ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.08.2024
Просмотров: 124
Скачиваний: 4
воспринимать и горизонтальные усилия. Наличие трения между листами способствует быстрому затуханию колеба ний. Рессоры просты в изготовлении и надежны в работе.
Рессора представляет собой работающую на изгиб балку равного сопротивления, набранную из стальных полос раз личной длины.
Наибольшее распространение получили рессоры трех основных типов, представленных в табл. 15: а) полуэл липтические, представляющие собой двухопорную балку с нагрузкой, приложенной в средней части; б) кантилеверные, представляющие собой двухопорную балку, к консоли которой прикладывается рабочая нагрузка; в) четвертные (консольно защемленные).
Полуэллиптические и кантилеверные рессоры могут быть симметричными = - у ] или несимметричными.
При прочих равных условиях прогибы четвертной и сим метричных кантилеверной и полуэллиптической рессор относятся как 16 : 4 : 1.
Вопрос о применении того или другого типа рессор ре шается с учетом их взаимосвязи со смежными узлами, габа ритов, условий крепления и других конструктивных и экс плуатационных соображений. Наибольшее распространение получили полуэллиптические рессоры.
Характеристика рессор аналогична характеристике коль цевой пружины.
В некоторых случаях желательно получить уменьшение
жесткости рессоры при |
возрастании нагрузки (например, |
для создания одинаково |
комфортабельных условий езды |
на тяжелых грузовых автомобилях при различной степени их загрузки). Д л я достижения этой цели применяются раз личные конструктивные решения: применение подрессор ников / (рис. 32, а), которые при достижении определенной нагрузки становятся на упоры 2, увеличивая общую жест кость подвески; так называемые прогрессивные рессоры, изменяющие свою жесткость при выборке специально
90
Таблица 15
Формулы для расчета рессор основных типов
Рессора |
Эскиз |
Прогиб |
|
— / — - |
/,- |
P |
|
|
|
Полуэллип |
|
|
тическая |
|
/? (/ _ y » |
|
X |
/ |
Кантилевер- |
/> |
|
ная |
||
|
{
Четвертная |
|
/0 |
I T " ' |
X |
|
||
|
V ( i |
||
|
|
|
Максимальное на |
Прогиб при |
|
предваритель |
||
пряжение 0" m a x |
||
ной осадке Fq |
||
|
Ph
21 X
X |
l |
Ph
1 Г к
21
к(l ~к)
200ft
k(I -k)
200/1
/ 2
200ft
./
предусмотренного зазора между некоторыми листами (рис. 32, б) либо вследствие перекатывания коренного листа по криволинейным опорам (рис. 32, в).
Материалы, применяемые для изготовления р е с с о р
Рессоры ответственного назначения изготовляются из ле гированных сталей, в основном кремнистых (55С2, 6СС2, 60С2А), хромистых (50ХГ и др.), никелькремнистых (60С2Н2А). Отличительной особенностью этих сталей яв ляется высокий предел текучести, приближающийся к вре менному сопротивлению. Менее ответственные рессоры могут изготовляться из качественных углеродистых сталей.
Основные механические свойства рессорных сталей при ведены в табл. 3. Сортамент рессорных сталей регламенти рован ГОСТ 7419—55, химический состав и механические свойства — ГОСТ 14959—69.
Основные виды поперечных сечений рессорных листов представлены на рис. 33. Наибольшее распространение по лучили листы прямоугольного и двояковогнутого профилей (рис. 33, а, б). В тех случаях, когда необходимы дополни тельные меры для предотвращения бокового смещения
листов, они |
изготовляются с |
профилем, |
показанным |
на |
рис. 33, в, г. |
Дл я обеспечения |
большей долговечности |
рес |
|
сор рекомендуется применять |
профили, |
приведенные |
на |
рис. 33, д, е. Нейтральный слой таких листов смещен в сто рону растягивающих напряжений, которые, как показали многочисленные эксперименты, опаснее равновеликих сжи мающих.
При выборе допускаемых напряжений необходимо учи тывать ряд специфических факторов, влияющих на рабо ту рессор: циклический характер нагружения; тяжесть по следствий возможной аварии; некоторую неодинаковость предела прочности материала при растяжении и сжатии; неблагоприятное (при неоптимальном проектировании)
распределение напряжений между листами и их перераспре деление после сборки и осадки рессоры.
Ниже приведены ориентировочные, проверенные на прак тике значения допускаемых напряжений [а]„ в коренных
V/////////////Zb |
ÇZZZZZZZZSZZZfà |
а |
6 |
Ш ^ ^ Т Ш ) |
ZZZZZZZZZZZZZZZZ& |
д |
е |
Рис. 33. Формы сечений рессорных листов.
листах (с проушинами) для различных условий работы рес сор (без учета напряжений затяжки):
Назначение рессор- |
[ст]„, кГ/лша |
|
Рессоры железнодорожного подвижного |
состава и передние |
|
рессоры легковых |
автомобилей |
45—60 |
Задние рессоры легковых автомобилей |
50—60 |
|
Рессоры грузовых |
автомобилей: |
|
передние |
|
35—45 |
задние |
|
45—50 |
Буферные рессоры |
|
30—40 |
Р а с ч е т р е с с о р
Приближенный расчет рессор основан на следующих допущениях: рессора набрана из одинаковых по толщине листов с таким соотношением длин и конфигураций, ко торые образуют балку равного сопротивления изгибу; кривизна рессоры равна нулю; до сборки рессоры листы плоские (т. е. сборочные напряжения отсутствуют); силы трения между листами отсутствуют; рессора не стянута стре мянками и воспринимает только вертикальные нагрузки.
