Требования, предъявляемые к конструкции автомобилей

- силовое и кинематическое следящее действие, т.е. пропорциональность между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивления повороту управляемых колес и заданное соответствие между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес;

- кинематическая согласованность элементов рулевого управления с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляемых колес при деформации упругих элементов.

Классификация рулевых управлений

1 По способу поворота автомобиля

- Поворотом управляемых колес

- Торможением колеса одного борта

- Вращением колес одного борта в сторону, обратную движению

- Складыванием элементов (одноосный тягач и одноосный прицеп)

2 По расположению рулевого колеса

- правое - левое

3 По расположению управляемых колес на…

3.1 Двухосных автомобилях (Первой оси

Второй оси, Первой и второй осей)

3.2 Трехосных автомобилях (Первой оси,

Первой и третьей осей)

3.3 Четырехосных автомобилях (Первой и второй осей, Первой и третьей осей, Всех осей)

Рулевой механизм включает в себя рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере, рулевой вал, рулевую колонку и рулевое колесо.

К конструкции рулевых механизмов предъявляется ряд специальных требований:

а) высокий КПД в прямом направлении (при передаче усилия от рулевого колеса) для облегчения управления автомобилем и несколько пониженный КПД в обратном направлении для снижения силы толчков, передаваемых на рулевое колесо от управляемых колес при наезде на неровности;

б) обратимость рулевой пары, чтобы рулевой механизм не препятствовал стабилизации управляемых колес;

в) минимальный зазор в зацеплении элементов рулевой пары в нейтральном положении управляемых колес и в некотором диапазоне углов поворота (беззазорное зацепление) при обязательной возможности регулирования зазора в процессе эксплуатации;

г) заданный характер изменения передаточного числа рулевого механизма;

д) травмобезопасность рулевого механизма, с тем чтобы при лобовом столкновении он не был причиной травмы водителя.

Расчет рул.мех-ма (глобоидальный “червяк-ролик”)

Для механизма, включающего глобоидный червяк и ролик, определяется контактное напряжение в зацеплении

у = Px/(Fn),

где Рх — осевое усилие, воспринимаемое червяком; F — площадь контакта одного гребня ролика с червяком (сумма площадей двух сегментов, рис);

n — число гребней ролика.

Схема для определения контактной площадки в червячном рулевом механизме

Осевая сила

Px=Mp.k/(rщotgв)

где rщo — начальный радиус червяка в горловом сечении; в — угол подъема винтовой линии в том же сечении.

Площадь контакта одного гребня ролика с червяком (рис)

F = 0,5[(ц1 — sin ц1)r²1+( ц2 — sin ц2) r²2]

Материал червяка—цианируемая сталь 30Х, 35Х, 40Х, 30ХН; материал ролика - цеменуемая сталь 12ХНЗА, 15ХН; [у] = 7 .8 МПа.

Оценка и расчет основных размеров деталей рулевого привода

К рулевому приводу предъявляют следующие требования: правильное соотношение углов поворота колес, отсутствие автоколебаний управляемых колес, а также самопроизвольного поворота колес при колебаниях автомобиля на подвеске.

Рулевой привод включает рулевую трапецию, рычаги и тяги, связывающие рулевой механизм с рулевой трапецией, а также рулевой усилитель, устанавливаемый на ряде автомобилей.

Расчет рулевой сошки на изгиб и кручение

Изгиб и кручение - основные виды напряжения. Расчет ведут на сложное сопротивление; шлицы рассчитывают на срез. Усилие на шаровом пальце сошки, вызывающее изгиб и кручение (при наличии встроенного усилителя): Напряжение изгиба в опасном сечении А—А:

.

Напряжение кручения:

,

где и — соответственно осевой и полярный моменты сопротивления опасного сечения.

Эквивалентное напряжение рассчитывается по одной из теорий прочности. [ф] = 300 .400 МПа

Напряжение кручения вала сошки при наличии усилителя

где d — диаметр вала сошки. Материал вала сошки — сталь 30, 18ХГТ, 20ХНЗА.; [т] = 300 .350 МПа.

Расчет продольной тяги в рулевом управлении. Расчет поперечной тяги в рулевом управлении

Сила Рсош вызывает напряжения сжатия-растяжения и продольного

изгиба тяги

Напряжение сжатия