汽车传动系统设计指南(4)

底盘系统设计指南

驱动轴角度系数Ax=cos2β×（1-sinβ）

满载与空载的均值 平均夹角 TJ 6.591° Ax 0.8736 BJ 6.308° Ax 0.8794 6．计算寿命目标值：100000km 二、分析计算

1、假定参数：1）φ＝1.0，振动系数Ks＝1.2，承载系数kt＝1.33

2）汽车以μ＝1，Ks＝1.2时最大扭矩起步，以发动机最大扭矩的2/3驱

动且各档匀速，各档利用率分别为：Ⅰ：1％ Ⅱ：5％ Ⅲ：27％ Ⅳ： 40％ Ⅴ：27％。

2、起步扭矩和附着扭矩计算应力，并以两者中较小值选取CVJ尺寸 MN—传动轴的额定扭矩； MB—静态失效扭矩； Md—动态额定扭矩； 起步转矩：MA=1/2 × KS × Mmax

MA＝1/2 ×1.2× 118 × 13.679=968.47（N·m）(2轮驱动) 附着转矩：MH=1/2 × KS × G × B/(L+μ×h) ×Rr

MH =1/2 × 1.2× 1375 × 9.8× 1.2/(2.34+1×0.572) × 0.275=920.02（N·m） MN依取920.02 N·m适取球笼式万向节的系列规格

以GKN形式为Base β=0 /10° β=0°时的静态失效扭矩 β=0 /10

TJ取 GI型580 MN=1040 N·m MB=1900 N·m Md=220 N·m BJ 取 AC 75 MN=944 N·m Md=178 N·m 3、校核使用寿命 TJ端 Ax 1 0.01 2 0.05 3 0.27 4 0.4 5 0.27 ★ 机密文件 严禁外传 ★ 16

底盘系统设计指南 ix Nx Vx Mx Lhx 13.679 328.97 34.11 538.04 40.75 7.747 580.87 60.22 304.72 161.57 5.697 789.89 81.89 224.08 340.26 4.458 1009.42 104.65 175.35 613.99 3.277 1373.21 142.37 128.90 1136.29 Mx=1/2 × 2/3 × Mm × ix

当nx＜1000rpm 时 Lhx=25339/nx0.577 × (AXMd/MX)3 当nx＞1000rpm 时 Lhx=470756/nx × (AXMd/MX)3

1/Ln=0.01/40.75+0.05/161.57+0.27/340.26+0.40/613.99+0.27/1136.29 Ln=446.93（h）

vm=0.01×34.11+0.05×60.22+0.27×81.89+0.4×104.65+0.27×142.37=105.76（km/h）

Ls=Ln × Vm=47268.84

再取ETJ79（广州NTN裕隆公司生产的）Mn=1520 N·m Md≈317（N·m） 由 Ls1/Ls2=(Md2/Md1)3

Ls2=(317/220)3×47268.84=141411（km），满足使用的强度及耐久性要求。 BJ端 Ax ix nx Vx Mx 1 0.01 13.679 328.97 34.11 538.04 2 0.05 7.747 580.87 60.22 304.72 3 0.27 5.697 789.89 81.89 224.08 4 0.4 4.458 1009.42 104.65 175.35 5 0.27 3.277 1373.21 142.37 128.90 ★ 机密文件 严禁外传 ★ 17

底盘系统设计指南 Lhx 22.02 87.30 183.85 331.75 613.96 1/Lh=0.01/22.02+0.05/87.30+0.27/183.85+0. 40/331.75+0.27/613.96 Lh=241.486（h）

Ls=Lh×Vm=25540.28（km）

再取BJ82（广州NTN裕隆公司生产的） Mn=1790 N·m， Md≈340N·m 由 Ls1/Ls2=(Md2/Md1)3

Ls2=(340/178)3×25540.28=177993（km），满足使用的强度及耐久性要求。 三、选取传动轴的结构形式

1.按照分析计算的结果，该车型的驱动轴为广州NTN裕隆公司生产的BJ82+ETJ79型驱动轴。

d) 球笼式等速万向节花键轴直径的计算和钢球直径的选择 一、发动机及变速箱参数 发动机

型号：LJ465Q-1ANE1 额定功率：38.5KW/5200RPM 最大扭矩：83N.m/3000-3500RPM

档位 传动比 二、设计计算 发动机输出最大扭矩:

1 3.416 2 1.894 3 1.280 4 0.941 5 0.757 倒 3.818 主传动比 4.388 Mmax?T?i0?imax 对于这种变速箱有：

Mmax?83?4.388?3.818?1390.53N?m

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底盘系统设计指南

如上图所示对于花键轴部分S有

'M?SS?3maxF(mm)

0.00872'其中Mmax为车轮打滑扭矩(kgf.m)

SF为使用因素，考虑几种不便于精确计算的变量对万向节寿命的影响因素。

使用因素与安全系数相似。对使用扭矩而言，它的值越大，允许负荷就越小。 使用因素推荐如下，

理想传动——无振动 SF＝１

轻微振动 SF＝１.２~１.５ 中等振动 SF＝１.７~２.０

'在这里考虑到Mmax为车轮打滑扭矩，而Mmax为发动机输出的最大扭矩，

'Mmax?Mmax，所以他们之间就已经存在一点安全系数了。

' 对Mmax＝Mmax/2＝695.27N.m＝70.95Kgf.m

取SF为1

有S?370.95?1(mm)＝20.1mm

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底盘系统设计指南

然后根据S的值查表可得钢球的直径 D=15.1mm

e).十字轴万向节强度校核

在设计十字轴万向节时，应保证十字轴颈有足够的抗弯强度。设诸滚针对十字轴颈作用力的合力为F，则： F?T

2rcos? 式中T—传动轴计算扭矩，取按两种情况计算的转矩（按发动机最大扭矩、变速器一档和按满载驱动轮附着系数为0.8计算）的较小者；

r—合力作用线与十字轴中心间的距离； α—万向节的最大夹角； 十字轴颈根部的弯曲应力为：

??32d1Fs 44?(d1?d2)式中d1—十字轴轴颈直径；

d2 —十字轴油道孔直径； s— 力作用点到轴颈根部的距离。 弯曲应力应不大于250~350N/mm2。 十字轴轴颈的剪应力：

??4F 44?(d1?d2)剪应力应不大于80~120N/mm2。 滚针轴承的接触应力：

?j?272(11Fn ?)d1dL★ 机密文件 严禁外传 ★ 20