Расчет передней подвески ваз

Целью
расчета является определение основных
параметров пружины и буферов и построение
упругой характеристики подвески.

1)
Рассчитаем
максимальную статическую нагрузку,
приходящуюся на одно переднее колесо:

где

коэффициент
сцепного веса: для переднеприводного
полностью загруженного автомобиля

.

2)
Определим
необходимую приведённую к колесу
жесткость подвески:

где

–
угловая
частота собственных колебаний
подрессоренной части:

рад/с.

3)
Рассчитаем
статический прогиб и динамический ход
подвески:

где

– ускорение
силы тяжести:

м/с².

4)
Рассчитаем
ход отбоя:

5)
Определяем
ход подвески, приходящийся на буфер
сжатия и отбоя:

6)
Рассчитываем
энергоемкость подвески (максимальную
динамическую нагрузку, воспринимаемую
подвеской

):

где

–
коэффициент
динамичности: для автомобилей ограниченной
проходимости

.

7)
Рассчитаем
жесткость шин:

Для
начала определяем жесткость шин при
внутреннем давлении

:

где

– поправочный
коэффициент: для шин серии «70»

.

Так
как жесткость шин линейно зависит от
их внутреннего давления, то для определения
жесткости при рабочем давлении можно
воспользоваться следующей формулой:

где

–
рабочее внутреннее давление:

.

Определим
приведённую жесткость пружины:

Для
последовательно соединённых упругих
элементов результирующая жесткость
будет рассчитываться по формуле:

Выразим
из формулы (2.11)

– приведённая
жесткость
пружины:

9)
Определяем
передаточное число по ходу:

10)
Рассчитаем
передаточное число по силе направляющего
аппарата подвески графоаналитическим
способом:

Передаточное
число по силе – это отношение силы на
пружине к вертикальной силе на колесе.
Для определения этого отношения
воспользуемся теоремой о трех силах,
из которой получается что при равновесии
системы вертикальная сила

,
приложенная в центре контакта колеса
с дорогой, сила действующая по оси
нижнего рычага

и сила от стойки

должны
пересекаться в одной точке (рис. 17),
исходя из этого получим треугольник
сил (рис. 18).

Рис.
17 Схема действия сил в статическом
положении подвески

Рис.
18 Треугольник сил для статического
положения подвески

Составляющая,
направленная из центра верхней опоры
и действующая на стойку, в свою очередь,
может быть разложена на две составляющие
силы: сила действующая вдоль оси пружины

,
и, сила воспринимаемая штоком в
направляющей и поршнем

.

После
построения треугольников, определим
графическим способом отношение длины

–
длина
вектора

к длине

– длина вектора

,
которое
и будет равно передаточному числу по
силе.

11)
Определяем
жесткость пружины:

12)
Рассчитываем
геометрические параметры пружины:

К
геометрическим параметрам пружины
относится средний диаметр, который
выбирается из соображений компоновки,
принимаем

,

диаметр
проволоки

количество рабочих витков

,
полное
количество витков

,
длина
в сжатом состоянии
,
длина в свободном состоянии

,
шаг
навивки

и
длина проволоки необходимая для
изготовления пружины

.

Выбираем
для подвески пружину с нешлифованными
и поджатыми на ¾
крайними витками.

12.1)
Проверим
условие прочности при статической и
динамической нагрузке:

Расчет
пружины ведется в случае действия
максимальной статической нагрузки

и
максимальной динамической

.

Так
как при действии максимальной динамической
нагрузки геометрия подвески значительно
меняется, то ранее построенным
треугольником сил (рис. 18) для определения
передаточного числа по силе воспользоваться
не получится, то построим новый треугольник
сил, используя эту же методику построения.
Обозначения сил соответствует обозначениям
на рис. 18, отличие лишь в том, что у
обозначении сил при действии максимальной
динамической нагрузки в индексе
прибавляется «max».
Далее обозначения сил будут образовываться
аналогичным образом, только за место
«max»
будет прибавляться соответствующее
для рассматриваемого случая сокращение
(Рис.
19).

Рис.
19 Треугольник сил для максимальной
динамической нагрузки

Передаточное
число при действий максимальной
динамической нагрузки рассчитывается
по формуле (2.13):

Максимальная
динамическая сила действующая на пружину
рассчитывается по формуле:

Касательные
напряжения в пружине определяются по
формуле:

где

– минимальный
диаметр проволоки:

о

;

– коэффициент,
учитывающий влияние кривизны витка,
зависит от индекса пружины

:
для
полученного индекса
значение коэффициента
определяем
по рис. 2.123 [9], получаем

.

Так
как условие прочности выполняется,
следовательно параметры:

и

подобраны правильно.

