




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汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目:BJ130驅(qū)動(dòng)橋部分設(shè)計(jì)驗(yàn)算與校核姓名:學(xué)號(hào):專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):車(chē)輛工程指導(dǎo)教師:目錄一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)……………………1二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………2三、主減速器部分設(shè)計(jì)……………………21、主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定………22、錐齒輪主要參數(shù)選擇………………43、主減速器強(qiáng)度計(jì)算……………………5四、差速器部分設(shè)計(jì)………………………61、差速器主參數(shù)選擇……………………62、差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算…………………7五、半軸部分設(shè)計(jì)…………81、半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tφ及桿部直徑…………82、受最大牽引力時(shí)強(qiáng)度計(jì)算……………93、制動(dòng)時(shí)強(qiáng)度計(jì)算………………………94、半軸花鍵計(jì)算…………9六、驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)…………101、橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算………………102、在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算…………113、汽車(chē)以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算……………114、汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算……………………125、汽車(chē)受最大側(cè)向力時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算………………12七、參考書(shū)目………………14八、課程設(shè)計(jì)感想…………15一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1、題目《BJ130驅(qū)動(dòng)橋部分設(shè)計(jì)驗(yàn)算與校核》2、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求(1)主減速器部分包括:主減速器齒輪的受載情況;錐齒輪主要參數(shù)選擇;主減速器強(qiáng)度計(jì)算;齒輪的彎曲強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度計(jì)算。(2)差速器:齒輪的主要參數(shù);差速器齒輪強(qiáng)度的校核;行星齒輪齒數(shù)和半軸齒輪齒數(shù)的確定。(3)半軸部分強(qiáng)度計(jì)算:當(dāng)受最大牽引力時(shí)的強(qiáng)度;制動(dòng)時(shí)強(qiáng)度計(jì)算。(4)驅(qū)動(dòng)橋強(qiáng)度計(jì)算:①橋殼的靜彎曲應(yīng)力②不平路載下的橋殼強(qiáng)度③最大牽引力時(shí)的橋殼強(qiáng)度④緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度⑤最大側(cè)向力時(shí)的橋殼強(qiáng)度3、主要技術(shù)參數(shù) 軸距L=2800mm軸荷分配:滿(mǎn)載時(shí)前后軸載1340/2735(kg)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率:80psn:3800-4000n/min發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩17.5kg﹒mn:2200-2500n/min傳動(dòng)比:i1=7.00;i0=5.833輪轂總成和制動(dòng)器總成的總重:gk=274kg設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)果二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋,單級(jí)螺旋圓錐齒輪減速器。減速比:5.833橋殼形式:整體式半軸形式:全浮式差速器形式:直齒圓錐齒輪式三、主減速器部分設(shè)計(jì)由于所設(shè)計(jì)車(chē)型為輕型貨車(chē),主減速比不是很大,故采用單級(jí)單速主減速器??紤]到離地間隙問(wèn)題,選用雙曲面齒輪副傳動(dòng),減小從動(dòng)齒輪尺寸,增大最小離地間隙。又由于安裝空間的限制,采用懸臂式支承。1、主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定(1)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tce式中:Tem——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩,Tem=175N﹒mKd——?jiǎng)虞d系數(shù),由性能系數(shù)fi確定當(dāng)0.195×mag×Tem<16時(shí),fi=0.01(16-0.195×mag/Tem);當(dāng)0.195×mag×Tem≥16時(shí),fi=0。