@车桥桥壳参数计算方法
(word完整版)车桥桥壳参数计算方法

3。
2 挖掘机后桥桥壳设计3.2.1 桥壳类型选择由于轮式挖掘机后桥桥壳是挖掘机上的主要部件,起着支承汽车荷重的作用,并将载荷传给车轮。
作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到车架和车厢上。
因此。
轮式挖掘机桥壳既是承载件又是传力件。
同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳,而且工作负载高,负荷变化大,行驶路况多变,工作环境恶劣,综合各项因素接合毕业设计要求我决定使用三段可分式桥壳作为设计目标。
3。
2。
2 桥壳设计及计算1.桥壳设计桥壳的设计是一个参数探索的过程,对于一款桥壳的设计首先是参考一款目前已经成熟的桥壳参数,并根据设计目标进行参数修正,将参数修正后的结果进行理论和有限元分析,查看是否满足要求,如不满足,就继续修正参数,直到最终达到设计要求,对于本次设计的目标,参考了某公司7吨轮式挖掘机驱动桥的参数,并根据实际需要进行了多次参数修正和分析,最终得到设计模型。
2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,在平板座处桥壳承受汽车的簧上质量,而沿左右轮胎中心线,地面给轮胎以反力G /2(双胎时则沿双胎之中心),桥壳则承受此力2与车轮重力g之差值,即(G -g),计算简图如下图所示。
w2w桥壳按静载荷计算时,在其两座之间的弯矩M为M =(G - g)空s N - M2w2式中:G ——汽车满载静止与水平路面时驱动桥给地面的载荷,N;2g—-车轮(包括轮毂、制动器等)的重力,N; wB——驱动车轮轮距,m;s—-驱动桥壳上两座中心距离,m.由弯矩图可见,桥壳的危险断面通常在座附近.通常由于g远小于G /2,且设计时不易准确w2预计,当无数据时可以忽略不计.而静弯曲应力o则为wjo = x103 MPawj WV式中:M——见弯矩公式;W——危险断面处桥壳的垂向弯曲截面系数。
V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,桥壳除了承受静力状态下那部分荷载以外,还承受附加的冲击载荷。
8-9m半轴、桥壳计算

3、最大侧向力时强度计算 侧滑系数 计算公式中见附图
车轮外轴承径向力(33113X2) 车轮内轴承径向力(32214) 车轮内轴承弯矩 车轮外轴承弯矩 圆周率
危险断面在车轮内轴承 Ψ' a b c S1 S1=G2(Ψ'*rk-b)/a S2 S2=S1+G2 MA MA=G2(Ψ'*rk-b) MB MB=c*MA/a π
屈服安全系数 破坏安全系数
[σb] fs fb
fs=[σs]/σA fb=[σb]/σA
2、汽车制动时桥壳的强度计算
危险断面在弹簧座处
制动时后桥负荷转移系数
m2'
轮胎附着系数
Ψ
由车轮反作用力T制作用在垂直平面内的弯矩 M弯曲 M弯曲=m2'*G2*l/2
由制动力P制产生的水平面内的弯矩
M弯平 M弯平=m2'*G2*l*Ψ/2
57 80 2474.789613 57 75 1866.106036 37311.32028 27599.70828 787.9646118 532.6143252 116.5351586 112.5337981 813.4061464 815 980 1.001959481 1.204810173
0.7 0.85 10564400 8979740
0.7 0.85 10564400 8979740
10379180 173.3065973 32.55539245 182.2491081 245 410 1.344313849 2.249668074
10379180 164.9388262 31.52083333 173.7397628 310 450 1.78427779 2.590080662
基于参数化的车辆驱动桥壳动态优化设计

基于参数化的车辆驱动桥壳动态优化设计
羊玢;郑燕萍;张维民;王睿
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2008(000)002
【摘要】介绍了应用UG/NX软件对汽车驱动桥壳进行参数化设计的方法,并对某轻型货车建立了其驱动桥壳的动力学模型.在考察其变形、强度和刚度的基础上,对影响桥壳强度和刚度的因素进行了设计研究,并进行了产品结构优化设计.和传统的设计方法相比,这种方法提高了精度和效率.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】羊玢;郑燕萍;张维民;王睿
【作者单位】南京林业大学机电学院,南京,210037;南京林业大学机电学院,南京,210037;南京林业大学机电学院,南京,210037;南汽跃进集团车桥分公司,南京,210042
【正文语种】中文
【中图分类】TH12;V270.1
【相关文献】
