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壓力鑄造箱體的結構設計

2014-08-24 15:11 作者:管理員14 來源:未知 瀏覽: 字號:

摘要:壓力鑄造以其高效益、體輕、精度高、少切削、表面質量高以及可鑄造結構復雜的零件等一系列優點,應用范圍日益擴大。據有關資料表明,汽車零件 用壓鑄件部分地代替鑄鐵及鑄鋼件,汽車重最平均下降1/3左右。 傳動箱體的肋的設計 壓力鑄件一般采用均勻薄壁設計

       壓力鑄造以其高效益、體輕、精度高、少切削、表面質量高以及可鑄造結構復雜的零件等一系列優點,應用范圍日益擴大。據有關資料表明,汽車零件
用壓鑄件部分地代替鑄鐵及鑄鋼件,汽車重最平均下降1/3左右。
      傳動箱體的肋的設計
      壓力鑄件一般采用均勻薄壁設計,而采取加肋的方法,來提高其強度和剛度和防止大面積鑄件變形。
     (1)變形系數(nv)及應力系數(nσ)
      在載荷作用下、墻上布肋可使結構的變形及應力狀態均發生變化,變形得到減小。影響這種變化,除肋的合理排列外,起決定性的因素是助的截面形狀。為評估加肋后剛度提高的效果及應力狀態的變化,引進變形系數nv,及應力系數nσ。
       變形系數nv,是帶肋結構產生的最大變形與無肋基礎平板的最大變形之比,即
變形系數
      一般情況下,nv小于l。
      作為材料的杭拉強度的度量,對于脆性(鑄造)材料取決于其法向應力。表明應力特性的參數由最大正主應力構成。應力系數定義為:帶肋結構的最大主應力與無肋基礎平板最大主應力之比,即
比值
      (2)用算圖求解nv值(圖18.2-42)
      圖中加勁肋的截面由肋的厚度tR和倒回半徑rR所確定。為適用于不同厚度的端(墻的厚度用tw表示),而幾何形狀相似的結構下的運算,在算圖中采用了比值:tR/tw 、 hR/tw和rR/tw 。
      在算圖中給定的數值范圍內,可求出任意尺寸組合的變形系數nv,但不能違反幾何條件:tR/2 + rR≤h rR/tw= 1.2的曲線上部有一段畫成虛線,因為在這種條件下,無幾何意義。
      拉伸載荷時n,值定在0.5一0.9(大約)之間。肋的高度和厚度對nv值的影響比鑄造回角半徑要大得多。簡要地說結構所包含的截面積越大、變形就越小,而其面積主要由肋的高度和厚度所確定,鑄造圓角半徑所占比例甚徽。
      彎曲載荷時具有肋的墻片變形明顯減少。變形系數nv的計算值在0.1-0.6之間,決定變形值大小的是肋的高度,而肋的厚度僅施以徽小的影響。鑄造圓角半徑幾乎無意義。這一趨勢借助于梁是容易解釋的,梁的橫截面的抗彎系數隨其高度的平方而提高,而寬度僅是一次關系?梢娤潴w截面上彎曲載荷越大,肋的高度盡可能增加。
       圖18.2.42中給出了一組尺寸組合(tR/t W =1.2 ;hR/tW =2和rR/tW =0.8 ),并求得在拉伸載荷下的變形系數nv =0.72和在彎曲載荷作用下的nv=0.16.
      設計時,可采用不同的尺寸組合來篩選nv值,反之亦然。
在拉伸和彎曲載荷作用下,箱體墻片的變形系數的范圍
     (3)用算圖求解強度系數nσ。(圖18.2-13、圖18.2-44)
      應力系數nσ與肋的幾何參數不存在簡單的函數關系.每個算圖中均有3個圖表,每一個圖表針對一個固定的rR/tw值.圖18.2-43是在拉伸載荷下,圖18.2-44則是在夸曲載荷下,圖中畫有陰影的曲線,表示可實施的肋截面的界線,超出則違反了幾何條件。這條界限曲線與其他曲線相交。
      拉伸載荷時.強度系數在0.66-1.1之間變化,一般情況下,它與肋的高度、厚度及半徑的相關性是相似的,故在拉伸載荷作用下,與無肋墻相比,加大肋的截面除提高剛度外.還可減低最大主應力。
      彎曲載荷中.值得注意的是,當小的鑄造圓角半徑(rR/tw=0.4)時,對于‘rR/tw≥1.0的曲線部分趨于反向,這時,高度較高的肋比商度低的肋的應力系數要大。圖中還表明當肋的厚度(大約)等于境厚度的點,肋的加強沒有造成強度系數的降低。為了獲得低的強度系數.彎曲載荷下肋的高度盡可能高,其高度等于3-4倍坡的厚度,但肋不能太厚(rR/tw≤1.0),并采用中等圓弧半徑(rR/tw=0.8),此時與無肋墻相比最大主應力減少一半。
拉伸載荷時,箱體墻片的應力系數與肋的幾何尺寸的關系
      綜上所述,根據載荷的不同,變形系數與強度系數對肋的幾何形狀尺寸存在著不同的依賴性。剪切和扭轉等也同屬此類。因此,最適宜肋的幾何形狀沒有單一的結論。應根據箱體不同區城的不同型式載荷設置不同幾何形狀大小的肋和不同排列方式的肋。
      (4)壓鑄傳動箱體上肋的設計要點
      布肋的總的原則是應使肋通過主應力方向,并通過增大承載截面來降低拉應力。
       1)拉應力和彎曲應力占主導地位的軸承墻的布肋,應從軸承孔出發射線狀布置大尺寸的肋,肋的高度等于(3-4)tw,肋的寬度為(1 ~2) tw。
       2)倒車一支承區(推力狀態下的高彎曲應力),用高肋,肋的高度為(3一5) tw,并在0°或90°布肋。
       3)長墻(切應力占主導地位),在此區域內應采用具有大的鑄造圓角半徑(半徑等于1.2tw)的寬肋(肋的寬度等于1到2倍的tW ),并在與聯動裝置的縱向軸線45°以下布肋。
 
 
 

(責任編輯:laugh521521)
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