后桥桥壳强度计算(垂直、牵引、制动、侧滑工况)
130后桥校核
图号： 130后桥主要参数：1）轮距13402）托距6903）桥壳尺寸φ105*64）最大整车整备质量5000Kg ，按前轴，后轴载荷比32/68，得后轴最大载荷3400Kg一 桥壳的静弯曲应力计算。
钢板弹簧座之间的弯矩：222s B g G M w -⎪⎭⎫ ⎝⎛-= 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）的重力 （N ）B ——驱动桥轮距 （m ）S ——驱动桥托距 (m)桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近，w g 远远小于2G ，故可忽略不计。
=-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=269.034.128.93400M 5414.5 N.m V W ——危险断面处（钢板弹簧座附近）桥壳的垂向弯曲截面系数。
Wt ——危险断面处（钢板弹簧座附近）桥壳的扭转截面系数。
断面为圆管型：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=443132D d D W V π ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=443116D d D W t π 故⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=443105.0093.0132105.014.3V W =7.75510-⨯ 静弯曲应力： vwj W M 310=σ =0.7 （Mpa ） 二． 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算桥壳在动载荷下的弯曲应力为：wj d wd k σσ= d k ——动载荷系数，轿车、客车取1.75，轻型载货汽车取2.5，越野车取3.0wj d wd k σσ==2.5x0.7=1.75MPa三． 汽车以最大牵引力行驶时桥壳的计算强度地面对左右驱动车轮的最大切向共反力为：r T TL e r i T P /max max η==124×32.48×0.95/0.35=10932 N.mmax e T ——发动机最大转矩，N.mTL i ——传动系的最低档传动比T η——传动系的传动效率r r ——轮胎滚动半径 mm后驱动桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩2222s B g m G M w v -⎪⎭⎫ ⎝⎛-= =7039N.m2m ——汽车加速行驶时的质量转移系数，对载货汽车后驱动桥取1.1~1.3 簧座之间桥壳所受的水平方向的弯矩h M22max s B P M h -⋅==1776N..m 两板簧座间桥壳承受的转矩T 为2max T TL e i T T η==1913N.m 在危险断面的合成弯矩=∑M 7507N.m 危险断面处的合成应力WM ∑∑=σ=96.8MPa 桥壳的许用弯曲应力为300~500MPa,钢板冲压焊接桥壳取大值。
汽车驱动桥壳的有限元分析与轻量化
汽车驱动桥壳的有限元分析与轻量化
白玉成;梁诚;许文超;邾枝润
【期刊名称】《山东交通学院学报》
【年(卷),期】2017(025)003
【摘要】利用CATIA软件建立驱动桥壳的三维模型,选取桥壳的最大垂向力、最大牵引力、最大制动力、最大侧向力和最大静应力典型工况,并施加相应的约束和边界条件,在Hyperworks中对桥壳进行有限元结构分析.分析结果表明,桥壳的强度及刚度性能满足要求.在最大静应力工况下,运用Optistruct优化模块对驱动桥壳的盘面和板簧座进行结构优化,优化后桥壳的应力集中位置得到转移和分散,桥壳应力分布较均匀,实现了桥壳的轻量化.
【总页数】8页(P1-8)
【作者】白玉成;梁诚;许文超;邾枝润
【作者单位】安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001;安徽安凯福田曙光车桥有限公司,安徽合肥230051
【正文语种】中文
【中图分类】U463.218
【相关文献】
1.汽车驱动桥壳有限元分析与轻量化设计 [J], 王开松;许文超;王雨晨
2.汽车驱动桥壳轻量化材料试验与仿真分析 [J], 杨延勇
3.汽车驱动桥壳结构优化分析及轻量化设计 [J], 张义壮; 冯川; 孙瑞阳
4.基于ANSYS Workbench的汽车驱动桥壳有限元分析 [J], 王曼
5.汽车驱动桥壳轻量化设计 [J], 李志虎
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
某型汽车后桥壳的有限元分析_李克安
第 ３ 卷第 ４ 期
李克安 某型汽车后桥壳的有限元分析
１０７
缩短零部件开发周期， 保证可靠性都起了很好的作 用， 具有实际意义。
（ 责任校对： 程思良）
参考文献： ［ １］ 刘惟信． 汽车设计［ Ｍ］ ． 北京： 清华大学出版社，２００１． ［ ２］ 张越今． 汽车多体动力学及计算机仿真［ Ｍ］ ． 长春： 吉林科
３．３ 改进建议
后桥壳强度和刚度分析是通过对模型计算结果
根据以上分析， 为加强桥壳中间过渡圆弧处的强
输出的应力和变形情况来确定的。后桥壳的应力、应 度 和 刚 度 ， 可 以 做 以 下 改 进 ： 在 桥 壳 中 间 段 圆 弧 过 渡
变云图如图５、图６：
处下侧添加加强板， 并在加强板上预留应力释放缺
危险 等级
高
一般
一般
一般
表２ 工况１下后桥壳上各点的受力值
力作用点的位置 力的方向
Ｆｘ
纵摆臂与后轴前连接
Ｆｙ
Ｆｚ Ｆｘ
纵摆臂与后轴后连接
Ｆｙ
Ｆｚ Ｆｘ 侧向推力杆与后轴连 Ｆｙ 接 Ｆｚ Ｆｘ
减震器与后轴连接
Ｆｙ
Ｆｚ
左
７４１ －８７８．８５ １０６１．８
－４００ ７４９．７ －２７９．６ －５０．４ －９４６ １５６．９ ５１．０３ －６６ ７６１．３
