【《微型面包车驱动桥壳的设计计算》3400字】

微型面包车驱动桥壳的设计计算目录TOC\o"1-3"\h\u14100微型面包车驱动桥壳的设计计算 194671.1钢板冲压焊接整体式桥壳的结构 1105571.2桥壳的受力分析与强度计算 2321331.2.1桥壳的静弯曲应力计算 2155391.2.2在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 4280411.2.3汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 5267781.2.4汽车紧急制动时的桥壳强度计算 7驱动式汽车桥壳的主要制动作用就是为了能够支承一辆汽车的制动质量,并且它能够同时承受所有来自车轮上压力传来的整个路面逆向制动力和车辆相应的逆向制动力矩,并经过驱动悬架系统传递动力到整辆车身,它同时也可以是一种主要在减速器,差速器和半轴之间的重要装配件。驱动桥壳应满足如下设计要求：=1\*GB3①为适应该条件要求主驱动减速器必须具有一个具备足够的机械动力负载强度和高的机械传动刚度,以便于准确保证一个驱动半轴与两个主驱动减速器之间的两个齿轮传动啮合正常,并且不能松动使半之间发生任何可能附加弯曲的机械应力;=2\*GB3②在能够保证车辆的强度和机械刚度的条件下,尽量降低质量以及提高车辆行驶时的平顺度;=3\*GB3③保证足够的离地间隙；=4\*GB3④结构工艺性好，成本低；⑤注意保护安装于其中的传动系统零配件及防止淤泥浸泡;=6\*GB3⑥拆装，调整，维修方便。考虑到的话它是一种微型驱动面包车,驱动钢板桥壳在整体结构设计形式上说它是一种采用大型钢板桥壳进行二次冲压成形焊接的一种整体型驱动桥壳。1.1钢板冲压焊接整体式桥壳的结构钢板桥壳冲压件整体焊接的技术总成，整体式钢板桥壳机的总成就是整块钢板采用冲压件整体焊接而来形成的它以桥壳作为主体,两端再用一个带有圆形凸缘的半轴钢板套管和圆形钢板冲压弹簧座等零件构成。采用大型钢板桥壳进行高温冲压铸造加热加工焊接的各种整体型钢板桥壳,除了它们都具有材料制造生产过程快和工艺简单,材料的综合利用率高,废品处理使用率也非常低,生产过程效率高和材料制造费用低和成本低于基底等诸多重要优点外,它们都同样具备了钢板足够大的运动强度和较大机械运动刚度,特别优点是它们的桥壳质量小,但比普通冲压铸造型钢板桥壳更安全可靠。它的主要技术缺陷之一就是由于大型桥壳无法将其做成复杂且理想的弧形横向斜截面,因为壁厚必须能够达到一定,故很难对其进行适当的高度调节以适应力量的分布。1.2桥壳的受力分析与强度计算选定桥壳的结构形式以后，应对其进行受力分析，选择其端面尺寸，进行强度计算。汽车驱动桥的桥壳结构是汽车上的主要承重构件之一,其桥壳结构形状复杂,而汽车的行驶环境条件诸如道路情况、气候环境条件及汽车车辆的移动状态都是千姿百怪的。我国通常建议:在计算过程中将桥壳复杂的承受力现象简化为三种较典型的计算工况,即当一个车轮能够承受最大的铅锤压力(即当一辆汽车充分满载并在不平坦的路面上行驶时,所遭遇的冲击力量)时;当一个车轮能够承受最大剪切应力(也就是说当一辆汽车完全满载并且能够以最大的牵引力继续行驶和进行紧急制动)时;以及当车轮能够承受最大的侧向摩擦力(当车轮能够满载时会发生侧滑。只要在这三种负载的计算工况下,桥壳的高速性能和强度特点都得到了保证,就可以认为在电动汽车的各种运转条件下,桥壳是可靠的。在我们开始研究进行以上三种不同载荷相互作用下的工况下对汽车桥壳的最简易性受力影响分析之前,应该首先仔细分析一下当流体动力学上的指标为每当汽车桥壳满载桥梁静止于一定水平面的道路时所可能受到的汽车桥梁外壳最简易性的受力影响情况,即对其受力进行汽车桥壳静弯曲应力的数值计算。1.2.1桥壳的静弯曲应力计算桥壳犹如一空心横梁，两端经轮毂轴承支承于车轮上，在钢板弹簧座处桥壳承受汽车的簧上载荷，而左、右轮胎的中心线，地面给轮胎的反力（双轮胎时则沿双胎中心），桥壳则承受此力与车轮重力之差值，即（），计算简图如5-2所示。图5-1桥壳静弯曲应力计算简图桥壳以静态的载荷计算方式进行计算时,在其两个硬质钢板和两根弹簧座之间的横向弯矩可用公式表示为N·m(5-1)式中：——汽车满载时静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷，在此10380N；——车轮（包括轮毂、制动器等）重力，N；——驱动车轮轮距，在此为1360m;——驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离，在此为760m.桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近。