Упругие элементы подвески и их расчет. Листовые рессоры

1.1 Цель работы: проведения расчета упругих элементов подвески на примере листовых рессор.

1.2 Теоретическая часть

Наибольшее распространение среди упругих элементов имеют листовые рессоры. Их положительными свойствами являются относительно простая технология изготовления, удобство ремонта и возможность выполнять функцию направляющего устройства. Недостаток листовых рессор - высокая металлоемкость и недостаточный срок службы. Величина потенциальной энергии при упругой деформации у рессоры в 2 – 3 раза меньше, чем торсионов и пружин. Однако и пружины, и торсионы требуют рычажного направляющего устройства, что увеличивает вес подвески. Из листовых рессор наиболее распространенными являются:

· полуэллиптическая (качающаяся серьга) рисунок 1.1.;

· кантилеверная (консольная);

· четвертная (защемленная).

Рисунок 1.1 – Рессора полуэллиптическая (качающаяся серьга)

Наибольшее распространение из них имеет полуэллиптическая рессора, серьга которой имеет наклон около 5°, а при максимальном прогибе до 40°. Листы растягиваются под действием сил S и за счет этого увеличивается жесткость рессоры. В настоящее время применяют рессоры в проушинах которых устанавливают резиновые втулки, что уменьшает скручивающие усилия при перекосе мостов. Отрицательно влияет на работу рессор трение между листами, поэтому их смазывают графитовой смазкой, а для легковых машин применяют неметаллические прокладки. По концам рессорных листов устанавливают вставки из пластмасс или пористой резины (против сухого трения).

Материалом для изготовления рессор служат стали 55ГС, 50С2, 60С2.

1.3 Пример расчета

Для несимметричной полуэлиптической листовой рессоры прогиб f_р под нагрузкой Р_р может быть найден по формуле:

(1.1)

где l_э – эффективная длина рессоры, равная l_э = l-l₀ (l – полная длина, l₀ – расстояние между стремянками);

Р_р – нагрузка от моста или расчетная нагрузка;

Е - 2, 15*10⁵ Мпа – модуль, продольной упругости;

I₀ – суммарный момент инерции рессоры в среднем сечении (b и h_i – ширина и толщина листов), , мм⁴;

δ – коэффициент деформации, учитывает влияние последующих листов на предыдущие, который для рессор равного сопротивления изгибу (идеальная рессора) равен 1, 45…1, 50 и для реальных – 1, 25…1, 45;

ε – коэффициент асимметрии, равный 0, 1…0, 3.

Варианты для проведения расчета приведены в таблице 1.1

Полученное значение f_р должно быть меньше значения f_max (см. рисунок 1.1) т.е. f_р < f_max.

Рисунок 1.1 - Зависимость упругой силы подвески от хода

Проверку на прочность проводим по напряжениям изгиба:

где P_max = 2, 5 · P_p;

Жесткость определяем по формуле:

1.4 Содержание отчета

1.4.1 Согласно своему варианту (таблица 1.1) провести расчеты.

1.4.2 По окончании расчета сделать выводы о соответствии рассчитываемой листовой рессоры по прочности и жесткости по установленным требованиям.

Практическая работа №2 (4 часа)