式中,ma為汽車(chē)滿(mǎn)載質(zhì)量,ma=1340+2735=4075kg,0.195×mag/Tem=45.4>16,fi<0,所以選Kd=1。K——液力變矩系數(shù),該減速器無(wú)液力變矩器,K=1i1——變速器一檔傳動(dòng)比,i1=7.00if——分動(dòng)箱傳動(dòng)比,該減速器無(wú)分動(dòng)箱,if=1i0——主減速器傳動(dòng)比,i0=5.833η——發(fā)動(dòng)機(jī)到從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)效率,取η=90%n——計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù),n=1由上面數(shù)據(jù)計(jì)算得:Tce=6450N﹒m(2)按驅(qū)動(dòng)輪打滑扭矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcs式中:G2——滿(mǎn)載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷,G2=27350Nm2’——汽車(chē)最大加速度時(shí)的候車(chē)軸負(fù)載轉(zhuǎn)移系數(shù),取m2’=1.1φ——輪胎與路面間的附著系數(shù),取φ=0.85rr——車(chē)輪滾動(dòng)半徑,rr=0.0254[d/2+b(1-a)],查BJ130使用手冊(cè)得知,輪胎規(guī)格為6.50-16-8,取a=0.12,所以rr=0.0254[16/2+6.5(1-0.12)]=0.348mim——主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪間傳動(dòng)比,im=1ηm——主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪間傳動(dòng)效率,ηm=1由上面數(shù)據(jù)計(jì)算得:Tcs=8899Nm(3)按日常平均行駛轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩式中:Ft——汽車(chē)日常行駛平均牽引力,Ft=Ff+Fi+Fw+Fj。日常行駛忽略坡度阻力和加速阻力,F(xiàn)i=Fj=0,滾動(dòng)阻力Ff=W﹒f,其中貨車(chē)滾動(dòng)阻力系數(shù)f為0.015~0.020,取f=0.016,W=40750N,因此Ff=652N;空氣阻力Fw=CD﹒A﹒ua2/21.15,貨車(chē)空氣阻力系數(shù)CD為0.80~1.00,取CD=0.9,迎風(fēng)面積A=4m2,日常平均行駛車(chē)速u(mài)a=50km/h,因此Fw=426N。計(jì)算得到:Ft=1078N。rr——車(chē)輪滾動(dòng)半徑,rr=0.348mim——主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪間傳動(dòng)比,im=1ηm——主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪間傳動(dòng)效率,ηm=1n——計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù),n=1由上面數(shù)據(jù)計(jì)算得:Tcf=375N﹒m(4)從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí),Tc=min[Tce,Tcs],Tce=6450N﹒m,Tcs=8899Nm,所以Tc=Tce=6450Nm。當(dāng)計(jì)算錐齒輪疲勞壽命時(shí),Tc=Tcf,Tcf=375N﹒m,所以Tc=Tcf=375N﹒m。(5)主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩式中:ηG——主從動(dòng)錐齒輪間傳動(dòng)效率,對(duì)于弧齒錐齒輪副ηG=95%。當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí),Tc=6450Nm,計(jì)算得Tz=1164Nm;當(dāng)計(jì)算錐齒輪疲勞壽命時(shí),Tc=375N﹒m,計(jì)算得Tz=68Nm。2、錐齒輪主要參數(shù)選擇(1)主從動(dòng)齒輪齒數(shù)Z1,Z2i0=5.833,查表得推薦主動(dòng)錐齒輪最小齒數(shù)z1=7,則從動(dòng)錐齒輪z2=7×5.833=40.8,取整為41,重新計(jì)算主減速比為i0=41/7=5.857。重新計(jì)算Tce=6457N﹒m,Tcs=8899Nm,Tcf=375N﹒m。當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí),Tc=min[Tce,Tcs]=6457Nm;當(dāng)計(jì)算錐齒輪疲勞壽命時(shí),Tc=Tcf=375N﹒m。為保證可靠性,計(jì)算時(shí)取Tc=6457Nm。(2)從動(dòng)錐齒輪分度圓直徑D2和端面模數(shù)ms根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,式中:KD2——直徑系數(shù),KD2=13~16,取15計(jì)算得D2=280mm則ms=D2/Z2=280/41=6.83mm同時(shí),ms滿(mǎn)足式中:Km為模數(shù)系數(shù),Km=0.3~0.4,取Km=0.4計(jì)算得ms=7.45取兩個(gè)計(jì)算結(jié)果的較小值并取整為ms=7mm,重新計(jì)算D2=287mm。主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D1=D2/i0=49mm。(3)齒面寬b從動(dòng)齒輪齒面寬b2=0.155D2=43mm,ms=7mm,滿(mǎn)足b2≤10ms。主動(dòng)齒輪齒面寬b1=1.1b2=1.1×43mm=47mm。