Упругие элементы подвески и их расчет. Листовые рессоры.

 

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) Рис.(2.4);

                                  Рис.(2.4)

 

- кантилеверная (консольная);

- четвертная (защемленная).

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.

Для несимметричной полуэллиптической листовой рессоры прогиб f p под нагрузкой Pp может быть найден по формуле:

Где l э - эффективная длина рессоры, равная l э= l-l о (l -полная длина, l о -расстояние между стремянками, для ГАЗ-53А l о=100мм);

                  l э=1450-100=1350мм

Рр-нагрузка от моста или расчетная нагрузка;

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

-

суммарный момент инерции рессоры в среднем сечении (b и hi -ширина и толщина листов);

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; δ=1,35

ε - коэффициент асимметрии, равный:

 

В существующих конструкциях коэффициент асимметрии ε=0,1¸0,3; ε=0,15.

где n–число листов рессоры.

Полученное значение fp должно быть меньше значения fmax (см. упругую характеристику подвески).это условие является обязательным для обеспечения нормальной работы подвески.

 

Длина рессор принимается в зависимости от базы автомобилей:

l=(0,35¸0,5)Б – для легковых;

l=(0,25¸0,35)Б – для грузовых.

Проверку на прочность проводим по напряжениям изгиба:

 

Где Pmax=К Д*Р Р;

[ σ]=600¸700 ,Мпа

                              [ σ и]< [ σ]

                              650Мпа<700Мпа

Жесткость определяем по формуле:

 

Расчет амортизаторов.