某型汽車發(fā)電懸架傳動系統(tǒng)的研究設計

【摘 要】本文對某型汽車懸架傳動系統(tǒng)的傳動軸進行了結構設計和強度校核，滿足了設計要求。

【關鍵詞】懸架；傳動系統(tǒng)；設計；校核

一、懸架的基本參數(shù)

本文采用某型汽車1/4車輛模型為研究對象來設計振動能量回收發(fā)電懸架的樣機，基本參數(shù)如表1所示。

表1 某型汽車基本參數(shù)

二、軸的設計

軸上所用材料有兩大類，即碳素鋼、合金鋼。碳素鋼比合金剛價格低廉，對應力集中的敏感性較低，采用正火或調質等熱處理后可提高力學綜合性能，故得到廣泛應用，合金鋼具有好的力學性能及淬火性能，能傳遞較大的動力，軸徑具有很好的耐振性。我們選用20Cr，經滲碳淬火后，表面硬度56-62HRC，抗拉強度極限σb=640MPα，屈服極限σs=390MPα，彎曲疲勞極限σ-1=305MPα，剪切疲勞極限τ-1=160MPα，許用彎曲應力[σ-1]=60MPα許用剪切應力[τ-1]=40-52MPα。當ωt=0時，輸入軸上慣性扭轉力矩Mfz=56.1N·m最大，因此d≥■=■=17.8mm，取d=20mm。

三、標準件的選擇

根據(jù)Mfz=56.1N·m，選取CKA徑向楔塊式超越離合器總成：CKA3型，其性能指標及有關尺寸如表2所示。

表2 CKA3型性能指標表

四、軸的強度及安全性校核

已知：M■=-M■=56.1N·m，p=2240N。（1）疲勞強度安全系數(shù)校核。在畫出軸的彎矩和扭矩圖之后，選擇軸上的危險截面，對由表面狀態(tài)和尺寸變化造成的應力集中進行疲勞強度校核，本軸最危險的載荷是C面。它即存在較大的彎矩造成彎曲應力，又存在由扭矩造成的剪切應力。把這兩項應力分別分解成平均應力xσm、τm和應力幅σα、τα。然后分別求出彎矩作用下的安全系數(shù)Sσ，和扭矩作用下的Sτ，然后求出安全系數(shù)S，使其滿足大于或等于許用的安全系數(shù)[S]即S=■≥[S]

首先確定許用安全系數(shù)[S]，因為軸的材料比較均勻，載荷計算較準確，因此取[S]=1.3-1.5，中的[S]=1.3。（2）軸的剛度校核。軸在受到彎矩、扭矩作用時，要產生撓度、偏轉角和扭轉角，這將影響整個系統(tǒng)的正常工作。所以要對軸的剛度進行校核。實際最大撓度：

y■=■=■

=0.044mm<[y]=0.05

實際A端偏轉角： Qα=■=■ =0.000067rad<[θ]=0.05rad，實際B端偏轉角： Qb=■=■ =0.0009rad<[θ]=0.005rad，可見軸的撓度及軸端偏轉角在許用范圍之內。本傳動軸只在C-F段受扭轉力矩，只考慮C-F段的扭轉變形情況。對軸中心的扭轉慣性矩JP=■d4=15708mm4，扭轉彈性系數(shù)G=8.1×104MPa。實際扭轉角φ=■=■=0.0063°，折合為單位長度的變形量為0.044°/m，此值小于許用扭轉角[φ]=0.5-1°/m?？梢姳緜鲃虞S的扭轉角在許用范圍之內，因此軸的剛度符合要求。

本文研究設計了傳動系統(tǒng)的具體結構，對傳動系統(tǒng)的主要零件進行了設計計算和強度、剛度的校核。

參 考 文 獻

[1]黃旭其等.基于CATIA參數(shù)化的汽車懸架設計技術[J].機電產品開發(fā)與創(chuàng)新.2007（4）

[2]方錫邦等.雙橫臂獨立懸架轉向傳動機構的優(yōu)化設計[J].合肥工業(yè)大學學報（自然科學版）.2001（5）