疲劳检测毕业论文

转向驱动桥在四驱越野车中是指具有转向功能的驱动桥。其主要功能一是把分动器传出的功率经其减速后传递给车轮使车轮转动；二是通过转向器把方向盘所受的转矩传递给转向杆从而使车轮转向。改革开放以来, 随着汽车工业的飞速发展，人民生活水平的提高，高速公路、高等级公路的不断建设，汽车正逐渐进入家庭，成为人们生活的一部分。同时随着我国加入世界贸易组织，通用、福特、日产、丰田……一批世界一流汽车生产企业纷纷进入中国，市场竞争日趋激烈.入世后，技术竞争将是我国汽车工业面临的最大挑战。本课题是结合科研进行工程设计。由于四驱越野车的普及，因而对于转向驱动桥是非常需要的。为了让越野车能更好的适应野外的行驶，对于转向驱动桥提出了以下要求：a.车轮转向要达到45°b.方向盘向各边能转动圈c.前轮采用麦弗逊悬架在老师的指导下，首先进行了方案论证。经过讨论与研究，对于桥壳部分改变了以前的非断开式，最终确定对于主减速器部分仍采用整体式而两端分别装一球面滚轮式万向节。在转向节部分采用球笼式万向节，转向器采用循环球式转向器。由于转向驱动桥最终要于其它部分组合在一起组成四驱车，所以整个设计过程要考虑最终的组装。我们根据厂方提供的数据首先对驱动桥进行了详细的分析。然后根据分析的结果，计算各部分的轴向力、扭矩、传动比以及功率。进而对各部分进行设计。转向驱动桥改变了以往的非断开式桥壳，使其更适和在一些非平坦路面上行驶。本课题新颖实用，在技术上有较大改进，具有较强的竞争力。本转向驱动桥将具有很大的市场前景。考文献参[1] 胡迪青, 梁高福，胡于进，李成刚. 重型越野车驱动桥智能设计系统[J]. 华中理工大学学报，1999,(11):27-30.[2] 胡迪青, 易建军, 胡于进, 李成刚. 基于模块化的越野汽车驱动桥方案设计及性能综合评价[J]. 机械设计与制造工程,2000,(03): 12-15.[3] 陈效华, 余剑飞, 龙思源. 驱动桥集成建模系统概要设计[J]. 汽车工程,2003,(01):42-43.[4] 吴瑞明, 周晓军, 赵明岩, 潘明清. 汽车驱动桥的疲劳检测分析[J]. 汽车工程,2003,(03):21-24.[5] 王红, 方晓红, 谷书伟, 王明训. 东方红LF80-904WD前驱动桥的结构改进[J]. 拖拉机与农用运输车,2001,(01):44-45.[6] 高梦熊. 地下装载机驱动桥壳强度计算[J]. 工程机械,2002,(08):33-34.[7] 曲补和!030009. 地下矿车用驱动桥的国产[J]. 山西机械,1999,(S1):33-35.[8] 陈家瑞. 汽车构造(上册) [M]. 北京：机械工业出版社，2000.[9] 陈家瑞. 汽车构造(下册) [M]. 北京：机械工业出版社，2000.[10] 王望予. 汽车设计[M]. 北京：机械工业出版社，2000.[11] 徐灏主编. 新编机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，1995.[12] 汽车工程手册编辑委员会. 汽车工程手册：(设计篇) [M]. 北京：人民交通出版社，2001.[13] 汽车工程手册编辑委员会. 汽车工程手册：(基础篇) [M]. 北京：人民交通出版社，2001.[14] 成大先. 机械设计手册[M]. （1～4册）北京：化学工业出版社，1993.[15] 何光里. 汽车运用工程师手册[M]. 北京：人民交通出版社，1999.[16] 甘永力. 几何量公差与检测[M]. 上海：科学技术出版社，2001.[17] 刘惟信. 汽车车桥设计[M]. 北京：清华出版社，2003.[18] 陈秀宁, 施高义. 机械设计课程设计[M]. 浙江：浙江大学出版社，1995.[19] 王宗荣. 工程图学[M]. 北京：机械工业出版社，2001.[20] 徐锦康. 汽车设计[M]. 北京：机械工业出版社， 转向驱动桥总装图 4WD-YY-04-00-00 A02 主减速器 4WD-YY-04-01-00 A03 转向器 4WD-YY-04-02-00 A14 转向器壳体 4WD-YY-04-02-01 A15 上盖 4WD-YY-04-02-02 A36 螺杆 4WD-YY-04-02-03 A37 摇臂轴 4WD-YY-04-02-04 A38 螺母 4WD-YY-04-02-05 A39 侧盖 4WD-YY-04-02-06 A310 从动齿轮 4WD-YY-04-01-01 A311 行星齿轮 4WD-YY-04-01-02 A412 半轴齿轮 4WD-YY-04-01-03 A4

浅谈双工位轿车轮毂轴承疲劳寿命试验机的结构设计论文

1试验机简介

轿车轮毂轴承的寿命和性能直接关系到轿车的安全性、转向平稳性和舒适度,因此必须对其进行多种工况的模拟试验,轿车轮毂轴承疲劳寿命试验机主要用于第1代、第2代及第3代轿车轮毂轴承的工况模拟试验,即在一定载荷下分别进行高速性能试验、一般耐久性试验、高温试验和泥浆盐水喷溅试验等,满足了轴承企业对轴承不能随车在道路上进行试验的缺陷。目前所用试验机主要有2种,一种是早期设计的单工位轮毂轴承试验机,其主要缺点为试验载荷小,效率低;另一种是双工位轮毂轴承试验机,其特点在于可同时对2套轴承进行对比试验,可进行大载荷试验和超速性能试验。

