第五節(jié) 車輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

車輪傳動(dòng)裝置位于傳動(dòng)系的末端，其基本功用是接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將其傳給車橋(圖5—27)，車輪傳動(dòng)裝置為萬向傳動(dòng)裝置。萬向傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)見第四章，以下僅講一、結(jié)構(gòu)形式分析半浮式半軸(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，部力和力矩。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套二、半軸計(jì)算全浮式半軸的計(jì)算載荷可按車輪附著力矩M計(jì)算Φ1122半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為半軸的扭轉(zhuǎn)角為GIπppI=pI=p半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力宜為500～700MPa，轉(zhuǎn)角宜為每米長(zhǎng)度6°~15°。半浮式半軸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如下三種載荷工況：(1)縱向力Fx2最大，側(cè)向力Fy2為0：此時(shí)垂向力Fz2=m2G22，縱向力最大值半軸彎曲應(yīng)力σ和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ為h(2)側(cè)向力F最大，縱向力F=0，此時(shí)意味著發(fā)生側(cè)滑：外輪上的垂直反力F和內(nèi)輪上的垂直反力F分別為FF2 )2外輪上側(cè)向力F和內(nèi)輪上側(cè)向力F分別為內(nèi)、外車輪上的總側(cè)向力F為GΦ。這樣，外輪半軸的彎曲應(yīng)力σ和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力σ分別為2ir2ia)i3(3)汽車通過不平路面，垂向力F最大，縱向力F=0，側(cè)向力F=0：此時(shí)垂直力最大值F為：z21半軸彎曲應(yīng)力σ為σ=z2=23／4浮式半軸計(jì)算與半浮式類似，只是半軸的危險(xiǎn)斷面不同，危險(xiǎn)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(duì)花鍵應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力和鍵齒切應(yīng)力驗(yàn)算。三、半軸可靠性設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)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。對(duì)于全浮式半軸來說，所受的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ按下式計(jì)算τ=3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rTd機(jī)變量。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)：將g(X)在均值E(X)=X處展開成二階泰勒級(jí)數(shù)，可得到g(X)的二階近似均值μg和一階近似方差σ2不論g(X)服從什么分布，可靠性指標(biāo)定義為可靠度的一階估計(jì)量為)(β)為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)。2.可靠性設(shè)計(jì)給定半軸可靠度R，查表得可靠性指標(biāo)β,由式(5-55)經(jīng)推導(dǎo)整理得T。2根據(jù)加工誤差和3σ法則，取半軸直徑標(biāo)準(zhǔn)差σ為0.005倍的半軸直徑均值心，求解d式(5-58)即可求得半軸的最小直徑的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ。四、半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)半軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1)全浮式半軸桿部直徑可按下式初步選取ΦΦ根據(jù)初選的d，按前面的應(yīng)力公式進(jìn)行強(qiáng)度校核。2)半軸的桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸花鍵的底徑，以便使半軸各部分達(dá)到基本等強(qiáng)度。3)半軸的破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞損壞，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑，尤其是凸緣與桿部、花鍵與桿部的過渡部分，以減小應(yīng)力集中。4)對(duì)于桿部較粗且外端凸緣也較大時(shí)，可采用兩端用花鍵連接的結(jié)構(gòu)。5)設(shè)計(jì)全浮式半軸桿部的強(qiáng)度儲(chǔ)備應(yīng)低于驅(qū)動(dòng)橋其它傳力零件的強(qiáng)度儲(chǔ)備，使半軸起一個(gè)“熔絲”的作用。半浮式半軸直接安裝車輪，應(yīng)視為保安件。二、半軸計(jì)算全浮式半軸的計(jì)算載荷可按車輪附著力矩M計(jì)算Φ122半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為3半軸的扭轉(zhuǎn)角為GIπppp半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力宜為500～700MPa，轉(zhuǎn)角宜為每米長(zhǎng)度6°~15°。半浮式半軸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如下三種載荷工況：(1)縱向力Fx2最大，側(cè)向力Fy2為0：此時(shí)垂向力Fz2=m2G22，縱向力最大值半軸彎曲應(yīng)力σ和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ為h(2)側(cè)向力F最大，縱向力F=0，此時(shí)意味著發(fā)生側(cè)滑：外輪上的垂直反力F和內(nèi)輪上的垂直反力F分別為FF2 )2外輪上側(cè)向力F和內(nèi)輪上側(cè)向力F分別為y2oy2i內(nèi)、外車輪上的總側(cè)向力F為GΦ。這樣，外輪半軸的彎曲應(yīng)力σ和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力σ分別為y2oy2ir2ia)i3(3)汽車通過不平路面，垂向力F最大，縱向力F=0，側(cè)向力F=0：此時(shí)垂直力最大值F為：z21半軸彎曲應(yīng)力σ為σ=z2=23／4浮式半軸計(jì)算與半浮式類似，只是半軸的危險(xiǎn)斷面不同，危險(xiǎn)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(duì)花鍵應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力和鍵齒切應(yīng)力驗(yàn)算。三、半軸可靠性設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)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。對(duì)于全浮式半軸來說，所受的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ按下式計(jì)算τ=3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rTd機(jī)變量。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)：將g(X)在均值E(X)=X處展開成二階泰勒級(jí)數(shù)，可得到g(X)的二階近似均值μ和一階近似方差σ2不論g(X)服從什么分布，可靠性指標(biāo)定義為g可靠度的一階估計(jì)量為)(5-57)(β)為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)。2.可靠性設(shè)計(jì)給定半軸可靠度R，查表得可靠性指標(biāo)β,由式(5-55)經(jīng)推導(dǎo)整理得T。πππ2π2根據(jù)加工誤差和3σ法則，取半軸直徑標(biāo)準(zhǔn)差σ為0.005倍的半軸直徑均值心，求解d式(5-58)即可求得半軸的最小直徑的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ。四、半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)半軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1)全浮式半軸桿部直徑可按下式初步選取