12.2)
Определим
число рабочих витков из условия
обеспечения необходимой жесткости
рассчитанной по формуле (2.14):

12.3)
Определяем
полное число витков пружины:

12.4)
Для
определения шага навивки, для начала
определим гарантированный
зазор между двумя витками, исключающий
касание витков:

где

– поправочный коэффициент, зависящий
от индекса пружины:
определяем по рис. 2.125 [9], получаем

;
где

– максимальный
диаметр проволоки:

.

12.5)
Определяем длину пружины в полностью
сжатом состоянии:

12.6)
Определяем длину пружины в свободном
состоянии:

12.7)
Определяем длину
проволоки необходимую для изготовления
пружины:

13)
По
результатам расчета строим упругую
характеристику подвески:

Рис.
20 Упругая характеристика подвески

На
графике (рис. 20) указана точка соответствующая
статическому положению.

Соседние файлы в папке Передняя подвеска ВАЗ 2107

• #

  25.12.202017.39 Кб16Графики.xlsx

• #

Думаю, что ни для кого не секрет, что подвеска на Ваз ужаснейшая, что выливается в плохую управляемость.

Конкретно, что мне не нравится:

1 Слишком мягкие пружины- у меня, например верхний рычаг аж блистит от частого касания отбойника.

2 Расположение нижней шаровой- она стоит на разрыв, и у незадачливых водителей бывают случаи, когда ее вырывает. Вот в Ниве, например, этот недостаток исправили- там обе шаровые работают на сжатие.

3 Собственно, геометрия подвески.

Если посмотреть на модель подвески увидим такую картину:

В динамике это выливается в следующую картину:

Как видим, при сжатии подвески, у нас увеличивается развал, при разжатии- наоборот, становится отрицательным. Если, например, вывесить передок- колеса станут «домиком», нагрузить- буквой «V»

Почему это плохо, видно из следующей картинки:

При повороте нагружается лишь внешняя кромка внешнего (по отношению к повороту) колеса. При этом покрышку как бы подминает вовнутрь- об устойчивости при таком положении дел не стоит и мечтать.

В идеале Все должно быть наоборот: внешнее колесо должно принимать отрицательный развал, гарантируя таким образом большее пятно контакта с дорогой, а внутреннее- положительный развал.

Чтобы добиться такого эффекта- самый простой способ- увеличить кастор- либо сделать отрицательным статический развал (Что влечет за собой повышенный износ шин и другие неприятности)

Для правильной работы подвеска должна бы выглядеть так:

Суть- в том, что точка крепления верхнего рычага находится ниже шаровой опоры.

Чтобы исправить ситуацию нужна лишь малость- поворотный кулак с большим межцентровым расстоянием между шаровыми. Смотрел поворотный кулак от газ 31 — все бы неплохо, но специфика крепления нижней шаровой (прессуется в рычаг, а не поворотный кулак) ставит крест даже на примерке.

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
Кафедра подъемно-транспортных машин и роботов
Курсовой проект по дисциплине «Конструирование и элементы расчета автомобилей и тракторов»
На тему: «Расчет передней подвески автомобиля LADA Vesta»
Екатеринбург 2019

Исходные данные: Снаряженная масса 1670 кг; База автомобиля 2635 мм; Высота центра тяжести 658,8 мм; Колея автомобиля 1510 мм.

В данной работе разрабатывается передняя подвеска на двойных поперечных для автомобиля LADA Vesta. Первым этапом является расчет нагрузок в направляющем устройстве подвески на трёх режимах: переезд единичной неровности, режим экстренного торможения и боковой занос. Второй этап — расчет переднего стабилизатора поперечной устойчивости. Третий — расчет амортизатора. Четвертый — расчет цилиндрической пружины. Пятый — расчет передних поперечных рычагов.

Графическая часть содержит 5 листов:
1 лист (А1) — Характеристики передней подвески автомобиля LADA Vesta/Кинематическая схема передней подвески автомобиля LADA Vesta;
2 лист (А1) — Передняя подвеска автомобиля LADA Vesta (вид спереди);
3 лист (А1) — Передняя подвеска автомобиля LADA Vesta (вид сверху);
4 лист (А2) — Ступица (деталировка);
5 лист (А2) — Поворотный кулак левый (деталировка).

Содержание
Введение
1. РАСЧЕТ НАГРУЗОК В НАПРАВЛЯЮЩЕМ УСТРОЙСТВЕ ПОДВЕСКИ
1.1 Переезд единичной неровности
1.2. Режим экстренного торможения
1.3. Боковой занос
1.4. Результаты вычислений трёх режимов
2. РАСЧЕТ ПЕРЕДНЕГО СТАБИЛИЗАТОРА ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
3. РАСЧЕТ АМОРТИЗАТОРА
4. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРУЖИНЫ
5. РАСЧЕТ ПЕРЕДНИХ ПОПЕРЕЧНЫХ РЫЧАГОВ
5.1. Расчет нижнего поперечного рычага
5.2. Расчет верхнего поперечного рычага
Заключение
Список литературы
Приложение