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时间:2021-06-26
《两厢车背门气弹簧布置.docx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、背门受力分析1.气弹簧一般工作原理内部压力(两边相等,★气弹簧不受外力时,自然伸长为最小行程(指压缩行程)处,即最大伸长处;★活塞两边气压相等,由于受力面积不同,产生压力差提供气弹簧的支撑力;★气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分:压力差产生的支撑力和摩擦力。★外力压缩气弹簧,由于撑杆在气室内体积增大,压缩气体的有效容积变小,气室气压变大,压力差产生的支撑力变大;★摩擦力变化:气室压力越大,摩擦力越大,撑杆运动越快,摩擦力越大,离自然伸长处越远,摩擦力越大;★气温影响气弹簧支撑力:气温越低,气室压力越低,气
2、弹簧提供的支撑力越小。2.背门XZ平面静止状态分析2.1气弹簧XZ平面安装尺寸分析模型简化:★边OA、AB在同一方向,两边相加等于OB;下图中:O——背门钱链中心轴;A——气弹簧门框安装点;B——门关闭时,气弹簧门上安装点;C——门完全开启时,气弹簧门上安装点;2ACli22(112r2—1—0(0<<180)2(1cos)12、I22(122l12),1cosl22(12I;)21cos2从上述推导过程中可以看出:l22OAOBABrl222OCOA2OCOAcos22_r(r12)2r(rL)cos222c
3、os)r22(1cos)3121;0(1;112★当0=0。时,?式即122=112,此时门无法打开。★当11,12一定时,要满足开启的角度a(04、力;E——门的重心,设OE长度二k;状态1——背门下平衡点;状态2——背门上平衡点;状态3——背门处于水平位置(重心E与O的连线OE水平);状态4——背门完全开启;状态0-1——背门重力力矩大于气弹簧支撑力力矩,开启时需提供外力才能将门打开。状态1-2——背门重力力矩等于气弹簧支撑力力矩,此时背门处于平衡区域,无须提供外力背门即可处于静止状态。状态2-4——背门重力力矩小于气弹簧支撑力力矩,背门会自行打开,直至达到气弹簧最小行程处(背门完全开启),状态3时重力力矩最大2.3气弹簧XZ平面支撑力分析2.3.1气弹5、簧的最大支撑力下图中:F——气弹簧支撑力;d——气弹簧支撑力力臂,即。到AC的距离;W——门的重力;E——门的重心,设OE长度二k;①一一门关闭时,OB与垂线之间的夹角;B——OC与OE之间的夹角;丫/OAC222OAACOCarccos==——2OA?AC其中OArl2,ACli,OCr222(rI2)lirarccos-2li(r口对。点取力矩F?dW?k?sin(180FW?k?sin()d而dOAsin(rl2)sinFW?k?sin()(rl2)sin当①+o-B=90o,即o=90o+B-①时,力F6、最大,此时背门处于水平位置(重心E与O的连线OE水平)。FW?k(rl2)sin由此可见,气弹簧的支撑力必须大于F方能支撑住门,使门向上打开不致于引起下坠。★一般气弹簧的最大支撑力比理论计算值F要大10-20%以上。2.3.2背门的平衡条件CA2b4开启角能否平衡摩擦力Ff总支撑力力矩Mf与重力力矩Mw比较类型/大小方向00o0~100^oo>7、co.台匕目匕静态/0一FsB-AMf=Mw2o=o(2能静态/FsB-AMf=Mw2~402V<淤否动态/FfB-AMf>Mw4o=cmax注:上表各状态均为无外力时分析,Fs为最大静摩擦力,★状态2时背门开启的角度为很:当背门开启角介虚时,背门会自行开启,直至达到气弹簧最小行程处(状态4,背门完全开启);当背门开启角诙必时,背门能处于静止状态,止匕时总支撑力的力矩Mf等于重力的力矩Mw,总支撑力一部分由气弹簧摩擦力提供,大小为最大静摩擦力,方向同总支撑力方向相反;当背门开启角脸>众中时,背门能处于静止状态,8、止匕时总支撑力的力矩Mf等于重力的力矩Mw,总支撑力一部分由气弹簧摩擦力提供,大小由最大静摩擦力~0(02~0b),方向同总支撑力方向相反。★状态b时背门开启的角度为施:当背门开启角由g时,背门能处于静止状态,止匕时总支撑力的力矩Mf等于重力的力矩Mw,总支撑力完全由压力差产生的支撑力提供,无摩擦力。★状态1时背门开启的角度为叱当背门开启角ai<必力时,背门能处于静止状态,此时总支撑力
4、力;E——门的重心,设OE长度二k;状态1——背门下平衡点;状态2——背门上平衡点;状态3——背门处于水平位置(重心E与O的连线OE水平);状态4——背门完全开启;状态0-1——背门重力力矩大于气弹簧支撑力力矩,开启时需提供外力才能将门打开。状态1-2——背门重力力矩等于气弹簧支撑力力矩,此时背门处于平衡区域,无须提供外力背门即可处于静止状态。状态2-4——背门重力力矩小于气弹簧支撑力力矩,背门会自行打开,直至达到气弹簧最小行程处(背门完全开启),状态3时重力力矩最大2.3气弹簧XZ平面支撑力分析2.3.1气弹
5、簧的最大支撑力下图中:F——气弹簧支撑力;d——气弹簧支撑力力臂,即。到AC的距离;W——门的重力;E——门的重心,设OE长度二k;①一一门关闭时,OB与垂线之间的夹角;B——OC与OE之间的夹角;丫/OAC222OAACOCarccos==——2OA?AC其中OArl2,ACli,OCr222(rI2)lirarccos-2li(r口对。点取力矩F?dW?k?sin(180FW?k?sin()d而dOAsin(rl2)sinFW?k?sin()(rl2)sin当①+o-B=90o,即o=90o+B-①时,力F
6、最大,此时背门处于水平位置(重心E与O的连线OE水平)。FW?k(rl2)sin由此可见,气弹簧的支撑力必须大于F方能支撑住门,使门向上打开不致于引起下坠。★一般气弹簧的最大支撑力比理论计算值F要大10-20%以上。2.3.2背门的平衡条件CA2b4开启角能否平衡摩擦力Ff总支撑力力矩Mf与重力力矩Mw比较类型/大小方向00o0~100^oo>
7、co.台匕目匕静态/0一FsB-AMf=Mw2o=o(2能静态/FsB-AMf=Mw2~402V<淤否动态/FfB-AMf>Mw4o=cmax注:上表各状态均为无外力时分析,Fs为最大静摩擦力,★状态2时背门开启的角度为很:当背门开启角介虚时,背门会自行开启,直至达到气弹簧最小行程处(状态4,背门完全开启);当背门开启角诙必时,背门能处于静止状态,止匕时总支撑力的力矩Mf等于重力的力矩Mw,总支撑力一部分由气弹簧摩擦力提供,大小为最大静摩擦力,方向同总支撑力方向相反;当背门开启角脸>众中时,背门能处于静止状态,
8、止匕时总支撑力的力矩Mf等于重力的力矩Mw,总支撑力一部分由气弹簧摩擦力提供,大小由最大静摩擦力~0(02~0b),方向同总支撑力方向相反。★状态b时背门开启的角度为施:当背门开启角由g时,背门能处于静止状态,止匕时总支撑力的力矩Mf等于重力的力矩Mw,总支撑力完全由压力差产生的支撑力提供,无摩擦力。★状态1时背门开启的角度为叱当背门开启角ai<必力时,背门能处于静止状态,此时总支撑力
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