RU2240248C2

RU2240248C2 - Device for mounting cab on vehicle frame

Info

Publication number: RU2240248C2
Application number: RU2002126325/11A
Authority: RU
Inventors: Ю.Ф. Устинов (RU); Ю.Ф. Устинов; В.А. Муравьев (RU); В.А. Муравьев; С.А. Никитин (RU); С.А. Никитин; А.С. Покачалов (RU); А.С. Покачалов; С.М. Дуплищев (RU); С.М. Дуплищев
Original assignee: ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-11-20

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: in proposed device for mounting cab on vehicle frame longitudinal axes of symmetry of levers intersect in center of gravity of cab, with due account of mass of driver and passengers, being inclined to vertical axis drawn through said center of gravity at equal angle which is less than 45^o and greater than 40^o. Number of levers-four, distances between centers of lever fastening to cab are equal.

EFFECT: reduced amplitude of vibration of cab in motion.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к устройствам для установки кабины на раме транспортного средства.The invention relates to the field of transport engineering, and in particular to devices for installing a cabin on a vehicle frame.

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.A device for installing a cab on a vehicle frame is known. containing fasteners connecting the cabin with the frame / ed. certificate No. 485023, cl. B 62 D 33/06 /. Its disadvantage is the significant amplitude of the cab vibrations.

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.It is also known a device for mounting the cab on the vehicle frame, containing slanted levers of equal length located on the sides of the cab, articulated through shock absorbing bushings on the cab and frame of the vehicle / USSR patent No. 540561, class. B 62 D 33/06 /. Its disadvantage is that it does not sufficiently reduce the amplitude of the cab oscillations, since it does not eliminate the relationship between the cab oscillation modes (linear motion along the transverse axis and angular motion relative to this axis), leads to an increase in the interval between the connected frequencies and to the expansion of the frequency range during connected oscillations , which complicates and reduces the accuracy of calculating the stiffness of the suspension of the cabin.

Задачей изобретения является снижение амплитуды колебаний кабины при движении транспортного средства.The objective of the invention is to reduce the amplitude of the oscillations of the cab during movement of the vehicle.

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.The technical result is to increase the comfort of the cab, mounted on the frame of the vehicle, by reducing the amplitude of its vibrations is achieved by the fact that the longitudinal axis of symmetry of the levers are crossed at the center of gravity of the cab taking into account the mass of the driver and passengers and are inclined to the vertical axis drawn through this center of gravity under the same angle, whose value is less than 45 and more than 40 °, the number of levers is four and the distances between the centers of attachment of the levers to the cab are the same.

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/.The longitudinal axis of symmetry of the levers intersecting at one point (in focus) and inclined to the vertical axis drawn through this point (focus), at the same angle with the number of levers - four, the same distances between the centers of attachment of the levers to the cab and the presence of elastic sleeve elements in the hinges of fastening the levers to the cab allows you to get a focal ring suspension of an elastically suspended body (cab) / U Ker Wilson. Vibration technology. A practical guide to balancing engines, mechanical vibrations and vibration isolation / M .: Gos. scientific and technical publishing house literature, 1963, p. 144 /.

Условие отсутствия связи между всеми формами колебаний тела выражается в этом случае формулойThe condition for the absence of communication between all forms of body vibrations is expressed in this case by the formula

Данная подвеска обеспечивает комфортность приThis suspension provides comfort when

Здесь θ - угол наклона оси симметрии рычагов к вертикали,Here θ is the angle of inclination of the axis of symmetry of the levers to the vertical,

А - высота центра тяжести над окружностью крепления упругих элементов подвески к телу,A is the height of the center of gravity above the circumference of the fastening of the elastic elements of the suspension to the body,

R - радиус окружности крепления упругих элементов подвески к телу,R is the radius of the circle of attachment of the elastic elements of the suspension to the body,

К=р/q, где р - линейная жесткость каждого упругого элемента в шарнирах подвески вдоль оси симметрии рычага в этом шарнире,K = p / q, where p is the linear stiffness of each elastic element in the hinges of the suspension along the axis of symmetry of the lever in this hinge,

q - линейная жесткость каждого упругого элемента в шарнирах подвески вдоль оси шарнира.q is the linear stiffness of each elastic element in the hinges of the suspension along the axis of the hinge.

