式中B——轮距。
将式(4-62)和式(4-58)代入式(4-61)得到
C?b?fw??L??C?w?? (4-63) ?f?????b??B?22由于连接点处橡胶件的变形,稳定杆的侧倾角刚度会减小约15%~30%。
当稳定杆两端受到大小相等、方向相反的垂向力P作用时(参见图4-40),其端点的垂向位移f可用材料力学的办法求出,具体为
f?P?3L?322 (4-64) l?a?(a?b)?al(b?c)12??3EI?2?5式中E——材料的弹性模量,E=2.06?10Mpa;
I——稳定杆的截面惯性矩,I??d464,mm;
4d——稳定杆的直径,mm;
P——端点作用力,N;
f——端点位移,mm。
其余各量意义见图4-40。由式(4-64)可得到稳定杆的角刚度
1P23EIL2 (4-65) C?b??L?L2f??22?l13?a3?(a?b)2?4l2(b?c)?2??
图4-40横向稳定杆计算用简图
当角刚度给定时,可求得所需要的稳定杆直径d为
128C?b?3L?2d??2?l1?a3?(a?b)2?4l2(b?c)? (4-46)
3?LE?2?4一般情况下,如图4-40所示的稳定杆的最大应力发生在截面B的内侧(其原理与螺旋
弹簧内侧扭转应力大于外侧类似),其大小与月处的圆角半径只有关,因为R决定了此处的曲度系数。对于稳定杆,最大扭转应力不应超过700MPa,亦即
16Pl2K'??≤???=700Mpa (4-47)
?d3'式中K——曲度系数,K?'4C?10.615?;
4C?4C C——弹簧指数,C?(2R?d)/d。
由式(4-46)和K及C的表达式,可求出需要的最小圆角半径R。通常为了减小扭转应力,推荐R的取值不小于1.25d。
其他位置的应力一般都小于B截面内侧的扭转应力。如果图4-40中支承点C的位置很靠近中心,则C截面处同时受到弯矩和扭矩的作用,可能产生较大的主应力,当图中(a+b)的值接近或超过2l2时,则应校核该处的主应力。
B截面在弯矩Pl2的作用下产生的弯曲应力为??Pl1/(32?d3),在极限位置亦即最大载荷作用下,这一弯曲应力应小于等于1250MPa。
横向稳定杆所采用的材料和加工工艺与前面介绍过的扭杆相同,所不同的只是扭杆要做预扭处理,而稳定杆由于工作时要承受正反两个方向的扭矩,不做预扭处理。对于既是稳定杆、又要兼起导向机构的情况,应选用级别较高的材料。
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