устройство для установки кабины на раме транспортного средства

Формула изобретения

Устройство для установки кабины на раме транспортного средства, содержащее размещенные по бокам кабины наклонно расположенные рычаги одинаковой длины, шарнирно через амортизирующие втулки закрепленные на кабине и раме транспортного средства, отличающееся тем, что продольные оси симметрии рычагов пересечены в центре тяжести кабины с учетом массы водителя и пассажиров и наклонены к вертикальной оси, проведенной через этот центр тяжести, под одинаковым углом, значение которого меньше 45° и больше 40°, число рычагов четыре и расстояния между центрами крепления рычагов к кабине одинаковы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к устройствам для установки кабины на раме транспортного средства.

Известно устройство для установки кабины на раме транспортного средства. содержащее крепежные элементы, связывающие кабину с рамой /авт. свидетельство № 485023, кл. В 62 D 33/06/. Недостатком его является значительная амплитуда колебаний кабины.

Известно также устройство для установки кабины на раме транспортного средства, содержащее размещенные по бокам кабины наклонно расположенные рычаги одинаковой длины, шарнирно через амортизирующие втулки закрепленные на кабине и раме транспортного средства /патент СССР № 540561, кл. В 62 D 33/06/. Недостатком его является то, что оно недостаточно уменьшает амплитуду колебаний кабины, так как не устраняет связь форм колебаний кабины (линейного движения вдоль поперечной оси и углового движения относительно этой оси), приводит к увеличению интервала между связными частотами и к расширению области частот при связных колебаниях, что затрудняет и уменьшает точность расчета жесткости подвески кабины.

Задачей изобретения является снижение амплитуды колебаний кабины при движении транспортного средства.

Технический результат - повышение комфортабельности кабины, закрепленной на раме транспортного средства, путем снижения амплитуды ее колебаний достигается тем, что продольные оси симметрии рычагов пересечены в центре тяжести кабины с учетом массы водителя и пассажиров и наклонены к вертикальной оси, проведенной через этот цент тяжести, под одинаковым углом, значение которого меньше 45 и больше 40° , число рычагов - четыре и расстояния между центрами крепления рычагов к кабине одинаковы.

Выполнение продольных осей симметрии рычагов пересекающимися в одной точке (в фокусе) и наклонеными к вертикальной оси, проведенной через эту точку (фокус), под одинаковым углом при числе рычагов - четыре, одинаковыми расстояниями между центрами крепления рычагов к кабине и наличии упругих втулочных элементов в шарнирах крепления рычагов к кабине позволяет получить фокальную кольцевую подвеску упруго подвешенного тела (кабины) /У Кер Вильсон. Вибрационная техника. Практическое руководство по уравновешиванию двигателей, механическим колебаниям и виброизоляции /М.: Гос. научно-техн. изд-во машиностр. литературы, 1963, с. 144/.

Условие отсутствия связи между всеми формами колебаний тела выражается в этом случае формулой

Данная подвеска обеспечивает комфортность при

Здесь - угол наклона оси симметрии рычагов к вертикали,

А - высота центра тяжести над окружностью крепления упругих элементов подвески к телу,

R - радиус окружности крепления упругих элементов подвески к телу,

К=р/q, где р - линейная жесткость каждого упругого элемента в шарнирах подвески вдоль оси симметрии рычага в этом шарнире,

q - линейная жесткость каждого упругого элемента в шарнирах подвески вдоль оси шарнира.

Для предлагаемого изобретения в шарнирах соединения кабины с рычагами для упругих элементов, выполненных в форме втулок, величина р очень велика по сравнению с величиной q, поэтому К и выражение (1) принимает вид

Подставляя в формулу (3) известные выражения sin 2 =2sin cos и 1-cos2 = 2sin² , получаем

Таким образом, для предлагаемой установки кабины на раме транспортного средства формула (4) выражает условие отсутствия связи между всеми формами ее колебаний. Это условие (4) выполняется при совпадении точки пересечения осей симметрии рычагов (фокуса) с центром тяжести кабины. Центр тяжести кабины принят с учетом массы водителя и пассажиров, что отражает реальные условия работы транспортного средства. Условие (2) с учетом формулы (4) принимает вид: ctg >1. Отсюда <45° . То есть оси симметрии рычагов должны быть наклонены к вертикальной оси под углами, значения которых меньше 45° . Для повышения устойчивости кабины от поворота рычагов и увеличения углов давления от рычагов к кабине введено ограничение нижнего допустимого значения угла : >40° . Большее возможное значение угла дает более низкие частоты вертикальных колебаний, продольной и боковой качки кабины и в то же время обеспечивает большую устойчивость в поперечном направлении при ударных нагрузках.

Предлагаемое устройство для установки кабины на раме транспортного средства обеспечивает условия, при которых частоты колебаний кабины на подвеске полностью независимы. Преимущество полного устранения связи различных форм колебаний кабины заключается в том, что вертикальная или поперечная сила, приложенная в центре тяжести, вызывает только вертикальное или соответственно поперечное движение кабины. Аналогично крутящий момент относительно вертикальной или поперечной оси вызывает только крутильные колебания или соответственно боковую качку. Кроме того, все четыре собственные частоты колебаний рассматриваемой системы располагаются в более узкой области частот, чем для связной системы, как у аналога. Появляется возможность увеличить точность расчета жесткости подвески кабины, снизить этим самым амплитуды колебаний кабины при движении транспортного средства и повысить комфортабельность кабины.

На фиг.1 представлено устройство для установки кабины на раме транспортного средства, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Кабина 1 крепится на лонжеронах 2 и 3 рамы транспортного средства при помощи размещенных по ее бокам четырех наклонно расположенных рычагов 4, 5, 6 и 7 (фиг.1 и 2). В верхней части каждый рычаг 4, 5, 6 и 7 (фиг.3) жестко, например при помощи призматической шпонки 9, соединен с осью 8 и через амортизирующие втулки 10 шарнирно закреплен через разъемные элементы 11 и 12 на кабине. Противоположные (нижние) концы рычагов 4, 5, 6 и 7 аналогичным образом шарнирно закреплены на лонжеронах 2 и 3 рамы. Продольные оси симметрии рычагов ОЕ, OF, ОС и OD (фиг.1 и 2) пересечены в центре тяжести кабины О с учетом массы водителя и пассажиров и наклонены к вертикальной оси под одинаковым углом (фиг.2), значение которого меньше 45° , но больше 40° . Расстояния между центрами Е, F, С и D шарниров крепления рычагов 4, 5, 6 и 7 к кабине одинаковы: EF=FC=CD=DE (фиг.1).

При движении транспортного средства поворот рычагов вокруг осей шарниров может происходить только благодаря упругости резиновых втулок 10 (фиг.3) при круговом сдвиге. Определение эффективной крутильной жесткости резиновых втулок в шарнирах предлагаемого устройства не является сложным.