压力铸造箱体的结构设计

2014-08-24 15:11 作者:管理员14 来源:未知 浏览: 字号:

摘要:压力铸造以其高效益、体轻、精度高、少切削、表面质量高以及可铸造结构复杂的零件等一系列优点,应用范围日益扩大。据有关资料表明,汽车零件 用压铸件部分地代替铸铁及铸钢件,汽车重最平均下降1/3左右。 传动箱体的肋的设计 压力铸件一般采用均匀薄壁设计

       压力铸造以其高效益、体轻、精度高、少切削、表面质量高以及可铸造结构复杂的零件等一系列优点,应用范围日益扩大。据有关资料表明,汽车零件
用压铸件部分地代替铸铁及铸钢件,汽车重最平均下降1/3左右。
      传动箱体的肋的设计
      压力铸件一般采用均匀薄壁设计,而采取加肋的方法,来提高其强度和刚度和防止大面积铸件变形。
     (1)变形系数(nv)及应力系数(nσ)
      在载荷作用下、墙上布肋可使结构的变形及应力状态均发生变化,变形得到减小。影响这种变化,除肋的合理排列外,起决定性的因素是助的截面形状。为评估加肋后刚度提高的效果及应力状态的变化,引进变形系数nv,及应力系数nσ。
       变形系数nv,是带肋结构产生的最大变形与无肋基础平板的最大变形之比,即
变形系数
      一般情况下,nv小于l。
      作为材料的杭拉强度的度量,对于脆性(铸造)材料取决于其法向应力。表明应力特性的参数由最大正主应力构成。应力系数定义为:带肋结构的最大主应力与无肋基础平板最大主应力之比,即
比值
      (2)用算图求解nv值(图18.2-42)
      图中加劲肋的截面由肋的厚度tR和倒回半径rR所确定。为适用于不同厚度的端(墙的厚度用tw表示),而几何形状相似的结构下的运算,在算图中采用了比值:tR/tw 、 hR/tw和rR/tw 。
      在算图中给定的数值范围内,可求出任意尺寸组合的变形系数nv,但不能违反几何条件:tR/2 + rR≤h rR/tw= 1.2的曲线上部有一段画成虚线,因为在这种条件下,无几何意义。
      拉伸载荷时n,值定在0.5一0.9(大约)之间。肋的高度和厚度对nv值的影响比铸造回角半径要大得多。简要地说结构所包含的截面积越大、变形就越小,而其面积主要由肋的高度和厚度所确定,铸造圆角半径所占比例甚徽。
      弯曲载荷时具有肋的墙片变形明显减少。变形系数nv的计算值在0.1-0.6之间,决定变形值大小的是肋的高度,而肋的厚度仅施以徽小的影响。铸造圆角半径几乎无意义。这一趋势借助于梁是容易解释的,梁的横截面的抗弯系数随其高度的平方而提高,而宽度仅是一次关系。可见箱体截面上弯曲载荷越大,肋的高度尽可能增加。
       图18.2.42中给出了一组尺寸组合(tR/t W =1.2 ;hR/tW =2和rR/tW =0.8 ),并求得在拉伸载荷下的变形系数nv =0.72和在弯曲载荷作用下的nv=0.16.
      设计时,可采用不同的尺寸组合来筛选nv值,反之亦然。
在拉伸和弯曲载荷作用下,箱体墙片的变形系数的范围
     (3)用算图求解强度系数nσ。(图18.2-13、图18.2-44)
      应力系数nσ与肋的几何参数不存在简单的函数关系.每个算图中均有3个图表,每一个图表针对一个固定的rR/tw值.图18.2-43是在拉伸载荷下,图18.2-44则是在夸曲载荷下,图中画有阴影的曲线,表示可实施的肋截面的界线,超出则违反了几何条件。这条界限曲线与其他曲线相交。
      拉伸载荷时.强度系数在0.66-1.1之间变化,一般情况下,它与肋的高度、厚度及半径的相关性是相似的,故在拉伸载荷作用下,与无肋墙相比,加大肋的截面除提高刚度外.还可减低最大主应力。
      弯曲载荷中.值得注意的是,当小的铸造圆角半径(rR/tw=0.4)时,对于‘rR/tw≥1.0的曲线部分趋于反向,这时,高度较高的肋比商度低的肋的应力系数要大。图中还表明当肋的厚度(大约)等于境厚度的点,肋的加强没有造成强度系数的降低。为了获得低的强度系数.弯曲载荷下肋的高度尽可能高,其高度等于3-4倍坡的厚度,但肋不能太厚(rR/tw≤1.0),并采用中等圆弧半径(rR/tw=0.8),此时与无肋墙相比最大主应力减少一半。
拉伸载荷时,箱体墙片的应力系数与肋的几何尺寸的关系
      综上所述,根据载荷的不同,变形系数与强度系数对肋的几何形状尺寸存在着不同的依赖性。剪切和扭转等也同属此类。因此,最适宜肋的几何形状没有单一的结论。应根据箱体不同区城的不同型式载荷设置不同几何形状大小的肋和不同排列方式的肋。
      (4)压铸传动箱体上肋的设计要点
      布肋的总的原则是应使肋通过主应力方向,并通过增大承载截面来降低拉应力。
       1)拉应力和弯曲应力占主导地位的轴承墙的布肋,应从轴承孔出发射线状布置大尺寸的肋,肋的高度等于(3-4)tw,肋的宽度为(1 ~2) tw。
       2)倒车一支承区(推力状态下的高弯曲应力),用高肋,肋的高度为(3一5) tw,并在0°或90°布肋。
       3)长墙(切应力占主导地位),在此区域内应采用具有大的铸造圆角半径(半径等于1.2tw)的宽肋(肋的宽度等于1到2倍的tW ),并在与联动装置的纵向轴线45°以下布肋。
 
 
 

(责任编辑:laugh521521)
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