3.2 Прочностной расчет рулевой сошки

Принимаем материал сошки 40ХН.

Рис. 6.2 Схема к расчету сошки

Усилие на шаровом пальце сошки равно:

(6.15)

где – длина рулевой сошки.

Усилие изгибает сошку на плече q=170 мм (от шарового пальца до опасного сечения Ι-Ι) и одновременно скручивает сошку на плече p=50 мм. Эквивалентное напряжение растяжения в точке «а» определяем по формуле:

(6.16)

где, – моменты сопротивления изгибу и кручению соответственно;

– допускаемое эквивалентное напряжение.

Момент сопротивления изгибу:

(6.17)

где, , (рисунок 6.2).

Момент сопротивления кручению:

(6.18)

Тогда эквивалентное напряжение растяжения в точке «а»:

Напряжение кручения в точке «b» определяем по формуле:

(6.19)

где – допускаемое напряжение при кручении.

Тогда напряжение кручения в точке «b»:

6.3 Прочностной расчет продольной рулевой тяги

Принимаем материал продольной рулевой тяги сталь 20.

Продольная тяга рассчитывается на сжатие и продольный изгиб от силы, подводимой от шарового пальца сошки . Растяжение тяг является малоопасным.

Рис. 6.3 Схема к расчету продольной тяги

Определим напряжения сжатия продольной рулевой тяги по формуле:

(6.20)

где, =35 мм, =29 мм – наружный и внутренний диаметры продольной рулевой тяги соответственно;

– допускаемые напряжения сжатия.

Определим напряжения, возникающие в продольной рулевой тяге при изгибе по формуле:

(6.21)

где, =700 мм – длина продольной рулевой тяги;

– экваториальный момент инерции сечения продольной рулевой тяги.

Экваториальный момент инерции сечения продольной рулевой тяги определяется по формуле:

(6.22)

Напряжения изгиба в продольной рулевой тяге:

Запас прочности:

(6.23)

6.4 Прочностной расчет поперечной рулевой тяги Материал поперечной рулевой тяги сталь 20.

Рис. 6.4 Схема для определения усилия нагружения поперечной тяги

Расчет поперечной рулевой тяги и боковых рычагов рулевой трапеции производим из условия приложения к управляемым колесам максимального тормозного момента (рис. 6.3).

Максимальная тормозная сила на управляемых колесах определяется по формуле:

(6.24)

где, – удельная нагрузка на задний мост;

– удельная высота центра масс автомобиля;

– максимальное относительное замедление автомобиля;

– коэффициент сцепления колеса с дорогой на асфальтобетонном покрытии.

Тогда максимальная тормозная сила:

Сила, действующая на поперечную тягу:

(6.25)

где, ,

Определим напряжения сжатия поперечной рулевой тяги по формуле:

(6.26)

где, = 40 мм, = 0 мм (поскольку, поперечная рулевая тяга автомобиля ЗИЛ-131 изготавливается из цельного прутка диаметром 40 мм) – наружный и внутренний диаметры поперечной рулевой тяги соответственно;

– допускаемые напряжения сжатия.

Определим напряжения, возникающие в поперечной рулевой тяге при изгибе по формуле:

(6.27)

где =1350 мм – длина поперечной рулевой тяги;

– экваториальный момент инерции сечения поперечной рулевой тяги.

Экваториальный момент инерции сечения поперечной рулевой тяги определяется по формуле:

(6.28)

Напряжения изгиба в поперечной рулевой тяге:

Запас прочности:

(6.29)

Напряжения на изгиб и кручение не превосходят допускаемые значения, на этом прочностной расчет заканчиваем.