汽车质量在前后轴轴荷分配(2)

2019-08-29 18:46

前悬架:采用纵向对称长截面钢板弹簧,双向作用筒式减振器。 后悬架:采用纵向对称渐变刚性钢板弹簧,双向作用筒式减振器。 10、转向器结构型式

采用循环球式动力转向器 11、制动系

前后采用独立双回路液压制动系统,制动阀为双腔串联活塞式。 行车制动器:前后均为鼓式,制动鼓内径Φ320mm 驻车制动器:中央鼓式制动鼓由机械式软轴操作 空气压缩机:单缸风冷式 贮气筒:整体双腔式 12、其它结构

车架采用冲压铆接梯形结构 前轮 单胎

后轮 双胎7.50~16 14层级轮胎,可选用8.25~16轮胎,5.50F~16 选6.00G~16轮辋

备用轮胎升降器为悬链式。

三、驱动桥设计计算

(一) 主减速器齿轮计算载荷的确定

1、 按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩。

Tce ?

K d Te ki i i ?

max 1 f 0 n

取Kd=1,K=1,?1=6.4,n=1,if=1,?0=5.86,η=90% 得Tce=6804.7N·m

2、 按驱动轮打滑转矩确定Tcs

Tcs???rrG2m2im?m

其中,G2=3000kg,m2′=1.2 ,rr=400mm,?m=5.86,φ=0.85,ηm=85% ∴Tcs=245.7 N·m

Tc=min[Tce Tcs] =245.7 N·m

3、 按汽车日常行使平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcf

Tcf?Garr(fR?fH?fi)im?mn

当计算锥齿轮疲劳寿命时,Tc取Tcf

主动锥齿轮的计算转矩为

Tz?其中ηG=90% ∴Tz=48.3 N·m

(二) 锥齿轮主要参数选择

1、 主从动锥齿轮数z1,z2

主动锥齿轮齿数z1=7 从动锥齿轮z2=39

Tci0?G

∴传动比?=39/7=5.57

2、 从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数ms

D2?KD23TcKD2为直径系数,一般为13.0~15.3,取KD2=15 ∴D2=95mm

m s ? D / z 2

2 ? K 3 T m s m c

其中Km=0.4,

∴ms=2.4

3、 主从动锥齿轮齿面宽b1和b2 节距

2A?msz12?z2/2=2.4 =2.5

=47.5mm

齿面宽b≤30% A=14mm。 4、 中点螺旋角β=35? 5、 螺旋方向

主动锥齿轮左旋,大齿轮右旋 6、 法向压力角α=20?

(三) 主减速器锥齿轮强度计算

1、 单位齿长圆周力

按发动机最大转矩计算时,

p?2TemaxigD1b?102?2?201.6?6.4?102/16.8/14?1097?[p]

满足设计要求。

? ?

w

2T k k k c 0 s m ? 10 3 k v m s bDJ w

≤700Mpa

2、 齿轮弯曲强度3、 齿轮接触强度

?j?CpD12Tzk0kmkskfkvbJJ?103≤2800 Mpa

∴强度符合要求

锥齿轮材料用ZQSn10 (四) 差速器主参数选择

1、 行星齿轮n=2

2、 行星齿轮球面半径Rb

Rb?Kb3TdKb=2.5~3.0,

节锥距

A0=(0.98~0.99)Rb

3、 行星齿轮和半轴齿轮节锥角?1、?2及模数m

?z1??1?arctan?z?锥齿轮大端端面模数m为

2???z2??2?arctan?z?1??

m?2A02Asin?1?0sin?2z1z2

4、 压力角α=22?30?

5、 行星齿轮轴直径d和支承长度L

T0?103d?1.1??c?nrdL=1.1d

?w?(五) 差速器齿轮强度计算

∴强度符合要求

2Tkskm?103kvmb2d2Jn≤980 Mpa

例:制动时前、后轮的地面法向反作用力

如下图所示为,忽略汽车的滚动阻力偶和旋转质量减速时的惯性阻力偶矩,汽车在水平路面上制动时的受力情况。因为制动时车速较低,空气阻力

Fw可忽略不计,则分别对汽车前后

轮接地点取矩,整理得前、后轮的地面法向反作用力为

?mgduhgF?(L?)?z12Ldtg???F?mg(L?duhg)z21?Ldtg? (4-25)

mg??F??hg?0.9Fz1??z1L???F??mg?h??0.38Fz2gz2?L? (4-26)

