驱动桥转向节设计计算
转向
转向驱动桥具有驱动作用外,还需要按照驾驶员的意愿进行转向。完成转向功能的主要部件是转向节和主销。
在驾驶员转动方向盘,进行转向时,转向节会被转向节臂带动绕主销转动,车轮即跟随驾驶员的转向完成转向。
转向节
转向节从结构上主要有整体式和分体式两种。整体式转向节从承载强度上要比分体式优越,但从加工角度分析,整体式转向节要比分体式转向节复杂得多。整体式转向节属于非常典型的异形件,它是由支撑轴,法兰盘和支架等零件结构的空间组合REF_Re\r\h[11]。转向节轴颈处应该做成空心,使得外半轴能够穿过。
转向节结构设计
本设计通过借鉴比亚迪ev360转向驱动桥中转向节进行设计与校核,比亚迪ev360转向节剖面图如图(8-1)所示。
半轴直径选取为d=25mm
在材料选择上选用45号钢制成,核心硬度241~285HB,高频淬火后表面硬度57~65HRC,淬火层深度1.5~2.0mm。
图STYLEREF1\s8-1转向节剖面图
强度校核
转向节的强度是针对两种条件进行校准核:制动和侧滑。在这两种不同的情况下,转向节上的力是完全不同的,要对这两种工况分别校核。
汽车制动时转向节应力计算:
转向节在汽车进行制动时会受到垂直弯矩Mv和水平方向弯矩M?作用,垂直弯矩Mv和水平方向弯矩M
Mv=(
M?=
σw=
式中:Z
?——轮胎与地面附着系数
gw
G1
m1
l3
汽车满载时驱动桥对地面压力G1
m1
通过网上查阅比亚迪ev360轮胎采用锦湖轮胎翼驰达(HS81),毛重15.0㎏;轮毂采用的是17英寸的双色铝合金,毛重14.0㎏;前轮采用盘式制动器,重量6.4㎏,gw
取?=0.8,l3
将数据代入公式:
M
M
σw
许用应力σw=
2)汽车发生侧滑时的应力大小:
车辆发生侧滑是及其危险的,当汽车发生侧滑时,和半轴情况一样,在左右两危险断面处弯矩值是不一样的,按下式计算:
ML=
MR=
Z1L
Z1R
Y1L
Y1R
式中:Z
Y1L
B1
?g
?1
参考比亚迪ev360轿车,B1=1525㎜,?
Z
Z
Y
Y
M
M
左右转向节弯曲应力:
σ
σ
计算的左右两应力σWL,σ