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 видFor the present invention, in the hinges of the cabin with levers for elastic elements made in the form of bushings, the value of p is very large compared to the value of q, therefore, K → ∞ and expression (1) takes the form

Подставляя в формулу (3) известные выражения sin 2θ =2sinθ cosθ и 1-cos2θ = 2sin²θ , получаемSubstituting the well-known expressions sin 2θ = 2sinθ cosθ and 1-cos2θ = 2sin ² θ into formula (3), we obtain

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: ctgθ >1. Отсюда θ <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 θ :θ >40° . Большее возможное значение угла θ 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.Thus, for the proposed installation of the cab on the vehicle frame, formula (4) expresses the condition for the absence of communication between all forms of its vibrations. This condition (4) is satisfied when the intersection point of the axes of symmetry of the levers (focus) coincides with the center of gravity of the cabin. The center of gravity of the cabin is adopted taking into account the mass of the driver and passengers, which reflects the actual working conditions of the vehicle. Condition (2), taking into account formula (4), takes the form: ctgθ> 1. Hence θ <45 °. That is, the axis of symmetry of the levers should be inclined to the vertical axis at angles whose values are less than 45 °. To increase the stability of the cab against rotation of the levers and increase the pressure angles from the levers to the cab, the lower permissible angle θ is limited: θ> 40 °. The larger possible value of the angle θ gives lower frequencies of vertical vibrations, longitudinal and lateral pitching of the cab and at the same time provides greater stability in the transverse direction under shock loads.

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.The proposed device for mounting the cab on the vehicle frame provides the conditions under which the vibration frequencies of the cab on the suspension are completely independent. The advantage of completely eliminating the connection of various vibration modes of the cabin is that the vertical or lateral force applied at the center of gravity causes only the vertical or respectively lateral movement of the cabin. Similarly, the torque relative to the vertical or transverse axis causes only torsional vibrations or, accordingly, lateral rolling. In addition, all four eigenfrequencies of the considered system are located in a narrower frequency range than for a connected system, as in the analogue. There is an opportunity to increase the accuracy of calculating the suspension stiffness of the cab, thereby reducing the amplitude of the oscillations of the cab when the vehicle is moving and to increase the comfort of the cab.

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.Figure 1 shows a device for installing the cab on the frame of the vehicle, top view; figure 2 is a section aa; figure 3 is a section bB in figure 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 θ (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).The cab 1 is mounted on the side members 2 and 3 of the vehicle frame using four levers 4, 5, 6 and 7 placed on its sides (Figs. 1 and 2). In the upper part, each lever 4, 5, 6, and 7 (Fig. 3) is rigidly connected, for example, using a key 9, to the axis 8 and, through the shock absorbing sleeves 10, is pivotally mounted through detachable elements 11 and 12 on the cab. Opposite (lower) ends of the levers 4, 5, 6 and 7 are likewise pivotally mounted on the side members 2 and 3 of the frame. The longitudinal axis of symmetry of the levers OE, OF, OS and OD (Figs. 1 and 2) are crossed at the center of gravity of the cab O, taking into account the mass of the driver and passengers, and are inclined to the vertical axis at the same angle θ (Fig. 2), the value of which is less than 45 ° but more than 40 °. The distances between the centers E, F, C and D of the hinges of the levers 4, 5, 6 and 7 to the cab are the same: EF = FC = CD = DE (Fig. 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.When the vehicle is moving, the rotation of the levers around the hinge axes can occur only due to the elasticity of the rubber bushings 10 (Fig. 3) during a circular shift. Determining the effective torsional stiffness of the rubber bushings in the hinges of the proposed device is not difficult.

Claims

A device for mounting the cab on the vehicle frame, comprising inclined levers of equal length located on the sides of the cab, pivotally mounted on the cab and the vehicle frame pivotally through shock absorbing bushings, characterized in that the longitudinal axis of symmetry of the levers are crossed at the center of gravity of the cab taking into account the driver’s mass and passengers and are inclined to the vertical axis drawn through this center of gravity, at the same angle, the value of which is less than 45 ° and more than 40 °, the number of levers is four and the distance between the centers of attachment of levers to the cab are the same.