1.基于参数化的车辆驱动桥壳动态优化设计 [J], 羊玢;孙庆鸿;王睿;郑燕萍
2.基于参数化的装载机驱动桥壳动态优化设计 [J], 殷红峰
3.基于Isight的冲压驱动桥壳参数化有限元建模方法 [J], 刘博林;谢里阳;张娜;罗义建
4.基于参数化设计的驱动桥壳有限元分析系统设计 [J], 王丰元; 陈珊; 纪国清; 纪建
奕
5.基于有限单元法重载车辆驱动桥壳优化设计 [J], 王雪梅;薛振国;刘玲玲
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
后桥桥壳强度计算(垂直、牵引、制动、侧滑工况)

后桥桥壳强度计算(垂直、牵引、制动、侧滑工况)根据《汽车车桥设计》的方法进行计算简算。
数据仅供参考。
这种计算只适合设计初期的粗略计算判断。
实际设计时,需结合有限元分析软件,以处理桥壳的细节尺寸,使应力分布在更合理的状态。
本例子计算的桥壳结构如下截图所示(悬架按普通板簧悬架,车辆承载的力作用于桥壳方截面上面的的板簧盖板上- 下图中未画出上盖板):说明::注1 :法规限制轴荷时,是按轮胎对地面的作用力确定的。
比如:一个10T 的轴荷对应的后驱动桥,折算到桥壳板簧座处的受力时,应该要用10T 减去桥总成的重量的。
不过本例子中是按作用在板簧座处的力为额定载荷,到轮胎上时,是额定载荷+ 桥重量。
这样算更保险点。
相当于叠加了一点安全系数。
注2 :上述表格中的计算都是基于水平路面进行的计算。
所以计算结果仅能作为基础参考数据,起到数据统计对比的价值。
如果车桥使用的路况很恶劣,需要额外考虑坡度、凹坑、凸起等其他因素。
附件- 计算表格:桥壳强度计算.xlsx轮距B m 1.8板簧中心距s m 0.9 两板簧座之间的弯矩M M Nm 28665桥壳截面宽 B mm 135 桥壳截面高H mm 150 桥壳前后面壁厚δmm 14 桥壳上下面壁厚δ1mm 14 桥壳截面内宽度 b mm 107 桥壳截面内高度h mm 122 危险截面/ 板簧座处的垂向弯曲截面系数Wv 290365.8 桥壳板簧截面处的静弯曲应力σwj Mpa 98.7考虑到桥壳实际工作中要承受冲击载荷,所以实际应力σwd Mpa 246.8 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算(水平行驶)前桥额定载荷或满载载荷N 63700 汽车的质心高度 hgmm 1100 前桥总成的重量kg 400 汽车满载静止于水平地面时给地面的总载荷 Ga N 203350 前后桥的轴距 L mm3600 质心距前桥的距离L1 mm2400 地面对后驱动桥左轮的垂向反作用力 Z2L N 88519.9 地面对后驱动桥左轮的垂向反作用力Z2R N 88519.9地面对左右驱动轮的最大切向反作用力 Pmax N 142135.4发动机最大输出扭矩 Temax Nm1900变速器 I 档传动比 ig1 7驱动桥的主减速比 i05.29 传动系统效率1 驱动车轮的滚动半径rrm0.495水平状态,地面附着系数φ1 水平状态,地面摩擦力根据后桥载荷所能提供 的驱动力为135730此时桥壳在板簧座间处的垂直弯矩为Mv Nm 18867.0 此时桥壳在板簧座间处的水平弯矩为Mh Nm 20741.2 水平状态,地面附着系数φ0.8 地面对车轮的制动力N 36873.3 此时,同时还承受制动力产生的转矩T Nm 18252.3 此时的板簧座处的弯曲应力Mpa 141.5 此时的板簧座处的扭转应力Mpa 39.6汽车受最大侧向力时的桥壳强度计算(向右侧滑时)汽车驱动桥的侧滑条件为:P2>=Y2L+Y2R=G2* φ1板簧对桥壳的垂向作用力- 左侧T2L N 1565.8 板簧对桥壳的垂向作用力- 右侧T2R N 125834.2 板簧座(悬架安装面)距地面的高度rr' mm 585 汽车满载时车厢对板簧座处的最大垂向载荷G2' N 127400 板簧对桥壳的水平作用力- 左侧q2L N板簧对桥壳的水平作用力- 右侧q2R N计算侧滑时的轴承受力(更多计算见另一文件《轴承综合寿命折算》)原则上讲a+b 的值越大越好。
载重汽车驱动桥设计计算说明书2

载重汽车驱动桥设计摘要驱动桥作为汽车四大总成之一,它的性能的好坏直接影响整车性能,而对于载重汽车显得尤为重要。
当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时,必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。
所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。
本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计。