(4)雙曲面小齒輪偏移距E所設(shè)計(jì)車(chē)輛為輕型貨車(chē),要求E不大于0.2D2取E=0.15D2=42mm(5)中點(diǎn)螺旋角β雙曲面錐齒輪由于存在E,所以βm1與βm2不相等取β=35°,ε=2°則βm1=36°,βm2=34°QUOTE(6)螺旋方向發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針,為避免輪齒卡死而損壞,應(yīng)使軸向力離開(kāi)錐頂方向,符合左手定則,所以主動(dòng)齒輪左旋,從動(dòng)齒輪右旋。(7)法向壓力角α貨車(chē)法向平均壓力角取22°30′。3、主減速器強(qiáng)度計(jì)算(1)單位齒長(zhǎng)圓周力p主減速器錐齒輪的表面耐磨性常用輪齒上的單位齒長(zhǎng)圓周力p來(lái)估算,式中:Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩,Temax=175Nmi1——變速器傳動(dòng)比,i1=7D1——主動(dòng)錐齒輪中心分度圓直徑,D1=49mmb2——從動(dòng)齒面寬,b2=43mm將數(shù)值代入,計(jì)算得:p=1163N/mm查表得單位齒長(zhǎng)圓周力許用值[p]=1429N/mm,P<[p],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。(2)齒輪彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為:式中:Tc——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。從動(dòng)齒輪:按最大彎曲應(yīng)力算時(shí)Tc=6457NmNm,按疲勞彎曲應(yīng)力算時(shí)Tc=375Nm;主動(dòng)齒輪:按最大彎曲應(yīng)力算時(shí)Tz=1164Nm,按疲勞彎曲應(yīng)力算時(shí)Tz=68Nm。K0——過(guò)載系數(shù),取K0=1Ks——尺寸系數(shù),ms>1.6mm時(shí),KsQUOTE=(ms/25.4)0.25=0.75Km——齒面載荷分配系數(shù)??缰檬街谓Y(jié)構(gòu)Km=1~1.1,取Km=1Kv——質(zhì)量系數(shù),Kv=1ms——從動(dòng)錐齒輪斷面模數(shù),ms=7mmb——齒面寬,主動(dòng)齒輪b1=47mm,從動(dòng)齒輪b2=43mmD——分度圓直徑,主動(dòng)齒輪D1=49mm,從動(dòng)齒輪D2=280mmJw——綜合系數(shù),通過(guò)查圖得,主動(dòng)齒輪Jw=0.35,從動(dòng)齒輪Jw=0.29對(duì)于從動(dòng)齒輪:按最大彎曲應(yīng)力計(jì)算σw2=396MPa,[σw]=700MPa,σw2≤[σw],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;QUOTE按疲勞彎曲應(yīng)力計(jì)算σw2=23MPa,[σw]=210MPa,σw2≤[σw],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。QUOTE對(duì)于主動(dòng)齒輪:按最大彎曲應(yīng)力計(jì)算σw1=309MPa,[σw]=700MPa,σw2≤[σw],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;QUOTE按疲勞彎曲應(yīng)力計(jì)算σw1=18MPa,[σw]=210MPa,σw2≤[σw],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。QUOTEQUOTE(3)齒輪接觸強(qiáng)度式中:Cp——綜合彈性系數(shù),鋼的齒輪Cp=231.6D1——主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑,QUOTED1=49mmTz——主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩。按最大彎曲應(yīng)力算時(shí)Tz=1164Nm,按疲勞彎曲應(yīng)力算時(shí)Tz=68NmK0——過(guò)載系數(shù),取K0=1Ks——尺寸系數(shù),Ks=1Km——齒面載荷分配系數(shù)??缰檬街谓Y(jié)構(gòu)Km=1~1.1,取Km=1Kf——表面品質(zhì)系數(shù),Kf=1Kv——質(zhì)量系數(shù),Kv=1b——b1和b2中較小的齒面寬,b=b2=43mmQUOTEJJ——齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù),通過(guò)查接觸強(qiáng)度計(jì)算用綜合系數(shù)圖得JJ=0.20按min[Tce,Tcs]計(jì)算的最大接觸應(yīng)力σJQUOTE=2459MPa,[σJ]=2800MPa,σJQUOTE<[σJ],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;按Tcf計(jì)算的疲勞接觸應(yīng)力σJ=594MPa,[σJ]=1750MPa,σJQUOTE<[σJ],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。四、差速器部分設(shè)計(jì)1、差速器主參數(shù)選擇(1)BJ130為貨車(chē),取差速器行星齒輪數(shù)n=4(2)行星齒輪球面半徑RbKb——行星齒輪球面半徑系數(shù),Kb=2.5~3.0,對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的公路用貨車(chē)取最小值,Kb=2.5Td——差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,Td=min[Tce,Tcs]=6457Nm計(jì)算得:Rb=47mm節(jié)錐距A0=(0.89~0.99)Rb,取系數(shù)為0.96,則A0=45mm(3)確定行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)取行星齒輪齒數(shù)z1=10,半軸齒輪齒數(shù)z2取為16。