Рессора Советский патент 1987 года по МПК F16F1/18 

fO

f5

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подвескам транспортных средств.

Целью изобретения является уменьшение металлоемкости и снижение жесткости за счет перераспределения напряжений в листе.

Иа фиг,1 схематически изображена предлагаемая р,ессора, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Рессора выполнена из профилиро-. ванного листа 1 постоянной толщины 8 , симметричного относительно поперечной (сечение А-А) и продольной (сечение 0-0) плоскостей, высота которого от максимальной, равной 2-5 толщинам h (2-5)5, убывает от середины к концам, а поперечное сечение состоит из прямолинейных участков 2, 3 и 5 и соединяющих их наклонных участков 5 и 6. Ширина участка 3 превышает суммарную ширину участков 2 и 4 на 1/20-1/4 общей ширины листа, а рессора выполнена выпуклой в средней части на протяжении по меньшей мере половины ее длины (х- /4).

Рессора работает следующим образом.

Выполнение высоты сечения h переменной по длине и при этом максимальной посередине, симметричной относительно центрального сечения 0-0, позволяет обеспечить рациональное перераспределение напряжений по длине в соответствии с характером нагруже- ния. При постоянной толщине листа § и наличии переходных участков 5 и 6 обеспечивается снижение металлоемкости без существенного увеличения трудоемкости изготовления, поскольку такой лист получают из полосы постоянной толщины.

при выполнении среднего участка 3 сечения прямолинейным, параллельным концевым участкам и удаленным от последних на расстояние (h-&), максимальные растягивающие и сжимающие напряжения воспринимаются наиболее

пе, что позволяет регулировать этот параметр в меньшем диапазоне высот, за счет чего обеспечиваются лучшие эксплуатационные характеристики рессоры (уменьшение габаритов, жесткости за счет меньших величин моментов инерции в сечениях).

При максимальной высоте листа (2-5) наиболее полно используются возможности увеличения прочности про филя при умеренном увеличении жесткости. Если высота h меньще 2, то момент сопротивления сечения возрастает не более., чем в 2 раза по сравнению с прямоугольным сечением толщиной В, в этом случае производство профилированного листа нецелесообраз но; если больше 5S, то момент сопротивления растет с увеличением высоты линейно, в то время как момент инерции - по параболическому закону, т.е при незначительном увеличении прочности заметно увеличиваются габариты и жесткость сечения.

При h -i5S м;омент сопротивления с увеличением высоты растет ускоренно поэтому при линейном распределении усилий в сечениях листа рессоры с максимумом в центре целесообразно задавать функцию изменения высоты, выпуклой с максимумом в центре. При этом получают балку равного сопротив ления и минимальной толщины, а ее суммарная жесткость при данной толщине в этом случае минимальна за сче рационального распределения напряжений по длине. Таким образом, уменьшается металлоемкость и жесткость листа. Наиболее важно выполнение зто го условия в наиболее нагруженной средней части с максимальной высотой где момент инерции особенно сильно зависит от высоты, и его всегда целе сообразно выполнять по меньшей мере на половине длины листа. При выполнении этого условия на большей длине нарушается симметрия функции h(x) относительно точки перегиба, что за25

30

35

40

45

удаленными волокнами, принадлежащими, трудняет изготовление листа. При его

соответственно, центральному 3 и концевым 2 и 4 участкам и образующими плоскости, что повышает эффективность использования металла. Изменение расстояния между плоскостями максимальных напряжений (высоты такого сечения) значительно больше влияет на его прочностные характеристики (момент сопротивления), чем в прототи55

выполнении на половине длины обеспечивается симметрия, oбJIeгчaeтcя изготовление, поэтому дальнейшее умень щение длины этого участка нецелесообразно.

При ширине среднего участка сечения, превышающей суммарную ширину концевых участков на 1/20-1/4 общей ширины листа, обеспечивается соотноfO

f5

, а

е 310542 -2

пе, что позволяет регулировать этот параметр в меньшем диапазоне высот, за счет чего обеспечиваются лучшие эксплуатационные характеристики рессоры (уменьшение габаритов, жесткости за счет меньших величин моментов инерции в сечениях).