本文首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数;然后参考类似驱动桥的结构,确定出总体设计方案;最后对主,从动锥齿轮,差速器圆锥行星齿轮,半轴齿轮,全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及对支承轴承进行了寿命校核。
本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮,希望这能作为一个课题继续研究下去。
关键字:载重汽车驱动桥单级减速桥弧齿锥齿轮IThe Designing of Heavy Truck Rear Drive AxlesAbstractDrive axle is the one of automobile four important assemblies.It` performance directly influence on the entire automobile,especially for the heavy truck .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed,heavy-loaded,high efficiency,high benefit today`heavy truck,must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck`developing tendency. This design following the traditional designing method of the drive axle. First ,make up the main parts`structure and the key designing parameters; thus reference to the similar driving axle structure ,decide the entire designing project ; fanially check the strength of the axle drive bevel pinion ,bevel gear wheel ,the differentional planetary pinion,differential side gear ,full-floating axle shaft and the banjo axle housing ,and the life expection of carrier bearing . The designing take the spiral bevel gear for the tradional hypoid gear ,as the gear type of heavy truck`s final drive,with the expection of the question being discussed,further .Key words:heavy truck drive axle single reduction final drivethe spiral bevel gearII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (1)第一章驱动桥结构方案分析 (2)第二章主减速器设计 (4)2.1主减速器的结构形式 (4)2.1.1 主减速器的齿轮类型 (4)2.1.2 主减速器的减速形式 (4)2.1.3 主减速器主,从动锥齿轮的支承形式 (4)2.2主减速器的基本参数选择与设计计算 (4)2.2.1 主减速器计算载荷的确定 (5)2.2.2 主减速器基本参数的选择 (6)2.2.3 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算 (8)2.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算 (10)2.2.5 主减速器齿轮的材料及热处理 (14)2.2.6 主减速器轴承的计算 (15)第三章差速器设计 (21)3.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (21)3.2对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (22)3.3对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 (22)3.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (22)3.3.2 差速器齿轮的几何计算 (24)3.3.3 差速器齿轮的强度计算 (26)第四章驱动半轴的设计 (27)4.1全浮式半轴计算载荷的确定 (28)4.2全浮式半轴的杆部直径的初选 (29)4.3全浮式半轴的强度计算 (29)4.4半轴花键的强度计算 (29)第五章驱动桥壳的设计 (30)5.1铸造整体式桥壳的结构 (31)5.2桥壳的受力分析与强度计算 (32)5.2.1 桥壳的静弯曲应力计算 (32)5.2.2 在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 (34)5.