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傳動軸的扭矩選擇問題

知道發(fā)動機、變矩器、變速器、分動器的參數(shù)、及整車軸荷，需要計算傳動軸的扭矩，麻煩高手告訴我計算方法: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-07-04

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傳動軸扭矩的計算萬向節(jié)傳動軸的斷面尺寸除應滿足臨界轉速的要求外，還應保證有足夠的扭轉強度。傳動軸的最大扭轉應力τ(MPa)可按下式計算: τ= Te max·iR1·iF1·kd/Wτ 式中Te max--發(fā)動機的最大轉矩，N·m; iR1，iF1--變速器一檔傳動比和主傳動比; kd--動載荷系數(shù); Wτ--抗扭截面模量; 如果傳動軸為管軸，上式又可表達為 τ=16DT/π·(D4-d4) 式中T--傳動軸計算轉矩，T=Te max·iR1·iF1·kd，N·mm; D--傳動軸管外徑尺寸，mm; d--傳動軸管內徑尺寸，mm; 上式亦可用于計算萬向傳動的實心軸，例如傳動軸一端的花鍵軸和轉向驅動橋的半軸以及斷開式驅動橋和de Dion橋的擺動半軸，并取上式的d=0。對于花鍵軸D取花鍵的內徑，且其許用應力一般按安全系數(shù)為2~3確定。根據(jù)傳動軸的扭力需要計算軸的最小危險截面直徑:如下下面舉例進行計算說明: 某款車其參數(shù)為: 1、發(fā)動機的最大輸出功率為47KW; 2、發(fā)動機傳輸最大輸出扭矩為85N·m(轉速5000~5300rpm); 3、發(fā)動機中置，各軸的萬向節(jié)間垂直距離為450mm; 4、空載前輪承受重量600 Kg，空載重心離地高度330mm; 5、發(fā)動機的主減速比: Ⅰ 1.570 Ⅱ 2.412 Ⅲ 3.301 Ⅳ 4.389 Ⅴ 4.217 6、差速器減速比為4.05; 7、滿載前輪重量820Kg，滿載時重心離地高度為270mm; 8、傳動軸初始安裝軸傾角8°; 9、車輪半徑為0.29m; 按汽車驅動輪打滑進行扭力計算: Tj=Tψmax/ (i∑·ηγ)=G2·Ψmax·rr/(i∑·ηγ) =0.5×820×7.98×0.75×0.3/(0.96×0.96) ≈1000 N·m 對于小型車而言，由于車體的自重較輕，因此抓地力相對較差，這里選取系數(shù)為0.75;另選取半軸至驅動車輪之間的傳動比和傳動效率數(shù)值分別為0.96。 􀁺 按發(fā)動機輸出進行計算:如下為 Tj=εTe max·i∑·ηγ=0.6×85×4.389×4.05×0.96≈871N·m 考慮到當車體為最高減速比時候，車體的速度是最低的，此時車體傳動軸可以獲得最大的扭轉力矩。根據(jù)車體參數(shù)可以知道，發(fā)動機在Ⅳ檔時可獲得最大的減速比。發(fā)動機的傳動效率此時選取0.96。根據(jù)上述計算的結果，選取數(shù)值較小的扭矩值作為驅動軸的最小扭矩。這里面之所以不選取較大的數(shù)值是考慮到了傳動軸的輕量化的設計原則。另對于車體而言，需要保護發(fā)動機不受損壞和最大沖擊載荷時其他安全件不受到損壞，故傳動軸需要選取較小的數(shù)值。因 τ=16DT/π·(D4-d4) 所以有: D=[32·T/(π·κ·τmax)]-3 (單位:mm) 式中 D--傳動軸外徑，此時為實心軸; κ--安全系數(shù)，對于轎車而言選取安全系數(shù)為1.3~1.8; τmax--傳動軸的實際抗拉強度; 一般情況下傳動軸需要承受一定范圍的彎曲疲勞應力，因此選取了1.8倍的安全系數(shù)重新進行計算: D=[32×871/(π×1.8×940)]-3=17.6mm 即選擇最小軸徑為17.6mm的軸作為最小安全截面積。: 回答者：網(wǎng)友

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