При максимальной высоте листа (2-5) наиболее полно используются возможности увеличения прочности профиля при умеренном увеличении жесткости. Если высота h меньще 2, то момент сопротивления сечения возрастает не более., чем в 2 раза по сравнению с прямоугольным сечением толщиной В, в этом случае производство профилированного листа нецелесообразно; если больше 5S, то момент сопротивления растет с увеличением высоты линейно, в то время как момент инерции - по параболическому закону, т.е. при незначительном увеличении прочности заметно увеличиваются габариты и жесткость сечения.

При h -i5S м;омент сопротивления с увеличением высоты растет ускоренно, поэтому при линейном распределении усилий в сечениях листа рессоры с максимумом в центре целесообразно задавать функцию изменения высоты, выпуклой с максимумом в центре. При этом получают балку равного сопротивления и минимальной толщины, а ее суммарная жесткость при данной толщине в этом случае минимальна за счет рационального распределения напряжений по длине. Таким образом, уменьшается металлоемкость и жесткость листа. Наиболее важно выполнение зто- го условия в наиболее нагруженной средней части с максимальной высотой, где момент инерции особенно сильно зависит от высоты, и его всегда целесообразно выполнять по меньшей мере на половине длины листа. При выполнении этого условия на большей длине нарушается симметрия функции h(x) относительно точки перегиба, что за25

30

35

40

45

трудняет изготовление листа. При его

выполнении на половине длины обеспечивается симметрия, oбJIeгчaeтcя изготовление, поэтому дальнейшее умень- щение длины этого участка нецелесообразно.

При ширине среднего участка сечения, превышающей суммарную ширину концевых участков на 1/20-1/4 общей ширины листа, обеспечивается соотно313

шение максимальных сжимающих напряжений (концевые участки) и растягивающих (средний) в пределах 1,15-1,8 что является оптимальным для различных марок рессорной стали и обеспечивает рациональное использование стали, снижение металлоемкости. При превышении менее чем на 1/20 максимальные сжимающие напряжения по вели чине приближаются к растягивающим, возможности металла работать на сжатие используются не полностью, при превышении более 1/4 растягивающие напряжения при максимальных сжимающих становятся меньше предельных, ма териал также используется нерационально , Формула изобретения

Рессора, выполненная в виде профилированного листа постоянной тол05424

щины, симметричного относительно поперечной и продольной плоскостей высотой профиля в середине, равной 2-5 толщинам, и убывающей по длине к кон5 цам, а поперечное сечение состоит из среднего и равных по ширине прямоли нейных концевых участков, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости и снижения

О жесткости за счет перераспределения напряжений в листе, средний участок имеет центральную прямолинейную часть, параллельную концевым участкам, и соединяющие их наклонные участки, ши- 5 рина центральной части больше суммарной ширины концевых участков на 1/20- 1/4 общей ширины листа, а рессора выпукла в средней части на протяжении по меньшей мере половины ее

20 длины.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подвескам транспортных средств. Целью изобретения является уменьшение металлоемкости и снижение жесткости рессоры за счет перераспределения напряжений в листе. Лист с постоянной толщиной выполнен профилированным и симметричным относительно продольной и поперечной плоскостей с профилем поперечного сечения, представляющим собой соединенные при помощи наклонных участков 5 и 6 параллельные среднюю 3 и концевые 2 и 4 части. Ширина средней части больше суммарной ширины концевых частей 2 и 4 на 1/20-1/4 общей ширины листа, высота сечения уменьшается по длине листа от середины к концам, это позволяет достичь равномерного нагружения материала, что, в свою очередь, дает возможность снизить металлоемкость. 2 ил. (Л А - А GO сл 4;iii to .2

in

(puS.1

Редактор Э.Слиган

Составитель Э Неселовский

Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ 1876/31Тираж 812Подписное

ВНИИПН Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4