z2/z1=1.6,在1.5~2范圍內(nèi);半軸齒數(shù)和為32,能被行星齒輪數(shù)整除。所以能夠保證裝配,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。(4)行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角γ1,γ2及其模數(shù)m錐齒輪大端的端面模數(shù)m=2A0sinγ1/z1=2A0sinγ2/z2,m=4.8,取整m=5。則:d1=z1m=50mm,d2=z2m=80mm重新驗(yàn)算節(jié)錐距A0=d1/(2sinγ1)=d2/(2sinγ2)=47mm(5)壓力角α采用QUOTEα=22°30′的壓力角,齒高系數(shù)為0.8的齒形。8.行星齒輪軸直徑d及支承長(zhǎng)度L式中:T0——差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩,T0=Td=min[Tce,Tcs]=6457Nm[σc]——支承面許用擠壓應(yīng)力,取98MPan——行星齒輪數(shù),n=4rd——行星齒輪支承面中心到錐頂?shù)木嚯x,rd=0.4d2=32mm計(jì)算得d=22mm,支承長(zhǎng)度L=1.1d=24.2mm。2、差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算差速器齒輪只有當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí),或一側(cè)車(chē)輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí),差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此,對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。齒輪彎曲應(yīng)力σw為:Tc——半軸齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩。當(dāng)T0=min[Tce,Tcs]時(shí),Tc=0.6×T0=3874Nm;當(dāng)T0=Tcf時(shí),Tc=0.6×T0=225NmQUOTEKs——尺寸系數(shù),Ks=1Km——齒面載荷分配系數(shù)??缰檬街谓Y(jié)構(gòu)Km=1~1.1,取Km=1Kv——質(zhì)量系數(shù),Kv=1m——端面模數(shù),m=5b2——半軸齒輪齒寬,b2=0.3A0=14mmd2——半軸齒輪大端分度圓直徑,d2=80mmJ——綜合系數(shù),查圖得J=0.228n——行星齒輪數(shù),n=4計(jì)算得:當(dāng)T0=min[Tce,Tcs]時(shí),[σw]=980MPa,σw=1517MPa>[σw]。超出許用值較多,增大齒面齒寬,齒寬的極限尺寸為10×m=50mm,取b2=25mm,σw=850MPa<[σw],符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)T0=Tcf時(shí),[σw]=210MPa,σw=49MPa<[σw]五、半軸部分設(shè)計(jì)本驅(qū)動(dòng)橋采用全浮式半軸,因?yàn)槿S式半軸只承受傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩,可以承載較大載荷,適應(yīng)于貨車(chē)。1、半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tφ及桿部直徑全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩,全浮式半軸的計(jì)算載荷可按主減速器從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步計(jì)算得到,即式中:ξ——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù),對(duì)于普通圓錐齒輪差速器取0.6計(jì)算得到:Tφ=3874Nm桿部直徑可按照下式進(jìn)行初選:取系數(shù)為2.10,計(jì)算得d=33mm2、受最大牽引力時(shí)強(qiáng)度計(jì)算半軸的切應(yīng)力為:半軸選用40Cr,進(jìn)行調(diào)制處理,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力宜為490~588Mpa,所以設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求。3、制動(dòng)時(shí)強(qiáng)度計(jì)算縱向力應(yīng)按最大附著力計(jì)算:式中:m2——汽車(chē)重量轉(zhuǎn)移系數(shù),對(duì)后軸驅(qū)動(dòng)的載重汽車(chē)其取值范圍是0.75~0.95,此處取0.85;φ——輪胎與地面的附著系數(shù),取0.85;則X2=9880N,M扭=X2rr=3438Nm[τ]=700MPa,τ<[τ],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。4、半軸花鍵計(jì)算半軸和半軸齒輪一般采用漸開(kāi)線花鍵連接,對(duì)花鍵進(jìn)行擠壓應(yīng)力和鍵齒切應(yīng)力驗(yàn)算。選用壓力角為30°的花鍵,取模數(shù)m=2,齒數(shù)z=19,半軸花鍵外徑D=m(z+1)=40mm,相配的花鍵孔內(nèi)徑d=m(z-1.5)=35mm,花鍵寬b=0.5πm=3.14,取整數(shù)4。