Опытно-экспериментальная часть

Теоретическая часть

1.1 Устройство передней подвески автомобиля ВАЗ- 21900-41-013 Lada Granta

 

 

1 - подшипники ступицы переднего колеса; 2 - колпак ступицы; 3 - регулировочная гайка; 4 - шайба; 5 - цапфа поворотного кулака; 6 - ступица колеса; 7 - сальник; 8 - тормозной диск; 9 - шаровой палец верхней опоры; 10 - поворотный кулак; 11 - защитный чехол шарового пальца; 12 - подшипник верхней опоры; 13 - верхний рычаг подвески; 14 - корпус подшипника верхней опоры; 15 - буфер хода сжатия; 16 - кронштейн буфера хода сжатия; 17 - опорный стакан амортизатора; 18 - подушки крепления амортизатора; 19 - шайба подушки; 20 - изолирующая прокладка пружины подвески; 21 - верхняя опорная чашка пружины подвески; 22 - ось верхнего рычага подвески; 23 - внутренняя втулка шарнира; 24 - наружная втулка шарнира; 25 - резиновая втулка шарнира; 26 - опорная шайба; 27 - регулировочные шайбы; 28 - дистанционная шайба; 29 - кронштейн крепления поперечины к лонжерону кузова; 30 - поперечина передней подвески; 31 - кронштейн крепления штанги стабилизатора; 32 - подушка штанги стабилизатора; 34 - лонжерон кузова; 35 - ось нижнего рычага; 36 - нижний рычаг подвески; 37 - болты крепления оси нижнего рычага; 38 - пружина подвески; 39 - обойма крепления штанги стабилизатора; 40 - амортизатор; 41 - болт крепления амортизатора; 42 - гайка крепления кронштейна амортизатора к рычагу подвески; 43 - кронштейн крепления амортизатора к нижнему рычагу подвески; 44 - нижняя опорная чашка пружины подвески; 45 - обойма вкладыша нижней опоры; 46 - корпус подшипника нижней опоры; 47 - вкладыш обоймы шарового пальца; 48 - подшипник нижней опоры; 49 - шаровой палец; 50 - ограничитель поворота передних колес

Рисунок 1 Передняя подвеска автомобиля ВАЗ- 21900-41-013 Lada Granta

 

Передняя подвеска на автомобиле ВАЗ- 21900-41-013 Lada Granta (рис. 1) независимая, на двух поперечных рычагах с каждой стороны, с витыми цилиндрическими пружинами, телескопическими амортизаторами и стабилизатором поперечной устойчивости. Верхний 13 и нижний 36 рычаги передней подвески соединены с поворотным кулаком 10 шаровыми шарнирами. Верхний шаровой шарнир 14 прикреплен тремя болтами к верхнему рычагу подвески. В корпусе шарнира расположен подшипник 12, основа которого - смола, а поверхность трения - тефлоновая ткань, плотно облегающая сферическую поверхность пальца 9. Детали шарнира защищены от загрязнения армированным чехлом 11. Конусная часть пальца закреплена в коническом отверстии поворотного кулака самоконтрящейся гайкой. Нижний шаровой шарнир 45 соединен с поворотным кулаком и рычагом подвески так же, как и верхний шарнир. В корпусе 46 шарнира расположен палец 49 с полусферической головкой. На стержень пальца надет металлокерамический подшипник 48 с полусферической поверхностью. В нижнюю часть корпуса вставлен с натягом вкладыш 47, изготовленный из маслостойкой резины. На поверхность вкладыша, контактирующую с полусферой пальца 49, нанесен пластмассовый слой (смесь нейлона с сульфидом молибдена). В нижней части корпуса шарнира закрытое пробкой имеется отверстие, через которое смазывают шарнир. Верхний рычаг 13 подвески соединен осью 22 со стойкой передка кузова, а нижний рычаг 36 через ось 35 прикреплен болтами 37 к поперечине 30 подвески, которая, в свою очередь, прикреплена кронштейнами 29 к лонжеронам. Между осью нижнего рычага и поперечиной установлены дистанционные 28 и регулировочные 27 шайбы. Изменением количества шайб 27 регулируют продольный угол наклона оси поворота и угол развала передних колес. Оба рычага подвески соединены с осями через резинометаллические шарниры, обеспечивающие беззазорное соединение этих деталей. Такой шарнир включает в себя резиновую втулку 25, наружную 24 и внутреннюю 23 металлическую втулки. Между шарниром и гайкой установлена упорная шайба 26. Пружина 38 своим верхним концом упирается через опорную чашку 21 с резиновой прокладкой 20 в гнездо стойки передка кузова. Нижний конец пружины опирается на опорную чашку 44 нижнего рычага. По длине под нагрузкой 435 кгс пружины передней подвески сортируют на группы А и Б. Пружины группы А маркируют желтой краской на внешней стороне витков, а пружины группы Б - зеленой. Ход переднего колеса вверх ограничивается упором верхнего рычага 13 в резиновый буфер 15, установленный в кронштейне 16. Боковой крен кузова при повороте автомобиля уменьшается стабилизатором поперечной устойчивости, выполненным в виде штанги 33 из пружинной стали. Концы штанги прикреплены к кронштейнам нижних рычагов подвески обоймами 39 через резиновые подушки 32. Сама штанга прикреплена к лонжеронам 34 двумя кронштейнами 31, в отверстиях которых расположены резиновые втулки. К нижним рычагам подвески прикреплены амортизаторы 40. Шток амортизатора пропущен через отверстие опорного стакана 17 и закреплен гайкой. Между кожухом амортизатора и стаканом, а также между опорной шайбой 19 и стаканом установлены резиновые подушки 18. К нижнему рычагу амортизатор прикреплен кронштейном 43.

