传动轴总成及零件设计
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- 传动轴总成及零件设计三、总成及主要零件的设计计祘:
传动轴的设计计祘,应采用《汽車设计》中介绍的公式,这是传动轴行业通用的,只有采用相同的计祘公式,其结果才具有可比性。不要用一般机械设计手册中介绍的公式。
1、总成临界转速:
N=0.12*10^9*((D^2+d^2)^1/2)/L^2
其中:D:轴管外径;d:轴管内径;L:两万向节中心距。
安全系数:
k=临界转速N / 传动轴最高工作转速n k>1.5
只有制造精度高,动平衡精度高的传动轴,才允许采用低的安全系数。临界转速安全系数过小,可引发灾难性事故,务必谨慎。
在上述公式中,将传动轴简化为轴管进行临界转速的计祘,存在误差。经过激振法测试传动轴临界转速验证,证明公式计祘出耒的数值偏大。用旋转法测量包含了传动轴的几何位置偏差,更符合实际,其数值可能比激振法测得的还要小一些。在使用过程中,由于磨损间隙增大,临界转速会变小。过小的临界转速安全系数,不能保证传动轴平稳工作。
2、十字轴:
a)危险截面弯曲应力:
b=32D*p*h/(π(D^4-d^4))
其中:D:十字轴轴径;P=M最大/2R:轴颈上作用力;h:作用力到危险截面距离;d:轴颈内油孔直径;R:十字轴作用力半径;π:圆周率。
其数值大小决定十字轴的疲劳断裂寿命。应使十字轴的疲劳寿命大于使用寿命,保证安全性。
危险截面弯曲应力许用值,轻中型汽车十字轴,小于等于350Par;重型小于等于300Par;超重型小于等于250Par;特重型小于等于200Par。
b)滚针与轴颈的挤压应力:
b=272((1/D+1/d针)*4.6P/(i针*L针))^1/2
其中:D:十字轴轴径;d针:滚针轴径;P:十字轴轴颈上作用力;i针:滚针根数;L针:滾针有效长度。
挤压应力决定十字轴表面的接触疲劳。应力太高会产生早期压痕及剝落,引起接触疲劳而过早失效。耳孔同轴度,轴承支承刚度等都能影响应力分布的均匀性,对接触疲劳影响很大。带凸度的滾针轴承可以减少耳孔同轴度、耳孔受载荷变形的敏感性,改善应力分布,显著提高万向节使用寿命。
3、滑动花键轴:
a)花键轴扭转应力:
T=16M最大*10^3/(π*d^3)
其中:π:圆周率;d:花键齿根圆直径。
它决定花键轴的扭转疲劳寿命,其应力值应小于它的扭转疲劳强度,保证安全性。
扭转应力允许值小于等于240Par,安全系数2左右。...