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 (34)5.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (36)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (39)附录 (40)1前言汽车驱动桥位于传动系的末端。
后桥桥壳强度计算(垂直、牵引、制动、侧滑工况)

后桥桥壳强度计算(垂直、牵引、制动、侧滑工况)根据《汽车车桥设计》的方法进行计算简算。
数据仅供参考。
这种计算只适合设计初期的粗略计算判断。
实际设计时,需结合有限元分析软件,以处理桥壳的细节尺寸,使应力分布在更合理的状态。
本例子计算的桥壳结构如下截图所示(悬架按普通板簧悬架,车辆承载的力作用于桥壳方截面上面的的板簧盖板上-下图中未画出上盖板):说明:折算到桥壳板簧座处的受力时,应该要用10T减去桥总成的重量的。
不过本例子中是按作用在板簧座处的力为额定载荷,到轮胎上时,是额定载荷+桥重量。
这样算更保险点。
相当于叠加了一点安全系数。
注2:上述表格中的计算都是基于水平路面进行的计算。
所以计算结果仅能作为基础参考数据,起到数据统计对比的价值。
如果车桥使用的路况很恶劣,需要额外考虑坡度、凹坑、凸起等其他因素。
附件-计算表格:桥壳强度计算.xlsx项目代号单位数值两板簧座之间的弯矩M M Nm 28665桥壳截面宽 B mm 135 桥壳板簧截面处的静弯曲应力σwj Mpa 98.7因是垂直静弯曲强度计算,所以按2.5倍计算。
地面对后驱动桥左轮的垂向反作用力Z2R N 88519.9地面对左右驱动轮的最大切向反作用力Pmax N 142135.4重力加速度g m/s^2 9.8驱动桥承受的侧向力P2 N板簧对桥壳的垂向作用力-左侧T2L N1565.8原则上讲a+b 的值越大越好。
但是受空间和质量的限制,又不能做的太大,所以一般情况按a+b ≈rr/4。
离)。
因为此值一般都比较小,所以就省略了。
A-A 截面的垂向弯矩 M Nm 41743.0总结:上述计算的汇总信息如下:例如:公路用桥时,1为*.*g ,2为*.*g ,3为*.*g ,4为*.*g 。
(*.*为某一统计经验数值(即几点几个g 。
g 代表额定载荷)。
当有多个方向受力时,需要叠加各个实际载荷方向的数值)恶劣路面用桥时可在上述条件下叠加一些载荷,或是要求更高的安全系数,即在相同载荷条件下,允许的最大应力值必须更小一些。
设计规范-车桥1

i——传动效率,机械传动通常取为0.92X0.98X0.96
Tφmax≤(1+0.08)T
□OK
□NO
(2)按日常行驶情况计算:(主要用于评价后桥的疲劳寿命,不反应极限工况):
MG=Garr(fa+fj+f)/imηd=
Ga——设计任务书规定使用列车总质量,t
□OK□NO
⒊按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩
——汽车满载总重(N)
——ห้องสมุดไป่ตู้牵引的挂车满载总重(N),但仅用于牵引车
——道路滚动阻力系数,计算时轿车取0.010-0.015,载货汽车取0.015-0.020,越野汽车取0.020-0.035
——汽车正常使用式的平均爬坡能力系数,轿车取0.08,载货汽车和城市公共汽车取0.05-0.09,长途公共汽车取0.06-0.10,越野汽车取0.09-0.30。
——作用在齿轮上的圆周力(N);
——从动齿轮面宽(mm)
□OK□NO
①按发动机最大转矩计算时
——从动齿轮面宽(mm)
——主动锥齿轮中点分度圆直径(mm)
□OK□NO
②按驱动轮打滑转矩计算时
单位齿长圆周力许用值[ ]
参数汽车类别
按发动机最大转矩计算时的[ ]
(N/mm)
按驱动轮打滑转矩计算时的[ ](N/mm)
rr——轮胎滚动半径,mm
im=1(单级减速取1)
ηd=90%(双曲面齿轮传动效率)
fa=0.09(公路坡度系数)
轮胎与地面的附着系数
货车
最低档
直接档
1429
0.85
1429
重型商用车驱动桥壳典型工况计算方法分析

一轮 i 验地
— —
Y,=Y, l o o
.
汽 车 的簧上 载 荷 ,而沿 左右 轮胎 中心线 ,地 面给 轮
力 ( 胎时 则沿 双 胎 中心 ) 双 ,受 力如 图 1 示 。 所
轮与 胎】
2 驱 动桥 有 限 元计 算方 法
驱动桥有 限元计算的前期 环节是建立桥 壳几1
型 建立 的好 坏 直接关
系计算 结果 的正 确 与 否 ,针 对较 复 杂的桥
壳 结 构 , 用 三 维 软 采
.
