 535 П.13.1 (А). Примеры конструкций гидравлических амортизаторов телескопического типа .................................................................................... 535 П.13.2 (Б). Примеры характеристик гидравлических амортизаторов ....... 541 П.13.3 (В). Пример расчета прочности дисков клапана отбоя гидравлического амортизатора (к задаче 13.3) ............................................ 543 П.13.4 (Г). Пример расчета характеристики однотрубного гидравлического амортизатора (поверочный расчет) ................................. 547 Упражнение 14. Расчет стабилизаторов поперечной устойчивости подвесок АТС ....................................................................................................... 550 14.1. ЗАДАЧА. Определение угловой жесткости подвески передней оси легкового автомобиля при наличии стабилизатора поперечной устойчивости .................................................................................... 550 14.2. ЗАДАЧА. Определение угловой жесткости пружинной подвески на продольных рычагах со связующей поперечиной при использовании ее в качестве стабилизатора, для задней оси легкового автомобиля ................... 557 14.3. ЗАДАЧА. Определение размеров стабилизатора поперечной устойчивости для передней оси легкового автомобиля ............... 561 14.4. ЗАДАЧА. Определение размеров стабилизатора поперечной устойчивости для задней оси грузового автомобиля с пневматической подвеской колес ..................................................................... 566 Список литературы к Упражнению 14 ................................................................ 570 Приложения к Упражнению 14 ............................................................................ 571 П.14.1. Схемы для определения положения центра крена и коэффициента угловой жесткости подвески ............................................. 571 П.14.2. Примеры конструкции стабилизаторов ........................................... 574 10