Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

Если не учитывать возможные деформации изгиба, возника­ ющие при сборке полуоси вследствие технологических неточ­ ностей, то полностью разгруженная полуось при повороте или заносе не испытывает деформаций изгиба, растяжения или сжа­ тия, так как соответствующие силы и моменты воспринимаются подшипниками колес и балкой моста.

Третий расчетный режим — максимальная динамическая на­ грузка при резком включении сцепления. Расчет производится по

Коэффициент динамичности &д, в зависимости от условий эксплуатации, принимается k 0 = 1,1 ч-1,5.

При полностью заблокированном дифференциале /гд = I и весь момент-может быть передан на одну полуось.

Полуось рассчитывается также на угол закручивания по формуле

а о _ М М 8 0

“ОУкря ’

где Ni — максимальный момент, передаваемый полуосью; I —

длина полуоси; G — модуль упругости 2-го рода; -----

момент инерции сечения полуоси при кручении.

Полуоси автомобиля изготовляются из прутковой стали или отковываются. Материал — среднеуглеродистая, легированная сталь марок 40Х, 40ХНМ, 40ХГТР, ЗОГСА и др., а также простая углеродистая сталь марок 35, 40. После нормализации поковки производится закалка в масле, с последующим отпуском. Твер­ дость для полуосей, изготовленных из легированной стали НВ 350—420.

Полуоси, воспринимающие значительные нагрузки, являются ответственными деталями автомобиля, поэтому их упрочнению должно уделяться соответствующее внимание.

Дробеструйная обработка и накатка роликами существенно увеличивает долговечность полуосей. Даже незначительная кон­ центрация напряжений может повлечь за собой поломку оси. На рис. ХІ.6 представлена полуось автомобиля с характерным усталостным изломом, вызванным концентрацией напряжений около фланца полуоси.

Напряжения выполненных конструкций при максимальных

278

длины 0 = 6-н15°. Максимальный угол закручивания до разру­ шения 300°.

На рис. XI.7 приведены результаты стендовых испытаний полуосей на выносливость, выполненные на ЗИЛе. Переменная нагрузка осуществлялась последующим циклам: симметричному полуоси из стали 40Х кривые 3 (Д) и 4 (X), из стали 40ХГТР кривая 5 (•), асимметричному при г = —0,5 и пульсирующему из стали 40Х кривые 1(0) и 2 (□).

Рис. XI.6. Усталостный излом ведущей полуоси 4-тонного автомобиля

Усталостные разрушения имели место на шлицованной части полуоси, на гладкой ее части в месте перехода к утолщению шли­ цевого наконечника и по утолщению при переходе к фланцу.

Выбор размеров подшипников полуосей и колес производится для случая прямолинейного движения с учетом преобладающих эксплуатационных нагрузок и оборотов (см. гл. VI). Реакции опор подшипников составляют (рис. XI. 1):

полузагруженная полуось и полуось разгруженная на 3/4

полностью разгруженная полуось:

279

Рис. X 1.7. Результаты стендовых испытании по определению выносливости полуосей автомобиля

Рис. ХІ.8. Кривые рас­ пределения крутящего момента на полуосях гру­ зового автомобиля:

Средние ветчины крутящего моментана полуоси Мі .кН-м

т

По зарубежным данным, средний срок службы полуосей гру­ зовых автомобилей, в зависимости от условий эксплуатации составляет (в км пробега).

Коммунальный транспорт — 93ІО3.

Грузовой транспорт общего пользования— 237-ІО3. Заметим, что срок службы уплотнений (сальников) полуосей

составляет соответственно 47 000 и 109 000 км пробега, т. е. в 2—2,2 раза меньше.

Условия эксплуатации существенно влияют на нагруженность полуосей автомобиля, что видно из рис. ХІ.8. Наибольшие вели­ чины и разброс M t (кгс-м) имеет место на разбитой грунтовой дороге (кривая 3), характеристики которой изменяются в широких пределах. Величина M t колеблется от —0,5 до + 6 кН -м (—50 ч- ч- + 600 кгс-м).

Наименьший разброс от 0 до 2,2кН -м (отОдо 220 кгс-м) на

зали: среднее квадратическое отклонение загрузки в кузове ат —

— 0,6 тс; все многообразие дорог, на которых эксплуатируются автомобили, может быть сведено к двум: асфальтированное покры­

„__ П/г-3600

281

Т а б л и ц а X 1.2

Статистические данные об условиях эксплуатации автомобилей-самосвалов (к расчету нагрузочных режимов элементов трансмиссии)

*При движении по асфальту в городе накат составил 10% по времени.

**Данные получены в результате обработки экспериментальных заездов.

1.Плотность распределения напряжений обобщенного нагру­ зочного режима (IV.9) может быть использована в качестве / (т) для расчета долговечности полуосей по формуле (IV. 17) в том

для нахождения Lz следует воспользоваться выражением (IV.27), определив необходимые плотности распределения на каждом г-м виде покрытия по формуле (IV.9) без учета коэффициентов а г.

282

Анализ осциллограмм показывает, что учет специфики усло­ вий эксплуатации позволяет сократить число членов в формуле

к сокращению числа членов по k на і-м покрытии, т. е. ß/A. На­

и неустановившихся режимов нагружения, причем на низших передачах преобладающим является неустановившееся движение; на высших передачах — установившееся;

в) второе слагаемое в формуле (ІѴ.9), относящееся к неза­ груженному автомобилю, в ряде случаев можно не учитывать. Коэффициент использования пробега q, например, для самосвалов

распределения напряжений в полуоси для обобщенного нагру­ зочного режима gA (т) при движении по асфальту запишется в виде

fu (г,) р'„ = 0,0203 • 0,035 = 0,0007.

283