1 l
件UG来 建 立 几何 模
型 ,如图2 示 。 所
在 有 限 元 分 析 图 1 驱动桥桥 壳受力示意 图
t 驱动 桥壳 是 汽 车的 主要 传 力件 和承 载件 ,而汽 车 车 亍 驶工 况 复杂 ,行 驶条 件 又是 千变 万化 ,因此要 精确
《 重型汽车》H A Y T U K 2 1 . E V R C 004
中 ,前处 理关 键环 节
图 2 后驱动桥几佰
是 网格划 分 ,一般 是将 导 入到An y 软 件 中的 ss 用 有限 元工 具 进行 网格划 分 ,模 型 采 用三 维 8
Qic ei h n is
施 一 围 — | 霸 } _ :
元 ,分 别用 8 4 0 6 7 个 实体单 元和 3 4 个 0 l 5 节 点 代 替 原 实 体 模
型 ,如 图3 示 。 所 本 文 采 用 先 利
车 向右 侧滑 ,作为 载荷 施加 在 有限 元 模型 的相 应 位置 ,然
后在 轮 距 的位置 增 加约 束 ,进 行求 解 计算 。两 种桥 壳 模型 的最 大变形 量分 别为 1 1 4 .6 mm和 1 1 7 . 5 mm,右侧 车轮板 簧 座 至过 渡 圆角处 的 桥壳 上 、下 表面 的 应力 值较 大 ,最 大等 图3 有 限元划 分 网格模 型 效应 力分 别为 l 8 a 1 5 a 3 MP 和 3 MP ,安 全 系数分 别为4. 3 1 和
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3.2 挖掘机后桥桥壳设计3.2.1 桥壳类型选择由于轮式挖掘机后桥桥壳是挖掘机上的主要部件,起着支承汽车荷重的作用,并将载荷传给车轮。
作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到车架和车厢上。
因此。
轮式挖掘机桥壳既是承载件又是传力件。
同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳,而且工作负载高,负荷变化大,行驶路况多变,工作环境恶劣,综合各项因素接合毕业设计要求我决定使用三段可分式桥壳作为设计目标。
3.2.2 桥壳设计及计算1.桥壳设计桥壳的设计是一个参数探索的过程,对于一款桥壳的设计首先是参考一款目前已经成熟的桥壳参数,并根据设计目标进行参数修正,将参数修正后的结果进行理论和有限元分析,查看是否满足要求,如不满足,就继续修正参数,直到最终达到设计要求,对于本次设计的目标,参考了某公司7吨轮式挖掘机驱动桥的参数,并根据实际需要进行了多次参数修正和分析,最终得到设计模型。
2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,在平板座处桥壳承受汽车的簧上质量,而沿左右轮胎中心线,地面给轮胎以反力2G /2(双胎时则沿双胎之中心),桥壳则承受此力与车轮重力w g 之差值,即()2G w g -,计算简图如下图所示。
桥壳按静载荷计算时,在其两座之间的弯矩M 为()2G 2w B sM g -=- N ·M 式中:2G ——汽车满载静止与水平路面时驱动桥给地面的载荷,N ;w g ——车轮(包括轮毂、制动器等)的重力,N ; B ——驱动车轮轮距,m;s ——驱动桥壳上两座中心距离,m.由弯矩图可见,桥壳的危险断面通常在座附近。
通常由于w g 远小于2G /2,且设计时不易准确预计,当无数据时可以忽略不计。
而静弯曲应力wj σ则为310wj VMW σ=⨯ MPa 式中:M ——见弯矩公式;V W ——危险断面处桥壳的垂向弯曲截面系数。
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,桥壳除了承受静力状态下那部分荷载以外,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wd σ为wd d =k wj σσ MPa式中:dk——动载荷系数,对轿车、客车取1.75,对载荷汽车去2.5,对越野汽车取3.0;wjσ——桥壳在静载荷下的弯曲应力,MPa.2汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算为了使计算简化,不考虑侧向力,仅按汽车作直线行驶的情况进行计算,另从安全系数方向考虑。