根据表中所示， 很显然第１种工况下桥壳受力最 为恶劣， 对桥壳的危险程度最高， 故取工况１下受力情 况进行有限元分析。表２给出工况１下后桥壳上各点的
湖南民族职业学院学报
１０６
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＵＮＡＮ ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ ＦＯＲ ＮＡＴＩＯＮＡＬＩＴＩＥＳ
２００７ 年 １２ 月
设计规范-车桥1
设计规范系统名称：桥车型：表号：生效日期：编号：序号项目名称控制内容计算公式和评定标准分析计算结果结论备注1驱动桥部分零件的强度计算和校核主减速器锥齿轮计算转矩的确定⒈按发动机最大转矩和变速器最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩——发动机最大转矩（N.m）——主减速器传动比；——变速器最大传动比（一档或爬坡档）；——发动机到万向传动轴之间的传动效率，通常情况下传动效率为97%～99%；n——驱动桥数；□OK□NO⒉按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩——满载状态下一个驱动桥上的静载荷——汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数，货车□OK□NO=1.1～1.2；——轮胎与路面间的附着系数，在良好的混凝土或沥青路面上，路面干燥时，值为0.7～0.8，路面潮湿时值为0.5～0.6，干燥的碎石路0.6～0.7，干燥的土路值为0.5～0.6，湿土路面时值为0.2～0.4；——车轮滚动半径（m）——主减速器传动比——主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；（双级减速的轮边减速比）——主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；（双级减速的轮边减速比）——主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率，对于双曲面齿轮副单级减速器，当＞6时，取85%，当＜6时，取90%，对于双曲面齿轮副双级减速器，取80%，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）——所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。
——汽车或汽车列车的性能参数当时，取当计算锥齿轮最大应力时，计算转矩取前两种的较小值，即=min[]；当计算锥齿轮的疲劳寿命时，□OK □NO取。
(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
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。
强度计算工况及外力.
标记数量编制校对审核标检审定日期2008.10本船起重设备按《船舶及海上设施起重设备规范》（2007）进行校核、计算（以下简称《规范》）。
1 载荷工况及相关系数 1.1 作业系数与起升系数按《规范》之3.2.4.1：作业系数 05.1=d ϕ（浮式起重机） 按《规范》之3.5.2.1： 起升系数 取 1.1=h ϕ。
1.2 载荷工况 1.2.1 工况1起重机工作于无风状态，所取的载荷如下： （1）质量载荷×作业系数d ϕ（2）[起升载荷+船舶倾斜（横倾与纵倾）所产生的起升载荷水平分力]×起升系数⨯h ϕ作业系数d ϕ（3）由船舶倾斜（横倾与纵倾）所产生的自重载荷水平分力×作业系数d ϕ 1.2.2 工况2起重机工作于有风状态，所取的组合载荷为： 1.2.1所表示的组合载荷加上最不利的风载荷。
1.2.3 工况3起重机处于放置状态，所取的各载荷的组合为： 船舶倾斜、船舶运动所产生的力和风的作用力。
1.2.4 工况4起重机承受特殊载荷，本船载荷为：（1）起重机的臂架放置至倾角为15º的位置，在无风浪时空载过桥。
2 各载荷工况的所受载荷2.1 工况1，起重机工作于无风状态 2.1.1 扒杆仰角63︒，吊重2500t（1）质量载荷臂架杆身自重：1780G =t （含焊缝、梯架、及导向滑轮等质量） 主钩上、下滑车组及钢丝绳自重：2400G =t （每个吊点100t ，含动载力影响）臂架头部自重：3270G =t （含焊缝及导向滑轮等质量） 臂架底脚部自重：4250G =t （含焊缝等质量） 臂架头部变幅滑轮组自重：5120G =t （含焊缝质量）由于船舶横倾3º所产生的水平分力： 5Sin G G i iy ⨯=（Y 表示船宽方向）由于船舶纵倾2º所产生的水平分力：︒⨯=2Sin G G i ix （X 表示船长方向）以上质量载荷均须乘以作业系数 05.1=d ϕ （2）起升载荷（扒杆仰角63︒）主吊作业时，12500Q =t （每个吊点625t ）， 由于船舶横倾3º所产生的水平分力：︒⨯=311Sin Q Q y ，︒⨯=322Sin Q Q y由于船舶纵倾2º所产生的水平分力：︒⨯=211Sin Q Q x ，︒⨯=222Sin Q Q x以上各起升载荷均须乘以：起升系数 10.1=h ϕ 作业系数 05.1=d ϕ 此时还需考虑：（1）最大吊重2500t ，两边变幅拉力偏差212110%T T T T -=+时的影响。
- 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)。
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 N
1565.8
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。
这样桥壳在恶劣工况时，才能有较好的寿命表现。
必要时，可以根据实际情况
增加额外的载荷类型。
据此就可以分类别的计算出各种桥型的应力信息，同时也方便作为限元分析输入的载荷信息。