汽车半轴的设计.ppt

汽车半轴的设计 一、半轴的定义及作用： 定义： 半轴是在差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴,其 内端与差速器半轴齿轮连接,而外端则与驱动轮的轮毂(或制动鼓\制动盘等)相连。 作用： 从差速器传来的扭矩经过半轴、轮毂等，最终传递给车轮，是传动系中传递扭矩的一个重要零件。 二、半轴的分类 半浮式、全浮式和3/4浮式三种，所谓”浮“是指卸除半轴的弯曲载荷而言，其中半浮式和全浮式两种型式应用的较为广泛。 1、半浮式半轴 半浮式半轴除传递扭矩外,还要承受垂直力、侧向力及纵向力所作用的弯矩； 常用于质量较小、使用条件较好、承载负荷也不大的轿车和微型客、货汽车。 1、半浮式半轴 特点： 结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等。 尺寸A 尺寸B 尺寸C 尺寸D 尺寸E 尺寸F G 与轴承配合 与油封配合 与油封配合 与制动鼓配合 半轴杆部直径 轮毂螺栓分布尺寸 花键参数 1、半浮式半轴 半浮式半轴的一些特征尺寸： 2、全浮式半轴 全浮式半轴除传递扭矩外,其它的力和力矩均由桥壳来承受。 常应用于轻型及以上的各种载货汽车、越野车和客车。 2、全浮式半轴 特点： 具有全浮式半轴驱动桥外端结构比较复杂，制造成本高，故小型汽车及轿车等不必采用。 尺寸A 尺寸B 尺寸C 尺寸D 半轴轴径 花键参数 轮毂螺栓分布尺寸 半轴长度 全浮式半轴的一些特征尺寸： 2、全浮式半轴 3、3/4浮式半轴 3/4浮式半轴除传递扭矩外,其承受垂直力、侧向力及纵向力所作用的弯矩需由半轴及桥壳的半轴套管来共同承受。 可用于轿车和微型、轻型客、货车，但未得到推广。 三、半轴的设计计算 1、半浮式半轴计算载荷的确定 以下三种可能的工况载荷： 纵向力X2（驱动力）最大时，没有侧向力作用，以下简称第一工况； 侧向力Y2最大时，其最大值发生于侧滑时，没有纵向力作用，以下简称第二工况； 汽车承受最大静载荷时，垂向力最大，这时不考虑侧向力和纵向力的作用，以下简称第三工况 三、半轴的设计计算 材料 40Cr 轴承处半轴受力点距轮胎支承反力作用线的距离b 32.5mm 轴承处半轴直径D 40mm 半轴杆部最小直径Dmin φ31.5mm 半轴花键工作长度Lp 35mm 半轴花键外径DB φ32.809mm 相配的花键孔内径dA φ31.115mm 半轴花键齿数z 30 半轴花键齿宽b 1.66mm 1、半浮式半轴计算载荷的确定 H2半轴参数 三、半轴的设计计算 第一工况:垂向力:对左、右半轴来说 gw：一侧车轮（包括轮毂、制动器等）本身对地面的垂直载荷；取值41×9.8=401.8N G2：后桥轴荷；取值1740×9.8=17052N m’：汽车加速和减速时的质量转移系数，对于后驱动桥可取m’=1.2-1.4； 三、半轴的设计计算 纵向力:按最大附着力计算 φ：轮胎与地面的附着系数，取φ=0.8； G2：后桥轴荷；取值1740×9.8=17052N m’：汽车加速和减速时的质量转移系数，对于后驱动桥可取m’=1.2-1.4； 三、半轴的设计计算 纵向力:按发动机最大转矩计算 ξ：差速器的转矩分配系数，对于普通差速器取ξ=0.6； Temax：发动机最大转矩；取280N.m ηT：汽车传动系效率，计算时可忽略不计或取为0.9； iTL：传动系最低档传动比，即为变速器Ⅰ挡传动比、主减速比i0之乘积； 取 4.313×4.3=18.55 rr：轮胎滚动半径；取0.33m。 三、半轴的设计计算 实际纵向力为上面的较小者，取值 8184.96N 第一工况合成弯矩： b是轮胎中心与轴承中心的距离,取32.5mm。 三、半轴的设计计算 左、右半轴所承受的扭矩为： 三、半轴的设计计算 第二工况:垂向力：对左半轴来说 G2—汽车满载静止于水平地面上时驱动桥给地面的载荷，此桥为1740×9.8=17052N。 gw—一侧车轮(包括车轮、轮毂、制动鼓、制动器等）自重，此桥为41×9.8=401.8N。 hg—汽车满载时的质心高度，此车为0.72m。 B2—此车轮距，为1.65m。 φ1—轮胎和地面的侧向附着系数，取1.0。 三、半轴的设计计算 G2—汽车满载静止于水平地面上时驱动桥给地面的载荷，此桥为1740×9.8=17052N。 gw—一侧车轮(包括车轮、轮毂、制动鼓、制动器等）自重，此桥为41×9.8=401.8N。 hg—汽车满载时的质心高度，此车为0.72m。 B2—此车轮距，为1.65m。 φ1—轮胎和地面的侧向附着系数，取1.0。 第二工况:垂向力：对右半轴来说 三、半轴的设计计算 G2—汽车满载静止于水平地面上时驱动桥给地面的载荷，此桥为1740×9.8=17052N。 gw—一侧车轮(包括车轮、轮毂、制动鼓、制动器等）自重，此桥为41×9.8=401.8N。 hg