10.2.2. Расчет управляемого моста

Управляемый мост состоит из балки и поворотных кулаков, шарнирно соединенных с ней при помощи шкворней. Поворотные кулаки, выполненные вместе с цапфами подшипников ступиц колесо и фланцами для крепления опорных дисков или суппортов тормоз­ных механизмов, воспринимают и передают на балку вертикальные, боковые и продольные реакции, действующие в точке контакта ко­леса с опорной поверхностью, а также реактивные тормозные мо­менты, возникающие в опорных дисках или суппортах тормозных механизмов, которые передаются на подрессоренную часть через элементы подвески.

У управляемого моста рассчитывают на прочность балку, поворотные кулаки, шкворни и втулки шкворней.

Расчет на прочность балки управляемого моста производится аналогично расчету балки ведущего моста. Расчет выполняют для следующих режимов движения автомобиля: при торможении, заносе и преодолении препятствий.

Расчетную схему составляют, считая, что углы поперечного и продольного наклона шкворня, а также углы установки управляемых колес равны нулю, а оси цапф обоих поворотных кулаков совпадают и располагаются в одной поперечной плоскости с осями шкворней. Балку управляемого моста считают прямой.

В управляемых мостах наиболее ответствен­ным является поворотный узел, который состоит из шкворня и поворотного кулака.

Поворотный кулак рассчитывают для тех же режимов движения автомобиля, что и балку управляе­мого моста. Опасным сечением в поворотном кулаке является сече­ние А-А у галтели цапфы кулака, в котором и определяются напря­жения. При этом цапфу кулака рассчитывают только на изгиб.

При торможении суммарный вертикальный изгибающий мо­мент определяют по формуле:

. (10.11)

Напряжения изгиба рассчитывают по формуле:

. (10.12)

При заносе тормозная сила = 0.

Напряжения изгиба цапфы поворотных кулаков управляемых колес определяют по формулам:

; (10.13)

, (10.14)

где – плечо изгиба.

При преодолении препятствия напряжения изгиба определяют по формуле:

. (10.15)

Допустимые напряжения изгиба [] = 500 МПа.

Расчет шкворня проводится на тех же на­грузочных режимах, что и расчет поворотного кулака.

Как было указано выше, углами на­клона шкворня в поперечной и продольной плоскостях пренебре­гают, вследствие их небольших значений, которые не влияют на результаты расчета.

При торможении силы и ,нагружающие соответственно верхний и нижний концы шкворня, возникают под действием нормальной реакции, тормозной силы, реактивной силы и тормозного момента.

Силы, возникающие под действием нормальной реакции, определяют по формуле:

. (10.16)

Силы, возникающие под действием тормозной силы, определяют по формулам:

; (10.17)

. (10.18)

Силы, возникающие под действием реактивной силы, рассчитывают по формулам:

; (10.20)

, (10.21)

где реактивную силу можно определить как

. (10.22)

Силы, возникающие под действием тормозного момента, рассчитывают по формуле:

, (10.23)

где тормозной момент – .

Суммарную силу, действующую на верхний конец шкворня, определяют по формуле:

. (10.24)

Суммарную силу, действующую на нижний конец шкворня, определяют по формуле:

. (10.25)

При заносе на верхний и нижний концы шкворня действуют только поперечные силы.

Силы, действующие на шкворни и возникающие от нормальных реакций, определяют по формулам:

; (10.26)

. (10.27)

Силы, действующие на шкворни и возникающие от поперечных реакций, определяют следующим образом:

на левом шкворне:

, (10.28)

на правом шкворне:

. (10.29)

Тогда суммарные силы на левом шкворне можно определить как:

; (10.30)

. (10.31)

Суммарные силы на правом шкворне:

; (10.32)

. (10.33)

При преодолении препятствия на шкворень действуют силы

. (10.34)

Шкворень на всех нагрузочных режимах рассчитывают на изгиб и срез, а втулки шкворня рассчитывают на смятие.

Напряжения изгиба шкворня определяют по формуле:

, (10.35)

где –диаметр шкворня.

Напряжение среза шкворня рассчитывают по формуле:

. (10.36)

Напряжение смятия втулок шкворня определяют по формуле:

, (10.37)

где – высота втулки шкворня.

При определении напряжений в шкворне и втулках шкворня принимают наибольшие из значений суммарных сил, действую­щих на шкворень для рассматриваемых режимов движения авто­мобиля.

Допустимые напряжения – [] = 500 МПа; [] = 100 МПа; [] = 50 МПа.