Продолжение табл. 56
|
Материал |
|
|
|
|
|
|
Чисто |
Деталь |
|
Основные параметры |
|
та по |
и термообработка |
|
|
верх |
|
|
|
|
|
|
|
|
ности |
Верхний правый |
Сталь 40Х, |
Наибольший диаметр |
конического |
Ѵ7 |
(левый) рычаг |
ГОСТ 4543—61, |
хвостовика в заделке 41,25 |
мм |
|
поворотного |
НВ 241—285 |
|
|
|
|
|
|
|
кулака1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рулевая попе |
Сталь 20, |
Диаметр п толщина стенок бесшов |
— |
речная тяга |
ГОСТ 1050—60 |
ной холоднотянутой трубы 35x5 мм |
|
Правая (левая) |
Сталь 45, |
Диаметр отверстия |
под |
вкладыши |
Ѵ5 |
головка попе |
ГОСТ 1050—60 |
головки 48+0’ 1 мм |
|
|
|
|
речной тяги |
|
|
|
|
|
|
|
|
Верхний вкла |
Сталь 15Х, |
Наружный |
диаметр 48_0 |
j мм |
Ѵ6 |
дыш головки2 ГОСТ 4543—61, |
Диаметр сферической |
поверхности |
Ѵ6 |
|
цементация |
|
на глубинV |
47 + U.25 |
|
|
|
|
|
|
|
0,8—1,2 мм; |
° ' + 0 , ÜS |
|
|
|
|
|
|
|
HRC 56—62 |
|
|
|
|
|
|
|
Нижний |
Сталь 15Х, |
Наружный |
диаметр |
47,7_0 І7 мм |
|
вкладыш |
ГОСТ 4543—61. |
Диаметр сферической |
поверхности |
Ѵ6 |
головки |
нитроцемеита- |
|
цня на глубину |
^'+o.os |
мм |
|
|
|
|
|
|
0,3—0,5 мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
HRC 56-62 |
|
|
|
|
|
|
|
Пружина голов |
Сталь 65Г, |
Сила |
пружины в рабочем |
положе |
— |
ки поперечной |
ГОСТ 1051—59 |
нии 50 кгс |
|
|
|
|
|
тяги |
Сталь 12ХНЗА, |
|
|
|
|
|
|
|
Шаровой |
Диаметр сферы 37_0 , мм |
Ѵ6 |
палец |
ГОСТ 4543—61, |
|
цементация |
Наибольший |
диаметр |
конического |
Ѵ6 |
|
на глубину |
хвостовика в заделке 25,75 |
мм |
|
|
1,0—1,4 мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
HRC 56—62 |
|
|
|
|
|
|
|
Продольная |
Сталь 20, |
Диаметр и толщина стенок бесшов |
|
тяга |
ГОСТ 1050—60 |
ной холоднотянутой трубы 35x6 мм |
— |
рулевого |
|
Диаметр отверстия |
под вкладыши |
механизма |
|
37.37+0,17 мм |
|
|
|
|
Сталь 20, |
|
|
|
|
|
|
|
Вкладыш |
Наружный |
диаметр |
37,37~ц'з^ мм |
Ѵ4 |
продольной |
ГОСТ 1050—60, |
Диаметр сферической |
поверхности |
Ѵ6 |
тяги2 |
цементация |
|
на глубину |
37+0 , 17 мм |
|
|
|
|
|
|
0,8—1,2 мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
HRC 56—62 |
|
|
|
|
|
|
|
Пружина про- I |
Сталь 65Г, |
Сила |
пружины в рабочем |
моложе-1 |
— |
дольной тяги 1ГОСТ 1051—59 |
нин 300 кгс |
|
|
|
1 |
|
1 При проверке на краску конических поверхностен рычагов и отверстий поворотного кулака пятно контакта должно быть не менее 75% всей поверхности.
2 Поверхность вкладышей подвергается антифрикционному фосфатнрованню с после дующей пропиткой твердой смазкой.