下图为汽车以最大牵引力行驶时的受力简图。
设地面对后驱动桥左、右车轮的垂向反作用力2LZ、2RZ相等,则max1222122gaL RP hG LZZ ZL L⎛⎫===+⎪⎝⎭式中:aG——汽车满载静止于水平地面时给地面的总载荷;gh——汽车质心高度。
而作用在左、右驱动车轮上的转矩引起的地面对左、右驱动车轮的最大切向反作用力共为max10maxe g TrT i iPrη=N式中:maxeT——发动机最大转矩,N·M;1gi--变速器I挡传动比;i——驱动桥的主减速比;Tη——传动系的传动效率;rr——驱动车轮的滚动半径,m。
如果忽略T η,整理上式以后得max 022222T Z G =1+222e g gr i i h G m r LG ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 式中:2Z 2———地面对一个后驱动车轮的垂向反作用力,N ; 2G ———汽车满载静止于水平地面时驱动桥给地面的载荷,N;g h ———汽车质心高度,m; L ———汽车轴距,m;2m ———汽车加速行驶时的质量转移系数。
由上式可知对后驱动桥:max 022T 1+e g gr i i h m r LG ⎛⎫= ⎪⎝⎭在设计中,当上式的某些参数未给定而无法计算出2m 值时,2m 的值可在下述范围内选取;对轿车后驱动桥取2m =1.2~1.4;对载货汽车后桥驱动桥取2m =1.1~1.3。
此时后驱动桥壳的左右钢板弹簧座之间的垂向弯矩V M 为 22G -22V W B SM m g -⎛⎫= ⎪⎝⎭N ·m 计算参数如下:由于驱动车轮所承受的地面对其作用的最大切向反作用力max P ,使驱动桥壳也承受着水平方向的弯矩h M ,对于装用普通圆锥齿轮差速器的驱动桥,由于其左右驱动车轮的驱动转矩相等,故有max 22h P B SM -=N ·m ,计算得到:h M =1259.36N当所装用的差速器使左右驱动车轮的转速不等时,应取驱动转矩较大的那个 车轮所引起的地面切向反作用力代替上式的max P /2值。
桥壳还承受因驱动桥传递驱动转矩而引起的反作用力矩,这时在两钢板弹簧座间桥壳承受的转矩T 为max T 2e TL Ti T η=N ·m 式中:max T e ———发动机最大转矩,N ·M ;TL i ———传动系的最低挡传动比;T η——传动系的传动效率;计算得到:T=117.99 N ·m当桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面为圆管截面时,在该断面处的合成弯矩M∑为M=∑计算得到:M ∑=1150 N ·m该危险断面处的合成应力σ∑为MW σ∑==∑式中:W ———危险断面处的弯曲截面系数。
当桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面为矩形管装断面时,则在该断面处的弯曲应力w σ和扭转应力τ分别为V hw V hM M W W σ=+ tT W τ=式中:V M ,h M ————分别为桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩和水平弯矩;V W ,h W ,t W ————分别为桥壳在危险断面处的垂向弯曲截面系数、水品弯曲截面系数和扭转截面系数。
桥壳的许用弯曲应力为300~500MPa,许用扭转应力为150~400MPa,可煅铸铁桥壳取最小值,钢板冲压焊接桥壳取大值。
下图给出了汽车以最大牵引力行驶时后驱动桥桥壳的受力分析简图。
5 汽车紧急制动时的桥壳强度计算这时不考虑侧向力。
下图为汽车在紧急制动时的受力简图。
设地面对后驱动桥左右车轮的垂向反作用力2L Z 、2R Z 相等,则2221122g a L Rh G Z Z Z L a L g ⎛⎫===- ⎪⎝⎭式中:a G ———汽车满载静止于水平地面时给地面的总载荷,N ;g h ———汽车质心高度,m;g ———重力加速度,m/2s ;a ———制动减速度,m/2s 。
