《電動(dòng)汽車軸的設(shè)計(jì)案例》1100字

電動(dòng)汽車軸的設(shè)計(jì)案例綜述對(duì)于汽車變速器來說，其工作狀態(tài)下，軸受到了齒輪上的力，將同時(shí)承受彎矩與轉(zhuǎn)矩。因此，設(shè)計(jì)過程中需要考慮其剛度以及強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們可以通過扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件來計(jì)算軸的直徑，再進(jìn)行校驗(yàn)。1.1.軸的選材由于所設(shè)計(jì)的軸是變速箱軸，需要承載扭矩的作用，而我們所用的斜齒輪則會(huì)導(dǎo)致部分的軸向力。因此，我們所設(shè)計(jì)的軸需要有良好的扭矩傳遞能力、良好的軸向力抵抗能力。因此我們選用45鋼作為軸的材料。許用剪切應(yīng)力范圍為25~45MPa，對(duì)應(yīng)在126~103之間。1.2.初選最小軸徑（6-1）式中：對(duì)上式進(jìn)行變換可以得到，對(duì)于實(shí)心軸（6-2）（6-3）對(duì)于空心軸（6-4）式中經(jīng)過查表計(jì)算得到110，=35.88MPa代入數(shù)據(jù)得結(jié)合其他因素（花鍵余量等）我們初步選定1.3.校驗(yàn)首先我們確定齒輪的受力情況，受力根據(jù)以下公式計(jì)算（6-5）（6-6）（6-7）（6-8）式中：1.3.1剛度校驗(yàn)一檔時(shí)，將數(shù)據(jù)代入上述公式得：一檔軸為實(shí)心軸，工作時(shí)我們可以將其看做簡(jiǎn)支梁。設(shè)軸垂直撓度為fc，水平撓度為fs，轉(zhuǎn)角為δ，則:（6-9）（6-10）（6-11）式中：將輸入軸數(shù)據(jù)代入得因此輸入軸的剛度滿足要求，再將輸出軸數(shù)據(jù)代入得因此輸出軸的剛度滿足要求對(duì)于二擋，同理得出受力：對(duì)于空心軸而言，其剛度的校核主要是空心軸在扭轉(zhuǎn)的情況下，其轉(zhuǎn)角是否符合要求。對(duì)于變速器的而言，其上的空心軸的許可轉(zhuǎn)角為[θ]=1.0°/m。空心軸的內(nèi)外徑取實(shí)際軸徑的平均值，則空心軸的內(nèi)外徑為:d=32mm,D=40mm。（6-12）式中：由于空心軸的中部布置了兩個(gè)圓錐滾子軸承，軸上的徑向力和軸向力可以相互抵消，力的大小可以忽略不計(jì),因此空心軸上各截面的扭矩可以認(rèn)為與齒輪端的扭矩相同,為M=270N·m。則空心軸的轉(zhuǎn)角為:（6-13）代入數(shù)據(jù)得：因此空心軸也符合要求，對(duì)于輸出軸和一檔輸出軸同理，代入數(shù)據(jù)得：因此輸出軸的剛度滿足要求1.3.2.強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核是機(jī)械設(shè)計(jì)中尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，如果機(jī)械零部件的強(qiáng)度達(dá)不到我們所需要的要求，可能在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生零件斷裂，對(duì)產(chǎn)品造成巨大的傷害，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，我們需要對(duì)變速器的軸進(jìn)行強(qiáng)度的校驗(yàn)。在變速器軸的強(qiáng)度校驗(yàn)中，應(yīng)力公式如下:（6-14）式中：其中，工作時(shí)[σ]≤400MPa，對(duì)于輸出軸而言，由于一檔工作時(shí)扭矩較大，因此只需要校核一檔工作時(shí)的強(qiáng)度就可以了。對(duì)于一檔實(shí)心輸入軸，其受力：做出受力分析圖，列出等式：（6-15）（6-16）式中：代入數(shù)據(jù)得：（6-17）（6-16）式中：代入數(shù)據(jù)得：將一檔輸入軸代入下式（6-19）求得合成彎矩得（6-20）所以一檔實(shí)心輸入軸符合要求對(duì)于二檔空心輸入軸校核，空心軸的扭矩可以認(rèn)為與齒輪段的扭矩相同，均為M=251.284N·m，而由上文可以得到我們空心軸的軸徑。同時(shí)，空心軸的抗扭截面系數(shù)公式如下:（6-21）代入數(shù)據(jù)得因此二擋空心軸符合要求接下來對(duì)輸出軸進(jìn)行校核做出受力分析圖，列出等式：式中：代入數(shù)據(jù)得：