10.2.1. Расчет ведущего моста

Ведущий мост воспринимает передаваемые через подшипники ступиц колес вертикальные, боковые и продольные реакции, возни­кающие в точках контакта колес с опорной поверхностью, а также ре­активный тяговый момент, передаваемый через подшипники шестерни главной передачи, и реактивные тормозные моменты, возникающие в опорных дисках или суппортах тормозных механизмов. Ведущий мост передает силы и моменты на подрессоренную часть через про­дольные листовые рессоры или через направляющие устройства и упругие элементы подвески других типов.

Балку ведущего моста рассчитывают на изгиб и кручение при следующих допущениях:

1. нагрузка от массы по бортам автомобиля распределена равномерно;

2. момент, подведенный к дифференциалу, распределен на колеса поровну;

3. мост имеет полностью разгруженные полуоси.

Величина действующих на мост нагрузок зависит от условий эксплуатации и режима движения. Как и в случае полуразгруженных полуосей, расчет балки ведущего моста производят для следующих режимов:

1. передача максимальной силы тяги;

2. экстренное торможение;

3. занос;

4. переезд через препятствие.

При прямолинейном движении автомобиля максимально возможную силу тяги определяют по формуле (8.5), максимальную тормозную силу – по формуле (8.8).

Изгибающие моменты, создаваемые реакциями ив вертикальной плоскости и реакциямиив горизонтальной, достигают максимальных значений в сеченииI-I (место крепления рессоры).

Если принять, что на балку действует сила, равная вертикальной реакции в точке контакта колеса с опорной поверхностью, то изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно, можно определить по формулам:

; (10.1)

, (10.2)

где – расстояние от центральной плоскости колеса до места крепления рессоры.

Реактивный крутящий момент, создаваемый силой тяги, действует на балку на участке от оси шестерни главной передачи до места крепления рессоры, а реактивный тормозной момент – на участке от фланца крепления суппорта тормозного механизма до места крепления рессоры:

. (10.3)

При круглом труб­чатом сечении балки суммарный момент в опасном сечении (месте крепления рессоры) со­гласно теории наиболь­ших касательных на­пряжений

, (10.4)

и результирующее на­пряжение в месте кре­пления рессоры:

. (10.5)

При прямоугольном сечении балки напря­жения изгиба в верти­кальной и горизонтальной плоскостях складываются. Далее вычисляют моменты сопротивления сечения изгибу в вертикальной и горизонтальнойплоскостях, а также кручению.

Напряжения изгиба и кручения определяют по фор­мулам:

; (10.6)

. (10.7)

Допустимые напряжения изгиба [] = 300  500 МПа, кручения – [] = 150  400 МПа. Меньшие значения напряжений относятся к литым балкам из ковкого чугуна, большие – к сварным штампованным из листовой стали.

При заносе реакции в продольной плоскости отсутствуют. Вертикальные и горизонтальные реакции, действующие в пятне контакта колеса с опорной поверхностью для случая скольжения автомобиля, определяют по формулам (8.10), (8.11).

В случае скольжения автомобиля влево изгибающий момент на левой стороне балки максимального значения в сечении I-I, соответствующем центральной плоскости колеса, а изгибающий момент на правой стороне балки – в сече­нии II-II (месте крепления рессоры):

; (10.8)

. (10.9)

Напряжения изгиба рассчитывают по формулам, приведенным выше.

При переезде препятствия предполагают, что про­дольные и поперечные силы в точках контакта колес с опорной по­верхностью отсутствуют, а вертикальные реакции достигают максимального значения с учетом коэффициента динамичности.

Эпюра изгибающих моментов соответствует пер­вому случаю нагружения. Напряжение изгиба в месте крепления рессоры определяют по формуле:

. (10.10)

Напряжение не должно превышать значений, приведенных для первого случая нагружения.

При движении автомобиля по неровной до­роге вертикальное ускорение моста может превышать статическую нагрузку от силы тяжести подрессоренной части, поэтому литые балки ведущих мостов грузовых автомобилей, имеющие относительно большую массу, должны быть проверены с учетом сил инерции от собственной массы моста.

Для этого балку разделяют вертикальными плоскостями на отдельные участки и рассчитывают массу этих участков.

Далее рассчитывают массы узлов и деталей, укрепленных на балке (кроме тех частей, сила тяжести которых непосредственно воспринимается колесами – на рисунке изображены штрихпунктирными линиями), и доли этих масс, приходящихся на каждую из тех точек, где они присоеди­няются к балке.

Затем, задаваясь определенным значением ускорения, строят эпю­ру изгибающих моментов . Значения момента должны быть прибавлены к значениям моментапри расчете напряжений, со­ответствующих первому случаю нагружения.