【《微型面包车驱动桥驱动半轴的设计计算案例》2700字】

微型面包车驱动桥驱动半轴的设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u14864微型面包车驱动桥驱动半轴的设计计算案例 1261231.1全浮式半轴计算载荷的确定 248011.1.1第一种载荷计算 268101.1.2第二种载荷计算 3146721.1.3第三种载荷计算 3230031.2全浮式半轴的杆部直径的初选 3255731.3全浮式半轴的强度计算 476081.4半轴花键的强度计算 5224251.5半轴结构材料选择及热处理 6在一般的非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，半轴将差速器的半轴齿轮与车轮的轮毂联接起来，半轴的形式主要取决半轴的支承形式：普通非断开式驱动桥的半轴，根据其外端支承的形式或受力状况不同可分为半浮式，3/4浮式和全浮式，在此由于是微型面包车，采用全浮式结构。设计半轴最首要考虑的就是尺寸因素也就是它的直径,在我们进行半轴设计时首先我们应该可以根据对所需要使用的动力条件及与其载荷使用情况相同或者与之尺寸接近的各种形式同类型汽车中半轴所设计需要的一定长度半径进行测量分析和计算比较,大致来说可以做出选择从整个半轴驱动桥的整体结构以及布局情况出发首先来看一下比较恰当的半轴所应用的半径,然后对其半径进行高强度的自动校验。计算时首先我们认为应合理考虑确定其中是作用于半轴的物体载荷,应该同时充分考虑以下三种实际情况以及可能导致发生的半轴载荷:纵向力（驱动力或制动力）最大时，其最大值为，附着系数在计算时取0.8，没有侧向力作用；侧向力最大时，其最大值为，侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数在计算时取1.0，没有任何表示纵向两侧摩擦力的相互作用；垂向力最大时，其值为，其中为是车轮横向对于地面的一个垂直载荷，为动载荷系数，这时我们不需要考虑横向力与侧向载荷之间的相互影响。由于汽车车轮所能承受的是纵向摩擦力，侧向摩擦力值的大小可以受到汽车车轮与地面上最大摩擦附着力的约束,即有故在整个纵向的势和力最大时就是并非没有整个侧向的势和力相互作用,而在整个侧向的势和力最大时也就是并非根本没有纵向的势和力相互作用。1.1全浮式半轴计算载荷的确定半轴制动装置器在设计时的特点测量动力载荷主要目的是充分考虑三种不同情况下汽车可能直接产生的动力载荷,即工作运动情况,即利用最大高速纵向旋转力(制造驱动力或制造驱动力)所可能形成的动力载荷,最大高速侧向旋转力所可能形成的动力载荷和最大高速竖向旋转力(当制动汽车以较低的制动速度转向行驶时)所可能形成的动力载荷。1.1.1第一种载荷计算在一个驱动车轮上半轴承受最大的一个纵向效应力时也同样也需要得到承受一个车轮垂向效应力的相互作用,半轴在工作中需要承受最大的一个横向效应力及由于一个垂向效应力而直接引起的车轮弯矩和由于一个纵向效应力而直接引起的车轮旋转的弯矩相互作用,为了精确得到半轴上车轮所受的弯矩必须首先精确计算出并得到左右半轴之间的一个垂向效应力。6747N式中：—左半轴作用垂向力，N;—右半轴作用垂向力，N;gw—一侧车轮本身是对地面垂向的载荷，N;G2—大桥当一辆汽车在桥上静止或移动停留在不同水平的高层地面上时,驱动力的大桥将承受给整个地表建物带来的巨大载荷，N;m—汽车加速和减速时的质量转移系数，1.2～1.4；纵向力按最大附着力计算为：==φ==2698.8N式中：—左半轴作用纵向力，N;—左半轴作用纵向力，N;φ—车轮与地面的附着系数，取值0.8左右半轴力所能够承受的合成弯矩M∑(N.m)为：M∑b7266.7N.m半轴所受转矩T(N.m)为：T==2698.80.2847=768.348N.m式中：rr—车轮滚动半径，m;1.1.2第二种载荷计算由于最大侧向力时没有纵向力作用，所以半轴只承受弯矩作用，左右轮弯矩值为：M∑L=Y2Lrr±Z'2Lb=2293.27N.mM∑R=Y2Rrr±Z'2Rb=2293.27N.m式中的"+""-"号的取舍公式被规定为:当一个侧向运动对右方的力而发生作用时,取上面的一个符号;向左动作时,取下面的标记。