式中:?Fz1和?Fz2分别为前后轮因制动形成的动载荷。如果假设汽车前后轮同时抱死,

j?则汽车制动减速度

dudt为

1dudu=g?b?b?gdt (4-27) dt或

式中:

?b为附着系数。

mg?F?(L2?hg?b)??z1L??F?mg(L?h?)z21gb?L? (4-28)

将式(4-27)代入式(4-25),有

由式(4-28)可知,制动时汽车前轮的地面法向反作用力Fz1随制动强度和质心高度增加而增大;后轮的地面法向反作用力Fz2随制动强度和质心高度增加而减小。随大轴距汽车前后轴的载荷变化量小于短轴距汽车载荷变化量。例如,某载货汽车满载在干燥混凝土水平路面上以规定踏板力实施制动时,?Fz1为静载荷的90%,?Fz2为静载荷的38%,即前轴载荷增加90%,后轴载荷降低38%。

前轮驱动或后轮驱动本身不会对制动的表现有大的影响,对汽车制动的主要

影响是汽车前后轴荷的变化。地面对前、后车轮上的法向反作用力数值等于车轮的垂直载荷,制动时法向反作用力影响作用在车轮上的摩擦力大小。汽车静止时前后轴荷是平衡的,法向反作用力是均衡分布的但在制动过程中,由于汽车惯性力的作用.轴间的载荷会重新分配。在制动过程中.汽车受惯性影响向前冲,前轮负荷变大幅度增大;后轮载荷大幅度减少。

例:WZ 3900矿用汽车各种装载质量时前后轮胎的负荷计算

(l)已知:空车重39 000kg 前轴负荷18 600kg 后轴负荷20 400kg

满载总重89 000kg 前轴负荷29 400kg 后轴负荷59 600kg 轴距4 400mm

(2)假定:装载质量变化时,装载物的质量中心在水平面上的投影位置不变(仅质量中心的高度变化)

(3)由 1得:由 50吨装载质量产生的前轴负荷为 29 400—18 600=10 800kg 由 50吨装载质量产生的后轴负荷为 59 600—20 400=39 200kg 设装载物的质量中心距前轴的距离为a,则根据力矩平衡原理有: 50 000a =39 200×4 400

∴ a=39 200×4 400/50 000=3 449.6mm

装载物质量中心距后轴的距离b= 4 400-3 449. 6=950.4mm

(4)若装载质量为30吨,则装载质量分配到前、后轴的轴荷分别为: 前轴 30 000×950.4/4 400=6 480kg

后轴 30 000—6 480=23 520kg 前轴总轴荷=18 600+6 480=25 080kg

后轴总轴荷=20 400+23 520=43 920kg

前轮负荷=25 080/2=12 540kg 后轮负荷=43 920/4=10 980kg

(5)其他装载质量时前后轮负荷计算方法同此,从略。 例: 计算实例

称得一辆汽车前轴质量为1030kg,后轴质量为1260kg。测出其前轴制动力分别为,左轮3500N,右轮3100Nz后轴制动力分别为3900N和330ON。驻车制动力为5100N,制动协调时间为0.45s。判断该车制动性能是否合格。 前轴制动力占前轴重力的百分比: (3500+3100)/(1030×9.8)≈65% 制动力总和占整车重力的百分比:

(3500+3100+3900+3300)/〔(1030+1260)×9.8〕≈61% 前轴左右轮制动力差与前轴左右轮中制动力大者之比: (3500一3100)/3500≈11%

后轴左右轮制动力差与后袖左右轮中制动力大者之比: (3900-3300)/39002≈15%

驻车制动力与该车在测试状态下整车重力的百分比: 5100/〔(1030+1260k×9.8〕≈23%

该车后轴制动力与后轴重力之比为58%,由于在GB7258-1997中只考核前轴制动力与前轴重力的百分比和制动力总和与整车重力的百分比,并未要求考核后轴,因此从上面计算结果来看,该车制动性能是合格的。现代轿车车速高,制动时轴荷(即轴的重力)转移大,在设计制造时,前轮制动力的设计能力较大。前轴左右轮制动力之和常大于前袖静态轴荷的100%,而后轴左右轮制动力之和常小于后轴静态轴荷的40%。由于前轮制动能力大,所以整车制动力仍大于整车重力的60%。新国标适应了汽车发展变化的新形势。


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