第五節(jié) 車輪傳動裝置設(shè)計

1、第五節(jié)車輪傳動裝置設(shè)計車輪傳動裝置位于傳動系的末端，其基本功用是接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將其傳給車輪。對于非斷開式驅(qū)動橋，車輪傳動裝置的主要零件為半軸；對于斷開式驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋(圖5—27)，車輪傳動裝置為萬向傳動裝置。萬向傳動裝置的設(shè)計見第四章，以下僅講述半軸的設(shè)計。一、結(jié)構(gòu)形式分析半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3／4浮式和全浮式三種形式。半浮式半軸(圖5—28a)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔

2、，車輪裝在半軸上。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡單，所受載荷較大，只用于轎車和輕型貨車及輕型客車上。3／4浮式半軸(圖5—28b)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。該形式半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般僅用在轎車和輕型貨車上。二、半軸計算1.全浮式半軸全浮式半軸的計算載荷可按

3、車輪附著力矩計算?M(543)式中，為驅(qū)動橋的最大靜載荷；為車輪滾動半徑；為負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)；為附2Grr2m??著系數(shù)，計算時取0.8。?半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為(544)316dM????式中，為半軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；d為半軸直徑。?半軸的扭轉(zhuǎn)角為(545)???pGIlM180?式中，為扭轉(zhuǎn)角；為半軸長度；G為材料剪切彈性模量；為半軸斷面極慣性矩，?lpI。324dIp??半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力宜為500～700MPa，轉(zhuǎn)角宜為每米長度6～15。2。.

4、半浮式半軸半浮式半軸設(shè)計應(yīng)考慮如下三種載荷工況：式中，為動載系數(shù)，轎車：=1.75，貨車：=2.0，越野車：=2.5。kkkk半軸彎曲應(yīng)力為?(551)32321632dakGdaFz?????半浮式半軸的許用合成應(yīng)力為600～750MPao3.34浮式半軸3／4浮式半軸計算與半浮式類似，只是半軸的危險斷面不同，危險斷面位于半軸與輪轂相配表面的內(nèi)端。半軸和半軸齒輪一般采用漸開線花鍵連接，對花鍵應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力和鍵齒切應(yīng)力驗算。擠壓應(yīng)力不大

5、于200MPa，切應(yīng)力不大于73MPa。三、半軸可靠性設(shè)計在汽車設(shè)計中，可靠性已成為比較重要的技術(shù)指標(biāo)之一。對于產(chǎn)品設(shè)計，須考慮各參量的統(tǒng)計分散性，進(jìn)行隨機(jī)不確定分析，真實(shí)正確地反映產(chǎn)品的強(qiáng)度與受載等情況。1.可靠度計算對于全浮式半軸來說，所受的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力按下式計算?(553)316dT???式中，T為半軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩；d為半軸的直徑。根據(jù)二階矩技術(shù)，以應(yīng)力極限狀態(tài)表示的狀態(tài)方程為(554)??316dTrXg???式中，為半軸材料的扭

6、轉(zhuǎn)強(qiáng)度；X為基本隨機(jī)變量矢量，X=。r??TdTr設(shè)基本隨機(jī)變量矢量x的均值E(x)=，方差D(x)=??TdTr???。且認(rèn)為這些隨機(jī)變量是服從正態(tài)分布的相互獨(dú)立的隨機(jī)變??TdTr222000000???量。g(x)是反映半軸狀態(tài)和性能的狀態(tài)函數(shù)，可表示半軸的兩種狀態(tài)：≤0失敗狀態(tài)??Xg＞0安全狀態(tài)??Xg將g(X)在均值E(X)=X處展開成二階泰勒級數(shù)，可得到g(X)的二階近似均值g?和一階近似方差g2?(555)???????