(1)半軸花鍵的剪切應(yīng)力校核式中:Tφ——半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩,Tφ=3874NmD——半軸花鍵外徑,取D=40mmd——相配的花鍵孔內(nèi)徑,取d=35mmz——花鍵齒數(shù),取z=19Lp——有效工作長(zhǎng)度,取Lp=50mmb——花鍵寬,b=4mmφ——載荷分布的不均勻系數(shù),取φ=0.75代入數(shù)據(jù)計(jì)算得:τs=72MPa,[τs]=73MPa,τs<[τs],故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。2)半軸花鍵的擠壓應(yīng)力校核代入數(shù)據(jù)計(jì)算得:σc=116MPa,[σc]=200MPa,σc<[σc],故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。六、驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)1、橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算橋殼猶如一空心橫梁,兩端經(jīng)輪轂軸承支承于車(chē)輪上,在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車(chē)的簧上載荷,而沿左右輪胎的中心線,地面給輪胎以反力G2/2(雙胎時(shí)則沿雙胎之中心),橋殼則承受此力與車(chē)輪重力gw之差值,即(G2/2-gw),計(jì)算簡(jiǎn)圖如右圖所示。橋殼按靜載荷計(jì)算時(shí),在其兩鋼板彈簧座之間的彎矩M為式中:G2——汽車(chē)滿(mǎn)載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷,G2=27350Ngw——車(chē)輪(包括輪轂、制動(dòng)器等)的重力,gw=2740NB——驅(qū)動(dòng)車(chē)輪輪距,查資料得B=1.470ms——驅(qū)動(dòng)橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離,查資料得s=0.940m計(jì)算得:M=2421Nm由彎矩圖得危險(xiǎn)截面在鋼板彈簧座附近。靜彎曲應(yīng)力σwj為式中:M——兩鋼板彈簧座之間的彎矩,M=2421NmWv——危險(xiǎn)斷面處(鋼板彈簧座附近)橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)。采用圓管斷面,則Wv=1/32πD3(1-d4/D4),d取38mm,D取70mm,則Wv=30734mm3計(jì)算得:σwj=78.8MPa,[σwj]=500MPa,σwj<[σwj],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。2、在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)汽車(chē)在不平路面上高速行駛時(shí),橋殼除承受靜載荷外,還承受附加的沖擊載荷。在這兩種載荷總的作用下,橋殼所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為式中:kd——?jiǎng)虞d荷系數(shù),對(duì)貨車(chē)取2.5計(jì)算得:σwj=197MPa,[σwj]=500MPa,σwj<[σwj],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。3、汽車(chē)以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算(1)驅(qū)動(dòng)橋殼在左右鋼板彈簧座之間的垂向彎矩Mv地面對(duì)后驅(qū)動(dòng)橋左右車(chē)輪的垂向反作用力Z2L、Z2R相等,則G2——汽車(chē)滿(mǎn)載靜止于水平地面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷,G2=27350N。m2——汽車(chē)加速行駛時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)。m2=1.1~1.3,取m2=1.2計(jì)算得Z2L=Z2R=16410N驅(qū)動(dòng)橋殼在左右鋼板彈簧座之間的垂向彎矩Mv為代入數(shù)據(jù)得:Mv=3623Nm(2)驅(qū)動(dòng)橋殼承受的水平方向的彎矩MhPmax——地面對(duì)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的最大切向反作用力,Pmax=Temaxi1i0ηT/rr=18556N代入數(shù)據(jù)得:Mh=2459Nm(3)驅(qū)動(dòng)橋殼承受的因驅(qū)動(dòng)橋傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩T代入數(shù)據(jù)得T=551Nm(4)合成彎矩M∑及合成應(yīng)力σ∑采用斷面為圓管的橋殼,在鋼板彈簧座附近的危險(xiǎn)斷面處的合成彎矩為計(jì)算得M∑=4413Nm該危險(xiǎn)斷面處的合成應(yīng)力σ∑為W——危險(xiǎn)斷面處的彎曲截面系數(shù),W=30734計(jì)算得σ∑=144MPa,[σ∑]=300MPa,σz<[σz],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。4、汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算緊急制動(dòng)時(shí)橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩Mv及水平方向的彎矩Mh分別為m′——汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)。