структивных параметров автомобиля и его узлов. В связи с боль шим количеством факторов, влияющих на нагруженность узлов и деталей, оценка их эксплуатационной долговечности в процес се конструкторско-экспериментальных работ является весьма сложной задачей.
Общепринятые расчеты деталей на прочность с учетом веса, приходящегося на переднюю ось, и максимальных нагрузок при торможении, заносе и динамическом ударе, а также максималь ного момента, развиваемого рулевым механизмом, не могут быть исчерпывающими, так как в них не принимаются во вни мание нагрузки, вызывающие усталостные поломки и определя ющие долговечность деталей. Проведение указанных расчетов и наличие статистических данных по аналогичным деталям авто мобилей, надежность которых проверена опытом эксплуатации, позволили лишь ориентировочно выбрать необходимые размеры деталей автомобиля ЗИЛ-130. При такой оценке прочности не учитывались конструктивные особенности узлов и автомобиля в целом, а также особенности их эксплуатации, так как сравни вались отечественные и зарубежные грузовые автомобили раз личной конструкции с разными техническими характеристи ками.
Статистические данные, характеризующие прочность деталей различных автомобилей, приведены в табл. 57 и на рис. 64, на графиках которого по оси абсцисс отложен основной расчетный прочностной параметр детали, а по оси ординат — соответствую щая нагрузка Р на переднюю ось. В качестве основных расчет ных прочностных параметров деталей выбраны следующие мо менты сопротивления сечений изгибу: W\ — средней части балки передней оси относительно горизонтальной оси, W2— шейки цапфы поворотного кулака под внутренний подшипник ступицы переднего колеса, Ц73 — шкворня поворотного кулака, Ц74 — наи
большего диаметра рычага поворотного кулака в заделке.
При определении моментов сопротивления изгибу сечения ба лок передних осей полки двутаврового сечения, имеющие штамповочные уклоны до 1 0 °, заменялись равновеликими по
площади и длине прямоугольниками. При этом положения цент ров тяжести, принятых при расчете полок, относительно центра тяжести всего сечения сохранялись истинными.
Прочностные параметры деталей зарубежных автомобилей, приведенные на рис. 64 и в табл. 57, определены по результатам замеров и каталожным данным, а деталей отечественных авто мобилей — по чертежам 1965 г.
Расчетные силы, действующие на детали передней оси и ру левого привода, определялись по методике, предложенной акад. Е. А. Чудаковым !.1
|
1 Чудаков Е. А. Расчет автомобиля. М., Машгиз, 1947. |
1 1* |
1СЗ |
Ниже приводятся данные автомобиля самосвала ЗИЛ-ММЗ-555, принятые при расчете (положение передних ко лес соответствует прямолинейному движению):
Полная масса автомобиля в снаряженном состоянии в кг |
9295 |
Нагрузка на переднюю ось в к г с ....................................... |
|
|
|
|
2840 |
Масса переднего колеса со ступицей и тормозным |
бара |
|
баном в к г ...................................................................................... |
|
|
|
|
|
150 |
Коэффициент перераспределения веса при торможении |
1,6 |
Коэффициент сцепления колеса с дорогой........................ |
|
|
0,7 |
Усилие на рулевом колесе в к г с ........................................... |
|
|
|
|
40 |
Давление, создаваемое насосом гидроусилителя, в кгс/см2 |
70 |
К. п. д. рулевого механизма................................................... |
|
|
|
|
0,65 |
Для окончательного выбора конструктивных параметров де |
талей передней оси и рулевого привода были проведены экспе |
риментально-исследовательские работы по выявлению влияния |
эксплуатационных факторов и конструктивных особенностей на |
их нагруженность при эксплуатации автомобилей |
в различных |
дорожных условиях. Целью исследования нагруженное™ дета |
лей передней осп было также получение исходных данных для |
последующей оценки эксплуатационной долговечности деталей |
