【《汽车起重机驱动桥全浮式半轴的设计计算案例》1600字】

汽车起重机驱动桥全浮式半轴的设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u4536汽车起重机驱动桥全浮式半轴的设计计算案例 1259741.1全浮式半轴材料的选用及热处理 150811.2全浮式半轴计算载荷的确定 1250341.3全浮式半轴杆部直径的初选 3109701.4全浮式半轴强度的计算 3154731.5全浮式半轴花键强度的计算 4全浮式半轴材料的选用及热处理轴类零件在材料选择上，45优质碳素钢的应用最广泛，相对于载荷较大，重量和尺寸受限制或者某些特殊要求的场合下，一般选择合金钢。如40Cr合金钢，他能够适应转速高的工作场合，适合中等精度的工作环境，调质后有较好的力学性能。经查阅资料，全浮式半轴的选材为40Cr,热处理采用高、中频感应淬火，使其表面淬硬层硬度可达HRC5∼263全浮式半轴计算载荷的确定考虑到半轴的工作形式，其可能存在的三种工况：纵向力，汽车加速向前行驶时带来的牵引力以及其它各种作用力；轴向力，汽车驱动轮发生侧滑时发生的半轴轴向载荷；铅锤力，汽车行驶在不平坦路面时发生的垂向载荷。根据上述全浮式半轴的三种工况，计算半轴在第一种工况按最大附着力计算半轴的纵向力（X2L，X X2L=X2R=m式中：m'——汽车加减速时的质量转移系数，后驱取mφ——车轮与地面的附着系数，取φ=0.8；若以发动机的最大转矩和传动系最低档传动比所计算的纵向载荷比上式计算的纵向载荷小时，以下式计算： X2L=X2R=ξ式中：ξ——差速器的转矩分配系数，取ξ=0.6；iTL——传动系最低档传动比，iηT——汽车传动系传动效率，ηTemax——发动机最大转矩，Trr——车轮滚动半径，r经计算，得出X取以上两种的较小值，故X2L则，可求出转矩：T=由于全浮式半轴（如图7-1）主要承受驱动车轮带来的转矩，而由车辆自重所带来的弯矩应力主要由桥壳承受，作用在半轴上的弯矩应力几乎为零，可忽略不计，此时根据所计算的车轮的转矩T，可绘制出半轴的转矩图如图7-2。图7-1全浮式半轴的受力图1——半轴凸缘；2——圆锥滚子轴承；3——轮毂；4——半轴；5——桥壳；6——主减速器从锥齿轮动图7-2半轴的扭矩图全浮式半轴杆部直径的初选设计全浮式半轴时，初选其杆部直径以下式计算： D=3T0.196τ∙103式中：D——半轴杆部的直径，mm；T——半轴计算转矩，T=3844.46N∙m；τ——半轴扭转许用应力，MPa。根据材料40Cr,其τ为780MPa，考虑到安全系数1.3~1.6，取τ=490~588MPa经计算，得出D=32.11~34.15mm，取D=33mm。全浮式半轴强度的计算半轴扭转切应力以下式计算： τ=Tπ16D3∙10式中：τ——半轴扭转时的切应力，MPa；经计算，求得τ=545.14MPa<因此，强度足够，符合设计要求。求半轴的最大扭转角： θ=TlGJ∙180°π∙10式中：T——半轴承受的最大转矩，T=3844.64N∙m；G——材料剪切时的弹性模量，G=8.4×10l——半轴长，l=768mm;J——半轴截面的最大惯性矩，J=π经计算，得出θ=14.48°通常扭转角的取值范围为6°~15°，因此符合设计要求。全浮式半轴花键强度的计算由于汽车差速器的半轴齿轮和半轴是以花键连接形式来达到传递转矩的目的，因此在设计汽车后桥传动机构时，需要计算并校核半轴花键的强度。已知半轴杆部的直径时33mm，选择半轴花键类型为渐开线花键，花键齿数12，模数和分度圆的直径分别是3mm和36mm求半轴花键的剪切应力： τs=T∙103DB求半轴花键的挤压应力： σc=T∙103DB式中：T——半轴承受最大的转矩，取T=4005.15DB——半轴花键外轮廓直径，Dz——花键齿数，z=12；dA