 

1.2 Основные неисправности передней подвески автомобиля, ВАЗ- 21900-41-013 Lada Granta их признаки и причины.

Таблица 1

Причина неисправности	Способ устранения неисправности
Шум и стук в подвеске при движении автомобиля ВАЗ- 21900-41-013 Lada Granta
Неисправны амортизаторы	Замените или отремонтируйте амортизаторы
Ослабли болты, крепящие штангу стабилизатора поперечной устойчивости	Подтяните болты и гайки крепления штанги поперечной устойчивости; при износе резиновых подушек замените их
Износ резинометаллических шарниров рычагов	Замените шарниры
Ослабло крепление амортизаторов или износились резиновые втулки проушин амортизаторов	Затяните болты и гайки крепления, замените втулки в проушине амортизатора
Повышенный зазор в подшипниках передних колес	Отрегулируйте зазор или замените подшипники передних колес
Осадка или поломка пружины	Замените пружину
Не поддаются регулировке углы установки передних колес
Деформация оси нижнего рычага	Замените ось нижнего рычага
Деформация поперечины подвески в зоне передних болтов крепления осей нижних рычагов	Отремонтируйте или замените поперечину

Опытно-экспериментальная часть

2.1 Конструкторский раздел

2.1.1 Конструирование и расчет приспособления для снятия и установки резинометалических шарниров верхних и нижних рычагов передней подвески автомобиля ВАЗ- 21900-41-013 Lada Granta

 

 

Расчёт соединения «винт-гайка »

Передача винт - гайка применяется в винтовых прессах, домкратах, тисках, съёмниках и др. Чаще всего причиной выхода из строя передачи скольжения винт гайка является износ резьбы. Кроме того, передача может выйти из строя в результате недостаточной прочности и устойчивости тела винта. Для расчёта основных параметров в качестве примера принимаем такие данные:

Осевое усилие (для съёмника, пресса) Q, кН; Q = 50 кН.

Длина винта L₀, мм. L₀ = 200 мм. Резьба трапецеидальная.

Материал винта - сталь 45.

Материал гайки - серый чугун СЧ 18.

Расчёт винта. Для обеспечения самоторможения принимаем однозаходную резьбу. По условию износостойкости резьбы определяем её средний диаметр.

