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受力分析

发动机左后盖的受力分析


该型发动机的左后盖上,有两个重要的受力孔:一是主轴孔,主轴是传递曲轴输出扭矩的第一级传动;二是链轮轴孔,链轮不但把发动机扭矩输出传递给整车,同时还将整车行驶时受到的随机冲击力传递给发动机箱体。在有限元分析之前,先计算在极端情况下轴承孔位置的受力情况。考虑发动机工作时产生冲击力最大的情况:当摩托车以最大车速在路面上正常行驶,由于突然意外事故,后轮紧急刹车。假设此时后轮完全固定,则齿轮传动完全停止;并进一步假设曲轴最主动齿轮轴仍然承受最大扭矩,在这两个极限假设下计算轴承位置的力矩和力。实际上,此步骤将动力学问题简化为静力学问题,并且考虑了动力学的极限情况,因此,理论上计算结果是趋于保守的。
整个发动机的传动机构由以下部分组成:一、曲轴上的主动齿轮;二、主轴上的传动齿轮,主轴上的主动齿轮;三、链轮轴上的传动齿轮和链轮。曲轴上的齿轮将发动机工作力矩传递到变速箱主轴,主轴再通过变速齿轮传递到链轮轴上。由机械设计理论可知,齿轮在转动力矩的作用下,产生一个切向力和径向力,切向力的主要作用是对齿轮产生力矩,径向力对轴承作用了一个压力。进一步根据材料力学可以计算出链轮孔和主轴孔的受力大小和方向。


图1 左后盖受力孔


图2 发动机传动机构示意图