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Pmax?TemaxiTL?T/rr=1686.633N (5.4 ) 式中:Temax——发动机的最大转矩190N?m; iTL——传动系最低档传动比25.421; ?T——传动系的传动效率0.9; rr——轮胎的滚动半径0.388m。
图5.2 汽车以最大牵引行驶时桥壳的受力分析简图
后驱动桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯曲矩为:
Mv?G2B?s?m2?=16864.85N?m (5.5) 22式中:m2——汽车加速行驶时的质量转移系数1.2;
由于驱动车轮的最大切向反力使桥壳也承受水平方向的弯矩,对于装用普通圆锥齿轮差速器的驱动桥,在两弹簧之间桥壳所受的水平方向的弯矩为: PB?s?6736.N5?1m (5.6) Mh?max?22 桥壳还承受因驱动桥传递驱动转矩而引起的反作用力矩。这时在两板簧座间桥壳承受的转矩为:
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T?TemaxiTL?T?8269N?m (5.7) 2式中: Temax,iTL,?T——见式(5.4)下的说明。
当桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面处为圆管断面时,则在该断面处的合成弯矩为:
M??Mv2?Mh2?T2?21934.N2?7m (5.8)
该危险断面处的合成应力为:
Mv2?Mh2?T2? ?? (5.9) ??138.0?4?[?]MPa500?WW式中:W——危险断面处的弯曲截面系数158896.7mm3。 5.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算
这时不考虑侧向力。图5.3为汽车紧急制动时桥壳的手力分析简图.此时在作用在左右驱动车轮上除有垂向反力G2m2/2外,尚有切向反力,即地面对驱动车
M图5.3 汽车紧急制动时桥壳的受力分析简图
轮的制动力G2m2?/2。因此可求得:
紧急制动时桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩Mv及水平方向弯矩Mh分别为
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Mv?G2'B?s?m??11945.93N?m (5.11) 22GB?sMh?2?m'????9556.75N?m (5.12)
22式中:G2,B,s——见式(5.1)说明;
m'——汽车制动时的质量转移系数,对于越野汽车的后桥,m'?0.85; ?——驱动车轮与路面的附着系数0.8。
桥壳在两钢板弹簧的外侧部分同时还承受制动力所引起的转矩
G'??rr?17684.6N5? m T?2m (5.13) 2紧急制动时桥壳在两板簧座附近的危险断面处的合成应力:
2Mv2?Mh?T2? ? (5.14) ???92.53?[?]?500MPa?WWM 扭转应力
??T (5.15) ?35.26?[?]?40M0PaWt综上所述,满足强度校核要求。 5.2.5 汽车受最大侧向力时桥壳的强度计算
当汽车满载、高速急转弯时,则会产生一想当大的且作用于汽车质心处离心力。汽车也会由于其他原因而承受侧向力。当汽车所承受的侧向力达到地面给轮胎的侧向反作用力的最大值即侧向附着力时,则汽车处于侧滑的临界状态,此时没有纵向力作用。侧向力一旦超过侧向附着力,汽车则侧滑。因此汽车驱动桥的侧滑条件是:
P2?Y2L?Y2R?G2?1?5479 (5.16) N9式中:P2——驱动桥所受的侧向力;
Y2L,Y2R——地面给左、右驱动车轮的侧向反作用力;
G2——汽车满载静止于水平面时驱动桥给地面的载荷45619N; ?1——轮胎与地面的侧向附着系数1.0。
由于汽车产生纯粹的侧滑,因此计算时可以认为地面给轮胎的切向反作用力(如驱动力、制动力)为零。
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汽车向右侧滑时,驱动桥侧滑时左、右驱动车轮的支承反力为: Z2L1hg?11hg?1?G2(?)?2486N Z2R?G2(?)?67383N
2B2B(5.17)
式中:Z2L,Z2R——左、右驱动车轮的支承反力,N; hg——汽车满载时的质心高度,0.55m; G2,?1——见式(5.16)下的说明; B——驱动车轮的轮距1.3m。 钢板弹簧对驱动桥壳的垂向作用力为:
' T2L?0.5G2?G2?1(hg?rr')/s?26909N
' T2R?0.5G2 (5.18) ?G2?1(hg?rr')/s?3484N7'式中:G2——汽车满载时车厢通过钢板弹簧作用在驱动桥上的垂向总载荷
1450×9.8×74%N;
rr'——弹簧座上表面离地面高度,0.472+0.060+0.020=0.372m; G2,?1,hg——见式(5.17)下的说明; s——两板簧座中心间的距离1.19m。
对于半轴为为全浮式的驱动桥,在桥壳两端的半轴套管上,各装着一对轮毂轴承,它们布置在车轮垂向反作用力Z2的作用线的两侧,通常比外轴承离车轮中心线更近。侧滑时内、外轮毂轴承对轮毂的径向支承力S1,S2如图5.4所示,可根据一个车轮的受力平衡求出。
汽车向右侧滑时左、右车轮轮毂内外轴承的径向支承力分别为:
S1L?rrbY2L?Z2L?890N2 (5.19) a?ba?brraY2L?Z2L?11154N (5.20) a?ba?b S2L? S1R?rrbY2R?Z2R?383448.6N (5.21) a?ba?b34
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S2R?rraY2R?Z2R?3660.6N0 (5.22) a?ba?b式中:rr——轮胎的滚动半径0.388m;
图5.4 汽车向右侧滑时轮毂轴承对轮毂的径向支承力S1、S2分析用图
(a)轮毂轴承的受力分析用图;(b)桥壳的受力分析用图
a,b,Y2L,Y2R,Z2L,Z2R——见图5.4,其中地面给左右驱动车轮的侧向反作用力
Y2L、Y2R可由下式求得:
Y2L?Z2L?1?Z2L?1.0?Z2L?2486N
Y2R?Z2R?1?Z2R?1.0?Z2R?6738 (5.23) N3轮毂内、外轴承支承中心之间的距离(a?b)愈大,则由侧滑引起的轴承径向力愈小。另外,(a?b)足够大,也会增加车轮的支承刚度。否则,如果将两轴承的距离缩
(a?b)至使两轴承相碰,则车轮的支承刚度会变差而接近于3/4浮式半轴的情况。当然,
的数值过大也会引起轮毂的宽度及质量的加大而造成布置上的困难。在载货汽车的设计中,常取(a?b)?rr/4。轮毂轴承承受力最大的情况是发生在汽车侧滑时,所以轮轴
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