Торсионная подвеска гусеничной машины (прототип БМП-1)

МГТУ им. Н.Э. Баумана, кафедра "Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы", Проектирование торсионной подвески гусеничной машины, 2020

Большую часть времени быстроходные гусеничные машины (БГМ) двигаются по грунтовым дорогам и бездорожью. Из-за встречающихся на пути препятствий и неровностей, машина испытывает толчки и удары, вызывающие сопротивление движению и затрудняющие управление машиной, а также вызывающие дискомфорт у членов экипажа. Для обеспечения плавного передвижения БГМ по местности служит система подрессоривания (подвеска).
Подвеска входит в состав ходовой части, соединяет подрессоренный корпус с опорными катками и, как правило, состоит из упругих, демпфирующих и направляющих конструктивных элементов.
Разработка системы подрессоривания включает в себя следующие этапы:
1) Получение упругой и демпфирующих характеристик подвески, при которых она будет удовлетворять всем критериям плавности хода;
2) Проектирование и детальная проработка узла подвески;
3) Прочностные расчеты наиболее нагруженных элементов подвески;
4) Разработка конструкции демпфирующего элемента –телескопического амортизатора 

Исходные данные:
Полный вес машины , Н 1,6⋅10^5
Продольные координаты опорных катков относительно центра масс , м 2,200; 1,290; 0,391; -0,610; -1.520; -2.480
Угол наклона гусеницы у направляющего колеса , град 33^∘
Угол наклона гусеницы ведущего колеса у , град 28^∘
Сила предварительного натяжения гусениц , Н 2,1⋅10^4
Высота корпуса машины , м 2,250
Длина корпуса машины , м 6,735
Ширина корпуса машины , м 1,924
Клиренс , м 0,37
Толщина гусеницы , м 0,064
Радиус опорного катка , м 0,299
Радиус балансира , м 0,360

Содержание
Введение 10
Исходные данные 11
1. Получение упругой и демпфирующей характеристик подвески 12
1.1 Расчет характеристики упругого элемента подвески 12
1.1.1 Описание методики расчетов 12
1.1.2 Выбор жесткости упругих элементов подвески 12
1.1.3 Определение статической нагрузки на один опорный каток 14
1.1.4 Определение статического углового положения балансира 14
1.1.5 Определение диаметра торсиона 15
1.1.6 Построение упругой характеристики подвески 16
1.1.7 Определение удельной потенциальной энергии подвески 18
1.2 Расчет характеристики демпфирующего элемента подвески 19
1.3 Уточнение характеристики демпфирующего элемента подвески 22
1.3.1 Критерии плавности хода 22
1.3.2 Исходная характеристика демпфирующего элемента 23
1.3.3 Уточнение наклона характеристики обратного хода 23
1.3.4 Уточнение наклона характеристики прямого хода 24
1.3.5 Уточнение положения горизонтального участка характеристики демпфера 24
1.4 Определение показателей плавности хода 24
1.4.1 Построение скоростной характеристики подвески 24
1.4.2 Построение амплитудно-частотной характеристики подвески 26
2. Расчет на прочность элементов подвески 27
2.1 Расчет работоспособности бондажей опорных катков 27
2.2 Расчет подшипников ступичного узла 29
2.3 Расчет подшипников оси балансира 32
2.4 Расчет шлицевых соединений 34
2.5 Расчет балансира на прочность 36
Сечение I-I: 37
Сечение II-II: 39
Сечение III-III: 40
3. Расчет телескопического амортизатора 42
3.1 Определение основных размеров амортизатора 42
3.2 Расчёт штока на устойчивость 43
3.3 Расчёт толщины стенок амортизатора 45
3.4 Расчёт дроссельной системы амортизатора 45
3.5 Расчет проушины крепления амортизатора к балансиру 50
4. Расчет на прочность методом конечных элементов 52
5.1 Цель расчета 52
5.2 Создание 3D-модели 52
5.3 Создание конечно-элементной модели 53
5.4 Задание граничных условий 53
5.5 Анализ результатов 55
Список использованных источников 57