|
Кут повороту керованих коліс
Рис. 31
Обрані розміри рульової трапеції вважають задовільними, якщо при кутах повороту внутрішнього колеса до 20 графічна та теоретична залежності співпадають, а при наближенні до 40, їх розбіжність не перевищує 2 ... 3. При виконанні даного розділу курсового проекту необхідно описати спосіб регулювання кута сходження керованих коліс, конструкцію шарнірних з’єднань та способи їх мащення, а при отриманні завдання на конструкторську розробку привода – провести розрахунки на міцність основних деталей: повздовжньої і поперечної тяг, елементів шарнірних з’єднань та ін. Рульовий механізм В сучасних автомобілях використовуються шестеренні, черв’ячні, гвинтові та кривошипні рульові механізми. До їх конструкції пред’являються спеціальні вимоги: високий ККД в прямому напрямку (від рульового колеса до керованих коліс) для полегшення керування автомобілем і знижений ККД в зворотному напрямку для зменшення сили поштовхів, які виникають при переїзді через нерівності; зворотність рульової пари для забезпечення елементів рульової пари в нейтральному положенні керованих коліс при забезпеченні можливості його регулювання в процесі експлуатації; заданий характер зміни передаточного числа рульового механізму; травмобезпечність рульового механізму; та деякі загальні вимоги відносно матеріалоємності, технологічності виготовлення, вартості, простоти обслуговування та ремонтопридатності. При виконанні курсового проекту, керуючись особливостями конструкції, компоновки і умов експлуатації автомобіля, необхідно обрати і обгрунтувати конструкцію рульового механізму і накреслити його кінематичну схему. Міцнісний розрахунок деталей рульового механізму проводиться з урахуванням того, що найбільші навантаження в ньому виникають при повороті на місці керованих коліс на сухій асфальтобетонній опорній поверхні. Момент опору повороту коліс при цьому:
, Hм (121) де Мпі – сумарний момент опору повороту коліс; Мті – момент тертя в рульовому приводі. Момент опору повороту керованих коліс нерухомого автомобіля: Hм (122) де GKK– частина ваги автомобіля, яка припадає на керовані колеса; fc – коефіцієнт опору коченню (для автомобілів загального призначення, які експлуатуються на дорогах з твердим покриттям fc = 0,02 ... 0,04); = 0,7 ... 0,85 – коефіцієнт зчеплення коліс з опорною поверхнею; rковз = (0,10 ... 0,16) rк – радіус ковзання, м. Необхідність використання підсилювача рульового керування виникає в тому випадку, коли зусилля, яке необхідно прикласти водію до рульового колеса для повороту керованих коліс, перевищує 400 Н. Це зусилля визначається за виразом:
Hм (123) де Rрк – радіус рульового колеса, м; Rрк = (380 ... 550) мм; uм– кінематичне передаточне число рульового механізму; uрп– кінематичне передаточне число рульового приводу; м, рп– відповідно ККД рульового механізму і рульового приводу (м = 0,75 ... 0,92;рп= 0,85 ... 0,95). При виконанні опису конструкції рульового механізму необхідно вказати спосіб забезпечення і проведення регулювань. При включенні рульового механізму в спеціальне завдання курсового проекту слід визначити його геометричні параметри і провести розрахунки елементів на міцність. Рульовий механізм з глобоїдним черв’яком і роликом (рис. 32). Зачеплення такого типу забезпечується зубцям високу міцність на згинання. З цієї причини особлива увага в розрахунках приділяється зносостійкості та контактній міцності. Оцінка здійснюється за величиною напруг стискування, які з достатньою точністю можуть бути визначені за виразом:
(124) де ; і – кількість гребенів ролика, які передають зусилля; r1з і r2з – зовнішні радіуси черв’яка і ролика; 1 і 2 – центральні кути контактної площини; [cт] = 100 … 300 МПа – для тригребеневихроликів. Рульовий механізм типу “гвинт-гайка-рейка-сектор” (рис.33). Для рульового механізму типу “гвинт-гайка-рейка-сектор” в ланці “гвинт-кулькова гайка” визначають умовне навантаження на одну кульку:
(125) де Q1 – осьове зусилля, яке сприймається гайкою; mв – кількість робочих витків; і – кількість кульок, які знаходяться одночасно на одному витку за умови повного заповнювання канавки; кон – кут контакту кульок з канавками (кон = 45 ... 60). Контактна напруга, яка визначає напругу в парі кулька-поверхня канавки:
(126) де m – коефіцієнт, який залежить від кривизни поверхонь, що дотикаються (для існуючих конструкцій m = 0,6 ... 0,8); Е = 200 ГПа – модуль пружностіпершого роду (для сталей); d – діаметр кульки; dк – діаметр канавки гвинта (гайки); – кут нахилу канавок гвинта (рейки). Значення Q1 знаходиться за виразом:
(127) де Pм max= (0,1 ... 1,5) кН – зусилля на рульовому колесі; Rм– радіус рульового колеса; r1 – відстань від осі гвинта до центру кульки. Рульові механізми типу “гвинт-гайка-рейка-сектор” використовуються з підсилювачами рульового керування. Рульовий механізм рейкового типу (рис. 34 а, б) При проведенні розрахунків рейкового рульового механізму кількість зубців приводної шестерні приймають z1 = 6 ... 10. Нормальний крок зубів рейки та їх кількість:
(128) (129) де m= 3,0 ... 3,5 мм – модуль приводної шестерні; L – довжина нарізаної частини рейки. Довжина нарізаної частини рейки (рис. 34 б): (130) де max– максимальний кут повороту керованих коліс; ОАк – відстань від осі повороту колеса до шарніра рульової трапеції, встановленого на продовженні рейки.
Висота та товщина зубів рейки рульового механізму: - висота зуба: (131) - товщина зуба: (132) де = 1,0 – коефіцієнт висоти головки; с’= 0,25 – коефіцієнт радіального зазору.
Довжина рейки після уточнення:
(133) Відстань від базової поверхні до ролика при висоті рейки Н = 20 ... 30 мм, куті головного профілю = 20: мм (133) При проведенні розрахунку зубів рейки на міцність необхідно обчислити ширину зубчастої частини рейки. Додаток 1
Додаток 1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|