通常由于远小于，且设计时不易准确预计，当无数据时可以忽略不计所以=1557N·m而静弯曲应力则为MPa（5-2）式中：——见（5-1）；——危险断面处（钢板弹簧座附近）桥壳的垂向弯曲截面系数，具体见下：截面图如图5-3所示，其中D=78mm，d=65mm图5-2钢板弹簧座附近桥壳的截面图垂向弯曲截面系数:==24121.33mm水平弯曲截面系数:==24121.33mm扭转截面系数:==48242.67mm竖向弯曲物体截面面积系数,水平弯曲物体截面面积系数,扭转弯曲物体截面面积系数的基本计算分析方法等也可以直接参考《材料力学》[9]。关于设计圆型碳钢管体在硬质钢板上或弹簧上的支架结构位置附近的危险压力断面及其形状,主要认为是由碳钢桥壳的支架结构整体形态和其所在制造时的技术材料来源所决定,从设计圆型碳钢管体的实际压力使用率和强度这个角度可以来看，圆形管状的强度可靠。所以在此采用圆形管状。根据上式桥壳的静弯曲应力=64.55MPa1.2.2在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算当汽车在不平路面上高速行驶时，桥壳除承受静止状态下那部分载荷外，还承受附加的冲击载荷。在这两种载荷总的作用下，桥壳所产生的弯曲应力为MPa（5-3）式中：——动载荷系数，对于轿车，客车取1.75；——桥壳在静载荷下的弯曲应力，MPa。根据上式Mpa由于桥壳的许用弯曲应力[]为300～500Mpa，所以该设计的桥壳满足这种条件下的强度要求。1.2.3汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算为了能够使得计算过程更加简化,不考虑到侧向摩擦力,仅按照汽车在道路上作一条直线运行的实际情况来对其进行计算,另从安全系数这个方面做适当的考虑。如图5-4所示是一辆汽车用最大牵引力运转时的受到动力简图。图5-3汽车以最大牵引力行驶的受力简图作用在左右驱动车轮的转矩所引起的地面对于左右驱动车轮的最大切向反作用力共为N（5-4）根据上式可计算得=7774.08N由于设计中某些参数的不确定性，在高速运输过程中，无法准备算出货车加速时的质量传递关系的平均值。对于货车的后驱动桥，可在1．1和1．3之间选择，此处可选择1．2。此时后驱动桥桥壳在左、右钢板弹簧座之间的垂向弯矩为N·m(5-5)式中：，，，——见式（5-1）下的说明。根据上式==1868.4N·m由于驱动车的船体和桥壳需要承受地面的最大切向反力，驱动桥的船体和荷载也能承受水平弯矩，两个驱动齿轮的传动和驱动扭矩相等,故为此N·mN·m（5-6）所以根据上式=1166.112N·m桥壳还要承受两个相应的反向驱动力矩，这两个反向驱动力矩由弹簧驱动力矩和支架驱动力矩一起从两个驱动桥传递到两个机械系统。此时，位于钢板座和弹簧座间的两座驱动桥和托壳所同时承载着转矩是=N·m(5-7)式中：——发动机最大转矩，在此为116N·m;——传动系的最低传动比；——传动系的传动效率，在此取0.9。根据上式可计算得=1106.64N·m所以在钢板弹簧座附近的危险断面处的弯曲应力和扭转应力分别为MPa(5-8)MPa(5-9)式中：——分别为桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩和水平弯矩，见式（5-5），和式（5-6）；——分别为桥壳在危险断面处的垂向弯曲截面系数，水平弯曲截面系数和扭转截面系数。根据上式可以计算得=121.79MPa=22.94MPa由于桥壳的许用弯曲应力[]为300～500MPa，许用扭转应力[]为150～400MPa，所以该设计的桥壳满足这种条件下的强度要求。1.2.4汽车紧急制动时的桥壳强度计算这时不考虑侧向力，图5-5为汽车在紧急制动时的受力简图。图5-4汽车在紧急制动时的受力简图由于设计时一些参数是未知的，所以后驱动桥计算用的汽车紧急制动时的质量转移系数不可计算，一般对于载货汽车后驱动桥取0.75～0.95。图5-6为汽车紧急制动时后驱动桥壳的受力分析简图，此时作用在左右驱动车轮上除了有垂向反作用力外，尚有切向反力，即地面对驱动轮的制动力，因此可求得紧急制动时桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩及水平方向的弯矩分别为（5-10）=（5-11）式中：，，，——见式（5-1）下的说明；——汽车制动时的质量转移系数，计算后驱动桥时=0.85；——驱动车轮与路面的附着系数，计算时可取0.75～0.80，在此取0.8；根据上式可以计算得=1323.45N·m==1058.76N·m图5-5汽车紧急制动时后驱动桥的受力