因g a G a G gϕ=,故制动减速度a 为a g ϕ= 代入上式得22222111=222L 2g a g h G h Z G G G m L ϕϕ⎛⎫⎛⎫'=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 式中:ϕ———驱动车轮与路面的附着系数,计算时取ϕ=0.75~0.8;2m '———后驱动桥计算用的汽车紧急制动时的质量转移系数。
由上式可知,对后驱动桥而言,2m '为 211g h m L ϕ⎛⎫'=- ⎪⎝⎭在设计时,当g h 、1L 等参数未给定时,2m '的值可在下述范围内选取:对载货汽车后驱动桥取2m '=0.75~0.95。
在计算轿车等的前驱动桥时,不难求出此时用的汽车紧急制动时的质量转移系数应为111g h m L ϕ⎛⎫'=+ ⎪⎝⎭ 下图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、右驱动车轮上除有垂向反力22G m '/2,尚有切向反力,即地面对驱动车轮的制动力22G m ϕ'/2 。
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V M 及水平方向的弯矩h M 分别为222V w G B SM m g -⎛⎫'=- ⎪⎝⎭222h G B SM m ϕ-'=式中:m '———汽车制动时的质量转移系数,计算后驱动桥壳时取2m m ''= 桥壳在两钢板弹簧座的外侧部分处同时还承受制动力所引起的转矩T ,对后驱动桥:222r G T m r ϕ'=N ·m 式中:r r ———驱动车轮的滚动半径,m;ϕ———驱动车轮与路面间的附着系数,计算时取ϕ=0.8按上式求得V M 、h M 及T 后,再将它们代入上式可求得紧急制动时桥壳在左、右板簧座附近危险断面处的合成应力σ∑弯曲应力w σ和扭转应力τ。
6 汽车受最大侧向力时的桥壳强度计算当汽车满载、高速急转弯时,则会产生一个作用于汽车质心处的相当大的离心力。
汽车也会由于其他原因而承受侧向力。
当汽车所承受的侧向力达到地面给r 轮胎的侧向反作用力的最大值即侧向附着力时,汽车处于侧滑的临界状态,侧向力一旦超过侧向附着力,汽车则侧滑。
因此汽车驱动桥的侧滑条件为22L 2R 21·P Y Y G ϕ≥+= 式中:2P ———驱动桥所受的侧向力,N ;2L Y 、2R Y ———地面给左、右驱动车轮的侧向反作用力N ; 2G ———汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷,N 1ϕ———轮胎与地面间的侧向附着系数,计算时取1ϕ=1.1 。
由于汽车产生纯粹的侧滑,因此计算时可以认为地面给轮胎的切向反作用力(例如驱动力或制动力)为零。
下图为汽车向右侧滑时的受力简图,根据该图可求出驱动桥侧滑时左、右驱动车轮的支承反力为122·1Z =G 2B g L h ϕ⎛⎫- ⎪⎝⎭122·1Z =G 2B g R h ϕ⎛⎫+ ⎪⎝⎭式中:g h ———汽车满载时的质心高度,m;B ———驱动车轮的轮距,m 。
由上式可知,当1·g h ϕ/B 时,2Z L =0, 2Z R =2G ,即在这种情况下,驱动桥的全部荷重由 侧滑方向一侧的驱动车轮承担,这种极端情况对驱动桥的强度极为不利,因此设计时应避 免这种情况产生,为此应尽量降低汽车的质心高度g h 。
下图为汽车向右侧滑时驱动桥上面的车厢受力平衡图。
由该图可以求出汽车侧滑时钢板弹簧对桥壳的垂向作用力及水平作用力2L T 、2R T 及水平作用力2L q 、2R q 。
钢板弹簧对驱动桥壳的垂向作用力2L T 、2R T 为()22210.5/L g r T G G h r s ϕ''=-- ()22210.5/R g r T G G h r s ϕ''=-- 式中:2G '———汽车满载时车厢通过钢板弹簧作用在驱动桥上的垂向总载荷,N ;r r '———板簧座上表面离地面的高度,m; S ———两板簧座中心间的距离,m 。
当驱动桥采用全浮式半轴时,在桥壳两端的半轴套管上,各装有一对轮毅轴承,即轮毅的内轴承和外轴承。
这些轴承通常都采用圆锥滚子式。
它们布置在车轮垂向反作用力2Z 的作用线两侧。