путем проведения стендовых программных испытаний на уста |
лость. |
|
|
|
|
|
|
Такая оценка осуществлялась, как правило, для наиболее тя |
желых условий эксплуатации: |
движения |
полностью груженого |
автомобиля по булыжному шоссе. Исследование нагруженное™ |
детален проводилось при этом с помощью специальных класси |
фикаторов, которые осуществляют |
статистическую |
|
обработку |
процесса нагружения исследуемой детали автоматически непо |
средственно при движении автомобиля. Нагрузки регистрирова |
лись на участках дорог протяженностью до 1 0 0 км и выше. |
Полученные распределения |
амплитуд |
нагрузок |
использова |
лись для составления программного режима стендовых испыта |
ний, имитирующих эксплуатационные режимы нагружения. Для |
этого непрерывное распределение нагрузок разбивалось на сту |
пени, которые объединялись в один программный блок, эквива |
лентный определенному пробегу в километрах. Эксплуатацион |
ная долговечность по результатам таких |
испытаний |
|
определя |
лась умножением числа программных блоков до разрушения на |
эквивалент одного блока '. |
|
|
|
|
|
|
Помимо программных проводились и обычные испытания на |
усталость. Полученные при этих испытаниях кривые усталости |
деталей использовались для оценки |
эффективности |
различных1 |
1 Трофимов О. Ф., Аксенов Л. М. Разработка методики стендовых испы таний на эксплуатационную прочность с применением программирующих ис пытательных машин. — В кн.: Важнейшие научно-исследовательские и опытноконструкторские работы в автомобильной промышленности. 1967 г., М., 1968 (НИИНавтоиром).
мероприятий по повышению их долговечности, а также совмест но с результатами измерений нагруженности — для ориентиро вочной расчетной оценки эксплуатационной долговечности. Кро ме того, проверялась надежность деталей и узлов в различных условиях эксплуатации и проводился ряд других лабораторно дорожных испытаний.
В конечном итоге эти работы позволили обоснованно вы брать размеры и конструкцию деталей и узлов.
Балка передней оси
На первых опытных образцах автомобилей ЗИЛ-130 была установлена балка передней оси, размеры которой впоследствии были изменены, так как после проведения дорожных испытаний автомобилей, имевших нагрузку на переднюю ось 2450 кгс, в бал ке были обнаружены остаточные деформации как от кручения, так и от изгиба.
При усилении балки среднее сечение выбирали таким обра зом, чтобы расчетные напряжения были ниже аналогичных на пряжений в балке автомобиля-самосвала ЗИЛ-ММЗ-585 (шасси ЗИЛ-164АГ), так как скорость движения новых автомобилей, а следовательно, и динамические нагрузки на него возросли по сравнению с нагрузками на автомобили ЗИЛ-164А. Испытания показали, что усиленная балка обладает достаточными прочно стью и надежностью при эксплуатации автомобиля в различных дорожных условиях.
Расчетные параметры и напряжения в среднем сечении балки передней оси приведены в табл. 58.
58. Расчетные параметры и напряжения в балке передней оси
|
|
|
|
Балка передней оси автомобилей |
|
|
Пара метры |
ЗПЛ-ММЗ-585 |
ЗИЛ-130, |
ЗИЛ-1 30, |
|
|
|
|
до |
после |
|
|
|
|
|
усиления |
усиления |
Расчетная нагрузка на переднюю ось в кгс |
2500 |
2450 |
2840 |
Момент |
сопротивления |
изгибу в см3 от |
|
|
|
носительно |
осп: |
|
58,0 |
56,5 |
75,5 |
горизонтальной ....................................... |
|
вертикальной ........................................... |
|
27,4 |
26,5 |
35,4 |
Напряжение |
изгиба от веса, приходяще |
|
|
|
гося на переднюю ось, в кгс/см2: |
|
|
|
в покое п |
при равномерном движении |
910 |
950 |
835 |
при торможении....................................... |
от силы сцепле |
1550 |
1600 |
1400 |
Напряжение |
изгиба |
|
|
|
ния колес с дорогой при торможении в |
' 2440 |
2540 |
|
кгс/см2 .............................................................. |
|
|
|
2230 |