 

= (1)

 

где - относительная высота гайки, =H_r/d₂; (для целых гаек - =1,2... 2,5; для составных и разъёмных = 2,5...3,5 причём, большие значения принимаются для резьбы меньших диаметров);

- относительная рабочая высота профиля резьбы; = h/р; (для стан­дартной трапецеидальной резьбы = 0,5; для упорной - 0,75; для тре­угольной - 0,541; прямоугольная резьба не стандартизована, для неё при­нимают шаг

р= 0,25 d₂);

Н_г - высота гайки, мм;

р- шаг резьбы, мм;

^— расчётное и допускаемое среднее давление в резьбе (для пары сталь - бронза [ ] = 8...13 МПа; для пары сталь - чугун [р_и] = 5...9 МПа; большие значения принимаются для закалённой стали или антифрикцион­ного чугуна).

 

d₂ = = 0,046м = 46мм.

 

Принимаем стандартную резьбу винта с параметрами: наружный диаметр d= 50мм, внутренний диаметр = 41 мм, средний диаметр d₂ - 46 мм, шаг резьбы р =8 мм.

 

Определяем угол "ф подъёма резьбы на среднем диаметре и проверяем наличие самоторможения, приняв коэффициент трения f = 0,1 (угол трения 6°)

 

tgψ=p/(π ) (2)

 

tg ψ=8/(3.14*46)=0.0546

 

Условие самоторможения соблюдено, так как

Проверка винта на прочность. Приближённо можно провести проверочный расчёт винта на прочность по расчётной осевой силе Q_расч = 1,3Q по условию

 

=4Q_расч/(π ) [ ] (3)

Принимаем допускаемое напряжение на растяжение [ _р] = 90 МПа:

 

=4*1,3Q/ (π )=4*1,3*50* /(3,14* * )=48,6* Па=48.6

МПа< [ _р] = 90 МПа.

Прочность винта обеспечена.

Проверка винта на устойчивость. Расчётная длина винта L (при высоте

гайки Н_г = d₂ = 2,5 * 46 = 115 мм) равна

 

L= L₀ — H_г/2; (4)

 

L = 500-115/2≈443mm.

 

Расчёт винта на устойчивость выполняется, как проверочный, для рабо­тающих на сжатие длинных винтов. Условие устойчивости имеет вид

 

=4Q/(π )≤ [ ]; (5)

 

Здесь — коэффициент продольного изгиба, зависящий от материала и гибкости λ стержня (см. сопротивление материалов). Гибкость стержня определя­ется по формуле

λ=μ L/i, (6)

 

где: μ — коэффициент привидения длины (для двухпорных винтов [μ =1; если опорной является гайка, то μ = 2);

L- расчетная длина винта (для двухпорных винтов - расстояние меж­ду опорами; если опорой является гайка, то расстояние от середины гайки до свободного конца);

i — радиус инерции сечения (для винта i = /4).

Допускаемое напряжение [ ] = / [s], где [s]= 2...4 - допускаемый

коэффициент запаса прочности.

Гибкость винта (при μ = 2; i = d₁ /4 = 41 / 4 = 10,25 мм) будет равна

λ = 2* 443/10,25≈85.

По таблице, известной из сопротивления материалов, в зависимости от материала и гибкости находим коэффициент продольного изгиба = 0,6. Тогда приняв [ ] = / [s] = 360/3 = 120 МПа, будем иметь

 

= 4Q/(π )= 4* 50* 10³/(3,14 *41² * ) = 37,4* 10⁶ Па = 37,4Мпа.

 

[ ] = 0,6* 120=72МПа. 37,4МПа < 72 МПа.

 

Устойчивость винта обеспечена.

Расчет гайки. Высота гайки определена ранее - 115 мм. Определим её на­ружный диаметр D, приняв [ ] = 45МПа

D =

 

D = = 0,066м= 66мм.

 

Принимаем D=70мм.

 

 

2.2 Технологический раздел

 

2.2.1 Технологический процесс технического обслуживания передней подвески автомобиля ВАЗ- 21900-41-013 Lada Granta

В процессе эксплуатации автомобиля происходит ухудшение его технического состояния вследствие изнашивания трущихся поверхностей деталей, нарушения регулировочных параметров, старения резинотехнических изделий и другие явления. Для предупреждения неисправностей и повышения срока службы автомобиля он подвергается планово-предупредительному техническому обслуживанию, которое включает в себя смазку, проверку и регулировку узлов автомобиля через определенный пробег. Периодичность технического обслуживания и наименование работ приведены в таблице.