SJ-CD-1-2006-后驱动桥半轴强度校核规范.doc

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编号

SJ-CD-1—2006

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密级

商密3级▲

股份有限公司内部技术规范

后驱动桥半轴强度校核规范

2005-12-

股份有限公司?发布

前言

为了总结多年来对后驱动桥半轴总成的设计经验和指导以后的设计工作，特制定本规范。

本规范总结了多年来对后驱动桥半轴的设计校核经验，对后桥半轴的静强度校核进行了总结，以方便对以后的设计工作进行指导和协助。

本规范由汽车工程研究院底盘所

本规范由汽车工程研究院项目处进行管理和解释；

本规范主要起草人员：

本规范的版本记录和版本号变动与修订记录

版本号

制定/修订者

制定/修订日期

批准

日期

后驱动桥半轴强度校核规范

1适用范围

本标准规定了对后驱动汽车半轴进行强度校核计算的流程。

本标准适用于后驱动汽车半浮式半轴的强度校核计算。

2计算校核所需参数

表一半轴强度计算常用参数

常用材料

40Cr、40MnB、35CrMnTi

许用应力（MPa）

[σ]

许用剪切力（MPa）

[τ]

轴承力作用点距轮胎支撑汽车垂直力作用点的距离（mm）

b

半轴最小直径(mm)

Dmin

半轴最小直径杆部长度(mm)

L

半轴花键工作长度(mm)

Lp

花键轴外径(mm)

DB

相配的花键孔内径(mm)

dA

花键齿数

Z

花键齿宽(mm)

B

3半轴强度的计算

半轴的主要尺寸是它的直径，在设计时首先可根据对使用条件和载荷工况相同或相近的同类汽车通行时半轴的分析比较，大致选定从整个驱动桥的布局来看比较适合的半轴半径，然后对它进行强度核算。半轴的强度计算时首先应合理地确定作用在半轴上的载荷，应考虑到以下三种可能的载荷工况：

纵向力（驱动力或制动力）最大时，其最大值为，附着系数在计算时取0.8，没有侧向力作用；

2、侧向力最大时，其最大值为（发生于汽车侧滑时），侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数在计算时取1.0，没有纵向力作用；

垂向力最大时（发生在汽车以可能的高速通过不平路面时）,其值为，其中为车轮对地面的垂直载荷，为动载荷系数，这时不考虑纵向力和侧向力的作用。

由于车轮承受的纵向力、侧向力值的大小受车轮与地面最大附着力的限制，即有，故纵向力最大时不会有侧向力作用，而侧向力最大时也不会有纵向力作用。

3.1半轴在纵向力（驱动力或制动力）最大时（简称第一工况）的强度计算

3.1.1左、右半轴所受垂向力Z2L’、Z2R’

式中：m——汽车加速和减速时的质量转移系数，对于前驱动桥可取1.4～1.7；对于后驱动桥可取1.2～1.4；

——汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷，N；

——车轮（包括轮毂、制动器等）的重力,N。

3.1.2左、右半轴所受纵向力X2L、X2R

式中：——轮胎与地面的附着系数，取=0.8。

按发动机最大扭矩计算：

式中：——发动机最大输出扭矩；

——变速器1档速比；

——主减速器速比；

——传动系统效率；

——轮胎滚动半径。

取两种计算方法所得最大值的方法计算。

3.1.3左、右半轴所承受的合成弯矩

3.1.4半轴的弯曲应力

≤

3.1.5半轴的弯曲安全系数

3.1.6半轴所受的转矩T

3.1.7半轴的扭转力

≤

3.1.8半轴扭转的安全系数

3.1.9半轴的合成应力

3.1.10半轴的最大扭转角θ

3.1.11半轴花键的剪切应力

3.1.12半轴的挤压应力

3.1.13半轴花键的剪切安全系数和挤压安全系数

在保证安全系数在1.3～1.6范围时，半轴的扭转许用应力可取为[τ]=490～588MPa。当传递最大转矩时，半轴花键的剪切应力不应超过71.05MPa，挤压应力不应超过196MPa，半轴单位长度的最大转角不应大于8°/m。

3.2无纵向力作用，即汽车侧滑(简称：第二工况)时的强度计算（假设汽车向右侧滑）。

3.2.1半轴承受的垂向力Z2R和侧向力Y2R

式中：——轮胎与地面的侧向附着系数，取=1.0；

——汽车质心高度，mm。

式中的“+”、“-”号的取舍规定为：当侧向力向右作用时，取上面的符号；当侧向力向左作用时，取下面的符号。

3.2.2半轴的弯矩

3.2.3半轴的合成应力

3.2.4半轴的安全系数

3.3半轴通过不平路面（简称：第三工况）的强度。

3.3.1半轴所承受的弯矩

3.3.2半轴的合成应力

3.3.3半轴的安全系数

半轴的安全系数可参考表二半轴安全系数取值参考表

表二半轴安全系数取值参考表

1、按疲劳强度条件进行精确校核时，半轴安全系数的取值

S

使用条件

1.3～1.5

用于材料均匀，载荷与应力计算精确时

1.5～1.8

用于材料不够均匀，计算精确较低时

1.8～2.5

用于材料均匀性及计算精确度很低