94
Рессоры, обладающие такими свойствами, называются идеальными. Моделью идеальной рессоры может служить комплект пластинчатых пружин, который получается в ре зультате разделения балки равного сопротивления в форме равнобедренного треугольника на несколько попарно сим метричных полос, как это показано на рис. 34.
В идеальной рессоре, например четвертной, усилия Р передаются по концам листов и прогиб составляет
|
|
|
|
|
|
F |
= |
— . |
Р |
1\ |
|
|
(30) |
||
|
|
|
|
|
|
ЕІ |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wz3 |
|
|
|
|
||
где / — длина рессоры; / |
= |
п |
• суммарный момент инер |
||||||||||||
1 2 |
|||||||||||||||
ции |
идеальной |
рессоры; |
Ь — ширина |
рессоры; |
h — тол |
||||||||||
щина каждого листа; п — количество листов. |
|
|
|||||||||||||
Каждый лист |
идеальной |
рес- |
|
|
|
|Р |
|||||||||
соры испытывает одни и те ж е |
|
|
|
|
|||||||||||
максимальные напряжения, |
|
по |
|
|
|
|
|||||||||
стоянные |
по |
длине |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
PI |
|
Plh |
|
|
(31) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
W |
|
2/ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
2/ |
суммарный момент |
|
|
|
|
|||||||
где W = -j— |
|
|
|
|
|||||||||||
сопротивления. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Уточненные |
теоретические и |
|
|
|
|
||||||||||
экспериментальные |
|
исследова |
|
|
|
|
|||||||||
ния, однако, показали, что если |
|
|
|
|
|||||||||||
реальная |
рессора |
собрана |
|
из |
|
|
|
|
|||||||
листов |
одинаковой |
толщины, |
то |
|
|
|
|
||||||||
ее короткие листы -заметно |
|
пе |
|
|
|
|
|||||||||
ренапряжены. В связи с этим |
Рис. |
34. Модель |
идеальной |
||||||||||||
2—3 |
самых |
коротких |
листа |
ре |
|
рессоры: |
|
||||||||
комендуется |
изготовлять |
из |
по |
а — треугольная в плане балка; |
|||||||||||
лос более тонких, чем остальные. |
б |
— идеальная |
рессора. |
||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
Д л я |
того |
чтобы реальная |
рессора максимально |
прибли |
|||||||||||
зилась |
к |
балке |
равного |
сопротивления, длину |
ее |
листов |
95
рекомендуется устанавливать графически. С этой целью по вертикали (рис. 35) откладывают кубы толщин листов и проводят через намеченные точки горизонтальные прямые. На верхней и нижней из них откладывают отрезки OA и СВ, соответствующие длинам первого (коренного) листа и за-
I
в.
Рис. 35. Определение длины листов рессоры. |
|
||||
делки 5. Длины |
листов определяются |
как расстояния от |
|||
вертикали до соответствующих точек прямой |
AB. |
|
|||
У правильно спроектированной рессоры максимальные |
|||||
напряжения сттах |
практически |
одинаковы |
для всех |
ее |
|
листов. |
|
|
|
|
|
Приближенные формулы, позволяющие оценить величи |
|||||
ну максимальных напряжений и прогибов |
реальных |
рес |
|||
сор различных типов, приведены |
в табл. |
15. |
В основу |
вы |
вода этих формул положены соотношения (30) и (31) для идеальной четвертной рессоры.
Однако в виду того, что реальные рессоры могут состоять
из пластин различной |
толщины, |
суммарный момент |
инер |
|
ции / и толщина листа |
h получили более общую трактовку: |
|||
h — толщина |
наиболее |
толстого |
(обычно коренного) |
листа, |
а суммарный |
момент |
инерции |
|
|
(32)
і г і=>\
где ht — толщина г-го листа.
96
Безразмерные коэффициенты ѵ и [д., входящие в формулы для определения прогибов, учитывают изменение жесткости реальных рессор по сравнению с соответствующими идеаль ными.
Коэффициент V вводит поправку на влияние заделки ли стов стяжными скобами. Его величина определяется по эм пирической формуле
ѵ = 1 , 1 - 2 , 5 - 1 - , |
(33) |
где s — длина заделанного участка. Формула (33) справедлива для — > 0,05.
Коэффициент качества рессоры [х учитывает степень от клонения реальной рессоры от идеальной и зависит от офор мления концов листов, соотношения их длин и других кон структивных параметров. Ниже приведены ориентировоч ные значения [д. для некоторых конструкций:
|
Конструкция рессоры |
|
|
(.і |
||
Идеальная рессора |
|
|
|
|
0,5 |
|
Рессоры, близкие к идеальной, с оттянутыми концами |
0,47—0,4с' |
|||||
Рессоры из листов с концами, обрубленными по прямой, |
|
|||||
когда второй лист равен по длине коренному, |
а рессоры |
|
||||
имеют не более одного надкоренного листа |
|
|
0,45 |
|||
Рессоры из листов с концами, обрубленными по прямой, при |
|
|||||
наличии |
2—3 листов, |
равных по длине коренному, |
и не |
|
||
скольких |
надкорепных |
листов |
|
|
|
0,43 |
Особо тяжелые рессоры с большим |
количеством |
листов |
|
|||
одинаковой длины |
|
|
|
|
0,41 |
|
Важным моментом расчета |
рессоры |
является |
определе |
|||
ние ее |
стрелки Н' |
в свободном состоянии до осадки. Стрел |
ка свободной неосаженной рессоры складывается из необ
ходимой стрелки нагруженной |
рессоры Нг, деформации F, |
||
под максимальной нагрузкой |
и |
пластической осадки |
t |
H' = Н2 + F2 |
+ t. |
(34) |
7 2-1991 |
97 |