1.1.3第三种载荷计算由于最大垂向力时不存在纵向的力和侧面的力相互作用,所以这个半轴仅能够承受一定的竖直力,弯矩的数值公式为:M∑V=kd1.75N.m式中：kd—动载荷系数，取1.751.2全浮式半轴的杆部直径的初选全浮式半轴杆体内部直径的最小型号初选时可以采用如下方法,（4-3）式中：τ—半轴扭转的许用应力，可取为490～588MPa；T—半轴的计算转矩，N.m;d—半轴的杆部直径，mm;根据上式d=（18.81～19.98）mm根据强度要求在此取22mm。1.3全浮式半轴的强度计算验算其扭转应力：MPa（4-4）式中：——半轴的计算转矩，N·m在此取768.348N·m；——半轴杆部的直径，22mm。根据上式＝＝367MPa<=(490～588)MPa所以满足强度要求。验算其弯曲应力：由于半轴承受合成应力作用，所以应先计算出弯曲应力再求出合成应力：Mpa（4-5）式中：—半轴的弯曲应力，MPa;—左右半轴的合成弯矩，N.m;d—半轴的杆部直径，mm;根据上式==695.1Mpa合成弯曲应力：==786Mpa<=(600～1000)Mpa所以弯曲应力满足强度要求验算其最大单位扭转角：最大单位扭转角为：/m（4-6）式中：l—半轴长度，mm；G—材料的剪切弹性模量，Mpa；J—半轴横截面的极惯性矩，，；根据上式=/m<=/m所以其最大单位扭转角满足强度要求。1.4半轴花键的强度计算在需要计算一个半轴轴所承受的最大径向旋转矩时时它还要先进行校正后再考虑其他轴的花键剪切应力与花键挤压剪切应力。MPa(4-7)半轴花键的挤压应力为MPa（4-8）式中：T——半轴承受的最大转矩，N·m，在此取1028.2N·m;DB——半轴花键的外径，mm，在此取22mm;dA——相配花键孔内径，mm，在此取20mm;Z——花键齿数；在此取10LP——花键工作长度，mm，在此取64mm;b——花键齿宽，mm，在此取6mm;——为计算载荷在空中运动分布的非均匀度测量系数,计算时一般可以直接取0.75根据上式可计算得==31.04MPa==62.09MPa根据要求当传递的转矩最大时，半轴花键的切应力[]不应超过71.05MPa，挤压应力[]不应超过196MPa，以上计算均满足要求。1.5半轴结构材料选择及热处理为了有效地可以避免半轴式杆部花杆的键槽深度对半径式轴杆的上部加工强度的直接影响,设计时用于选择半轴式花键加工杆部花键的半轴杆的上部加工直径深度应该远远不要大于半轴式花键杆部的加工直径,并适当地加以减少杆部花键的加工深度。由于半轴过渡受到的应力损坏大多可能是疲劳反应所致,在设计进行整体结构设计时尽可能地考虑增大不同的半轴过渡旋转圆角度和半径,减小了反应力量的集中。半轴高频材料通常指的是直接采用一种富有氧化铬的中强度碳酸锌合金钢,牌号为40cr、40crmnmo、35crmnti等,由于高频是采用我国自主开发的40mnb经高频淬火后的静压力强度已经远远超过了用40crb的调质材料处理,其相对扭矩和压力屈服的最大强度极限已经可以超过780mpa,所以目前该塑料半轴器的主要材料强度为40mnb。半轴热处理可以采用调质处理或感应淬火，由于感应淬火可以保证半轴表面有适当的硬化层，由于硬化层本身强度