В общем случае подвеска может иметь резинометаллические шарниры во всех

Рисунок 3 - Схема подвески с резинометаллическими шарнирами

Жесткость резинометаллических шарниров, отнесенная к колесу автомобиля, может быть определена из следующих соображений. Если обозначить через Тк ту часть полной вертикальной силы на колесе, которая расходуется на деформацию резиновых шарниров, то при перемещении колеса в вертикальном положении на величину dsк, баланс работы может быть выражен уравнением:

Tк•dsк = Ма•dца + Мb•dцb + Мd•dцd + Мe•dцe (4)

Дифференцируя уравнение (4), получим уравнение жест к ости подвески:

=?+?+?+?+? (5)

где

Ma, Мb, Мd, Мe - скручивающие моменты, действующие соответственно на шарниры А, В, D, Е; ца, цb, цd, цe - углы закручивания резиновых шарниров, расположенных соответственно в точках А, В, D и Е. Жесткость резинового шарнира (при закручивании) может быть определена из уравнения:

?G?b? [Н•м] (6)

где G - модуль упругости резины второго рода;

G = 35·10і - Н/мІ при твердости резины (по Шору) 30 - 60;

bz - длина резиновой втулки;

Dн и Dвн - соответственно наружный и внутренний диаметры резиновой втулки.

Определим жесткость шарниров A и D:

?G?b? [Н•м] (7)

Так как размеры резинометаллических шарниров одинаковы можно сделать вывод: Н·м? [Н·м] (8) Величину для любого шарнира подвески целесообразнее всего определять из выражения:

·= [Н·м] (9)

где Pхш - сила, создающая момент, скручивающий шарнир;

- плечо приложения силы Рхш (Рис.2). Расчетные формулы для определения величины для вариантов.

Отношение сил определяется построением соответствующих силовых треугольников. Для определения силы Ра откладываем в определенном масштабе вертикально расположенную силу Тк. Через ее верхний и нижний концы проводим линии, соответственно параллельные силе Ра и реакции Qн, действующей вдоль нижнего рычага.

Рисунок 4 - Силовой треугольник для определения силы Pa

Из силового треугольника видно:

=0,61

Так как = G = 4193,77 Н., то сила скручивающая шарнир А будет вычисляться по формуле:

= G/0,61 [Н] (10), = 4193,77/0,61= 6875 [Н]

Для определения силы Рd строим аналогичный силовой треугольник. Через верхний и нижний концы силы Тк проводим соответственно линии, параллельные оси верхнего рычага и силе Рd, которая, проходя через шарнир Е на плече ld создает момент, скручивающий резинометаллический шарнир D.

Рисунок 5 - Силовой треугольник для определения силы Рd.

Из силового треугольника видно:

=0,39

Сила, скручивающая шарнир D будет вычисляться по формуле:

Рd= G/0,39 [H] (11)

Рd= 4193,77/0,39= 10753,3 [Н].

Геометрическими вычислениями находим, что плечо la=0, 203 м., а плечо ld= 0,257 м.

Подставляя полученные значения в формулу (6) найдем деформацию шарниров А и D:

= []

= []

Величина момента Мш, скручивающего резино-металлический шарнир, для любого положения колеса может быть подсчитана по формуле:

=- (12)

где - угловая деформация резинового шарнира, измеряемая от его нейтрального положения.

Величина для шарниров А и D может быть определена по изменению угла между осями вертикальной стойки и соответствующего рычага. Нейтральное положение зависит от того, в каком положении подвески были зажаты или установлены втулки резино-металлического шарнира. Поэтому в дальнейших расчетах следует учитывать, что упругий момент шарнира может иметь и положительное и отрицательное значения, в зависимости от того, в какой области относительно нейтрального положения происходит деформация шарнира. Если при перемещении колеса вверх относительно кузова автомобиля момент, скручивающий шарнир, возрастает, то он будет иметь положительное значение; если убывает, - то отрицательное. Знаки моментов следует учитывать при подстановке в формулу (4).

Определим угловую деформацию шарниров А и D в статическом режиме:

=/=1,76

=/=/=2763,59/795=3,48

Определим величины:

:

Жесткость подвески после установки резино-металлических шарниров будет находиться из следующего выражения:

С== [] (13)

Из данного анализа можно сделать вывод, что жесткость подвески увеличилась в 1,2 раза.

7. Проверочный расчет сайлент-блоков на прочность