2试验机原理

试验机属于工况模拟试验,对轴承进行试验时,其环境温度、转速、振动以及载荷大小和方向必须与轿车上所安装轴承一致或相近。轴承寿命取决于试验载荷的大小,因此载荷的精确模拟对轴承的性能研究起着至关重要的作用。

轿车的力学模型

轿车的悬架弹簧是典型的低刚度组件,轮胎和路面在轿车行驶过程中也会发生变形。一般车身结构的固有频率大多低于15Hz,因此车身运动基本上可以假定为简单的刚体运动。此外,轿车前、后部分之间的相互影响很小,前、后部分质量不存在明显的耦合计算。

轿车轮毂轴承的外部载荷

轮毂轴承的外部载荷是对其进行受力分析、寿命计算和耐久性试验载荷谱设计的重要依据。影响轿车轮毂轴承外部载荷的'情况非常复杂,包括路面状况、车速、轮胎特性、行驶路线以及驾驶习惯等。轮毂轴承的外部载荷等价于轮胎载荷,即轿车行驶过程中路面对轮胎的作用力,通常包括径向轮胎载荷和轴向轮胎载荷等。

轿车在高速直线行驶中,轮毂轴承受到的外力为地面的支反力(也称径向外力),该力的大小和轮轴的承重有关,方向由地面垂直向上并通过轴承回转中心,作用点为轮胎着地点;轿车在弯道行驶中,轮毂轴承除受到上述地面支反力外,还受到物体作圆周运动时的向心力的影响,该力的大小和向心力数值有关,方向平行于轴线,指向弯道中心方向,作用点为轮胎着地点(也称轴向外力)。

轴向外力通过轮胎半径施加于轮毂轴承,产生很大的倾覆力矩,而径向外力只是产生由于其偏距产生的弯矩,轴向外力和侧向加速度有关,而侧向加速度是影响轮毂轴承寿命的决定性因素。由动静法分析,可以看出轿车转弯时轮胎外力为径向载荷Fz和轴向载荷Fy(正、反2个方向,对应不同方向转弯)。可以推出,作圆周运动时,外侧车轮受力大于内侧车轮。

轮胎轴承组件受力分析

可以看出轮胎组件外力为Fz和Fy(正、反2个方向),此2个力为地面对轮胎作用力,轮胎要保持平衡,必然受到轮轴(或悬架)对轮胎组件的方向相反、大小相等且作用于同一点的另一对作用力,即径向载荷F′z和轴向载荷F′y(正、反2个方向),轮胎组件重力及其本身离心力不计(该离心力通过轴心,对轴承寿命影响不大),轿车弯道行驶时产生的轴向载荷是影响轴承失效的关键因素(对轿车而言,径向载荷F′z和轴向载荷F′y为内力)。

3试验机结构

根据轮毂轴承在轿车上的工作原理,为提高试验效率,增加对比性,设计了双工位轿车轮毂轴承试验机。试验机主体,主要由主体轴系、试验装置(2套)、轴向油缸、径向油缸(2个)、机座等组成。试验主体轴系采用悬臂结构,试验轴承安装在轴端位置,装拆方便。轴向及径向加载机构有2个径向加载油缸和1个轴向加载油缸,径向加载油缸和轴向加载油缸相互垂直,在液压力的作用下向2套试验轴承施加载荷,轮胎着地点为轴向油缸铰支座中心,其轴向油缸中心到主轴中心的距离为轿车轮胎半径,力臂上有刻度尺,可根据实际轮胎半径的大小调整到对应的刻度处。

目前,对轮毂轴承的试验加载力,国际上流行2种模式,一种为加载到旋转的轮胎着地点,即外力Fz和Fy(其反力为F′z和F′y),设备较复杂,工装调整需要找正;另一种为轮轴(或悬架)对轮毂轴承组件的加载力作用于轮胎着地点,即外力F′z和F′y(其反力为Fz和Fy),设备结构简单,轮毂轴承安装方便,无需调整就可以同心。对轮毂轴承本身而言,这2种方案模式受力状态完全等效。本试验机加载方式则属于第2种情况,轴向力大小和方向随载荷谱相应变化,径向油缸为单方向拉力,大小随载荷谱相应变化。根据力与力的作用相等原理,在试验的过程中,2套试验装置的转速与轴向力完全等效,当在载荷谱中把径向力也设为一致时,2套试验轴承的工况完全相同,这在提高试验效率的同时,还可以作对比试验,如选用不同批次轴承或不同厂家轴承同时进行试验。通过对比性分析,可更好地找出轴承在材料与加工方面的缺陷或是设计中的不足,为轴承设计人员进一步提高轴承的质量提供依据。

另外,试验机还配有驱动系统、控制与测试系统、液压加载系统和加热系统等,其主要技术参数为:

(1)试验轴承类型为轿车前、后轮毂轴承;

(2)试验轴承内径为30～60mm;

(3)最高转速为3000r/min;

(4)最大试验载荷为轴向±15kN,径向30kN;

(5)加载油缸行程为轴向±40mm,径向40mm;

(6)最高加热温度为130℃;

(7)试验控制方式为手动/自动;

(8)试验测试参数为转速、载荷、温度、振动、电流、试验时间及循环次数等;

(9)供电电源为380V,50Hz,20kW。

4结束语

轿车轮毂轴承试验机通过模拟轿车的各种工况试验,可检测出轮毂轴承性能的不足与缺陷,进一步提高轴承的质量,为我国早日进入中高档轿车主机市场提供保障。