后驅(qū)動(dòng)橋殼時(shí)取m′=m2′,對(duì)載貨汽車(chē)后驅(qū)動(dòng)橋取m′=0.75~0.95,系數(shù)取0.8計(jì)算得Mv=2173NmMh=2319Nm橋殼在兩鋼板彈簧座的外側(cè)部分處同時(shí)承受制動(dòng)力所引起的轉(zhuǎn)矩T,計(jì)算得:T=807Nm代入數(shù)據(jù)得到:σ∑=99MPa,[σ∑]=100MPa,σ∑<[σ∑],所以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。5、汽車(chē)受最大側(cè)向力時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算如上圖所示,A-A、B-B處為危險(xiǎn)斷面。半軸套管的在危險(xiǎn)斷面A-A處的垂向彎矩MA-Aφ1——輪胎與地面間的側(cè)向附著系數(shù),計(jì)算時(shí)取φ1=1φ1hg/B——φ1hg/B=0.5時(shí),Z2L=0,Z2R=G2,此時(shí)驅(qū)動(dòng)橋的全部載荷由側(cè)滑方向一側(cè)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪承擔(dān),這種極端情況對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的強(qiáng)度極為不利,應(yīng)避免這種情況產(chǎn)生。a——BJ130a=38mm計(jì)算得:MA-A=8478Nm彎曲應(yīng)力σWA-A計(jì)算得σWA-A=276MPa,[σWA-A]=500MPa,σWA-A<[σWA-A],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。假設(shè)汽車(chē)向右側(cè)滑,地面給右車(chē)輪的側(cè)向反作用力為Y2RZ2R為右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪支承反力,當(dāng)hgφ1/B=0.5時(shí),則Y2R=27350N輪轂軸承徑向支承力為S2Ra=38mmb=48mm代入數(shù)據(jù)計(jì)算得:S2R=98587N剪切應(yīng)力為τWA-A代入數(shù)據(jù)計(jì)算得:τA-A=36MPa,[τA-A]=150MPa,τA-A<[τA-A],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。合成應(yīng)力σ∑A-A為計(jì)算得σ∑A-A=283MPa,[σ∑A-A]=490MPa,σ∑A-A<[σ∑A-A],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。當(dāng)輪轂的內(nèi)外軸承的安裝軸徑有明顯差別時(shí),B-B斷面也可能成為危險(xiǎn)斷面,該處的彎矩為c=62mm代入數(shù)據(jù)得:MB-B=6112NmσWB-B<[σWB-B],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求τB-B<[τB-B],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。σ∑B-B<[σ∑B-B],滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。七、主要參考書(shū)目1、《汽車(chē)設(shè)計(jì)》(第四版)機(jī)械工業(yè)出版社;2004年8月,吉林大學(xué)王望予、張洪欣主編2、《汽車(chē)車(chē)橋設(shè)計(jì)》清華大學(xué)出版社;2004年1月,劉惟信編著3、《汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》中國(guó)電力出版社;2009年3月,王豐元馬明星主編八、課程設(shè)計(jì)感想汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩周,利用兩周的時(shí)間完成了BJ130驅(qū)動(dòng)橋部分設(shè)計(jì)驗(yàn)算與校核、裝配圖、半軸零件圖。通過(guò)驗(yàn)算與校核,對(duì)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)過(guò)程、校核方法有了更深入的認(rèn)識(shí);通過(guò)畫(huà)裝配圖,熟悉了AutoCAD的用法;通過(guò)畫(huà)零件圖,了解了尺寸標(biāo)注、公差配合、表面粗糙度等,兩周的的課設(shè)可謂收獲頗豐。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了一些困難:剛開(kāi)始的時(shí)候面對(duì)設(shè)計(jì)題目感到很茫然,不知該如何下手;設(shè)計(jì)驗(yàn)算過(guò)程中從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算錯(cuò)誤,只能從頭重新再算一遍……與同學(xué)討論、到圖書(shū)館借書(shū)自學(xué)相關(guān)知識(shí)、耐住性子反復(fù)驗(yàn)算,困難最終都被一一解決。通過(guò)課程設(shè)計(jì),不僅讓我鞏固了專(zhuān)業(yè)知識(shí),將課堂上學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到具體實(shí)踐中,也鍛煉了我與人合作、與人溝通的能力,讓我學(xué)會(huì)了做事要耐住性子,做事情并沒(méi)有捷徑,只有踏踏實(shí)實(shí)認(rèn)認(rèn)真真的做事,才是最快捷、最有效的方法。Tce=6450N﹒mTcs=8899NmTcf=375N﹒m計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí),Tz=1164Nm;計(jì)算錐齒輪疲勞壽命時(shí)
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