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1、1、萬(wàn)向傳動(dòng)的計(jì)算載荷萬(wàn)向傳動(dòng)軸因布置位置不同,計(jì)算載荷是不同的。 計(jì)算載荷的計(jì)算方法主要有三種,見(jiàn)表41。表41萬(wàn)向傳動(dòng)軸計(jì)算載荷(Nm)位置計(jì)算方法用于變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋傳動(dòng)比來(lái)確定按驅(qū)動(dòng)輪打滑來(lái)確定按日常平均使用轉(zhuǎn)矩來(lái)確定表41各式中,Temax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩;n為計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù),取法見(jiàn)表42;i偽變 速器一擋傳動(dòng)比;n為發(fā)動(dòng)機(jī)到萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率;k為液力變矩器變矩系數(shù),k=(ko1)/2十1,ko為最大變矩系數(shù);Q為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷(N);mf為汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù),轎車:m?z=.21.4,貨車:02=11.2
2、;0為輪胎與路面間的附著系數(shù),對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車,在良好的混凝土或?yàn)r青路面上,0可取085,對(duì)于安裝防側(cè)滑輪胎的轎車,0可取1.25,對(duì)于越野車,0值變化較大,一般取1;rr為車輪滾動(dòng)半徑(m);i。為主減速器傳動(dòng)化;im為主減速器從動(dòng)齒輪到 車輪之間的傳動(dòng)比;nm為主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率;G為滿載狀態(tài)下轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷(N);mT為汽車最大加速度時(shí)的前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù),轎車:m=. 800.85,貨車:mT = 750.90;F1為日常汽車行駛平均牽引力(N);if為分動(dòng)器傳動(dòng)比, 取法見(jiàn)表42:kd為猛接離介器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù),對(duì)于液力自動(dòng)變速器,kd=1對(duì)于具有
3、手動(dòng)操縱的機(jī)械變速器的高性能賽車,kd= 3,對(duì)于性能系數(shù)fi=0的汽車(一般貨車、礦用汽車和越野車),kd=1,對(duì)于fi0的汽車,kd=2或由經(jīng)驗(yàn)選定。性能系數(shù)由下式計(jì)算2當(dāng)0.195mag_16時(shí)Te max式中,ma為汽車滿載質(zhì)量(若有掛車,則要加上掛車質(zhì)量)(kg)表42 n與if選取表車型高擋傳動(dòng)比ifg與低擋傳動(dòng)比ifd關(guān)系ifn4 X 4ifg ifd/2ifg1ifg ifd/3ifg2ifg/2 ifd/3ifd3對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)軸進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí),計(jì)算載荷TS取Tsei和Tssi的最小值,或取Tse?和Tse2的最小值,即TS=minTsei,Tssi或TS= minTse2,T
4、se2,安全系數(shù)一般取2.53.0。當(dāng)對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)軸進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算時(shí),計(jì)算載荷TS取TSFI或TSF2。二、十字軸萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì)十字軸萬(wàn)向節(jié)的損壞形式主要有十字軸軸頸和滾針軸承的磨損,十字軸軸頸和滾針軸承碗工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。一般情況下,當(dāng)磨損或壓痕超過(guò)0.15mr時(shí),十字軸萬(wàn)向節(jié)便應(yīng)報(bào)廢。十字軸的主要失效形式是軸頸根部處的斷裂,所以在設(shè)計(jì)十字軸萬(wàn)向節(jié)時(shí),應(yīng)保證十字軸軸頸有足夠的抗彎強(qiáng)度。設(shè)各滾針對(duì)十字軸軸頸作用力的合力為F(圖411),則TSFS(46)2r cos:式中,TS為萬(wàn)向傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,TS= min Tse,Tssmi n;r為合力F作用線到十字軸1100(160.195mag
5、Te max當(dāng)0.1959 16時(shí)Temax3中心之間的距離;a為萬(wàn)向傳動(dòng)的最大夾角。十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力aw應(yīng)滿足4式中,T為切應(yīng)力T許用值,為80120MPa滾針軸承中的滾針直徑一般不小于1.6mm以免壓碎,而且差別要小,否則會(huì)加重載荷在滾針間分配的不均勻性,一般控制在0.003mn以內(nèi)。滾針軸承徑向間隙過(guò)大時(shí),承受載荷的滾針數(shù)減少,有出現(xiàn)滾針卡住的可能性; 而間隙過(guò)小時(shí),有可能出現(xiàn)受熱卡住或因臟物阻 滯卡住,合適的間隙為0.0090.095mm滾針軸承的周向總間隙以0.080.30mr為好。滾針的長(zhǎng)度一般不超過(guò)軸頸的長(zhǎng)度,使其既有較高的承載能力,又不致因滾針過(guò)長(zhǎng)發(fā)生歪斜滾針軸承的接觸
6、應(yīng)力為最大載荷(N),由式(410)確定式中,i為滾針列數(shù);z為每列中的滾針數(shù)。度校核。32diFs二(d14d;廠 Z(47)式中,d1為十字軸軸頸直徑;d2為十字軸油道孔直徑;s為合力F作用線到軸頸根部的距離;如為彎曲應(yīng)力許用值,為250350MPS。十字軸軸頸的切應(yīng)力T應(yīng)滿足4F二(djd;)(48)而造成應(yīng)力集中。滾針在軸向的游隙一般不應(yīng)超過(guò)0.20.4mmFnLb(49)式中,n為滾針直徑(mm);Lb為滾針工作長(zhǎng)度(mm);Fn為在合力F作用下一個(gè)滾針?biāo)艿?.6Fiz(410)當(dāng)滾針和十字軸軸頸表面硬度在58HRC以上時(shí),許用接觸應(yīng)力為30003200MPa萬(wàn)向節(jié)叉與十字軸組成連
7、接支承。在萬(wàn)向節(jié)工作過(guò)程中產(chǎn)生支承反力,叉體受到彎曲和剪切,一般在與十字軸軸孔中心線成45的某一截面上的應(yīng)力最大,所以也應(yīng)對(duì)此處進(jìn)行強(qiáng)5按下式計(jì)算o可一彳蟲(chóng)2:式中n為十字軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)效率;f為軸頸與萬(wàn)向節(jié)叉的摩擦因數(shù), 滑動(dòng)軸承:f=0.150.20,滾針軸承:f=0.050.10;其它符號(hào) 意義同前。通常情況下,十字軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)效率約為9799。十字軸常用材料為20CrMnTi、20Cr、20MnVB?低碳合金鋼,軸頸表面進(jìn)行滲碳淬火處理, 滲碳層深度為0.81.2mm表面硬度為5864HRC軸頸端面硬度不低于55HRC芯部硬度 為3348HRC萬(wàn)向節(jié)叉一般采用40或45中碳鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為1833HRC滾針軸承碗
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