Наружный диаметр трубы карданного вала определяется по формуле:

D= ((16*Мmax)/(π*(1-С4)*[τк]))⅓ (3.2.1)

где Мmax – наибольший вращающий момент, передаваемый карданным валом, Нмм.

Этот момент принимается равным меньшему из двух моментов:

- максимальному моменту, передаваемому от двигателя при включённой 1-ой передаче:

Мmax=МКmax*и1 (3.2.2)

- моменту, определённому по силе сцепления шин с дорогой при коэффициенте сцепления φ=0,6-0,8:

Мmax=(G2*m2*rк/uо)*φ (3.2.3)

Величинами, входящими в формулы (3.2.2) и (3.2.3), являются:

МКmax – максимальный крутящийся момент двигателя, (478000 Нмм);

G2 – нагрузка на ведущий (задний) мост автомобиля, (49049 Н);

и1 – передаточное число КПП на 1-ой передаче (6,4);

ио – передаточное число главной передачи (4,9);

m2 – коэффициент перераспределения нагрузки на ведущий (задний) мост при движении автомобиля (0,7);

rк – радиус качения колеса, (430 мм);

Мmax=478000*6,4=3059200 Нмм

Мmax=(49049*0,7*430/4,9)*0,8 = 2410408 Нмм

D=(16*2410408/ 3,14*(1 - 0,6561)*120)⅓ = 67,020 мм

С – коэффициент, равный отношению внутреннего диаметра трубы Dв к наружному:

С= Dв/D (3.2.4)

(для тонкостенных труб карданных валов С=0,9-0,95)

Принимаю С=0,90

[rк] – допускаемое напряжение для материала трубы карданного вала на кручение, МПа

rк=(0,55-0,6)[δр] (3.2.5)

Принимаю rк=0,6[δр]

rк=0,6*[200]=120 МПа

где [δр] - допускаемое напряжение для материала трубы карданного вала на растяжение, МПа. Принимаю [δр]=200

Трубы карданных валов отечественных и зарубежных автомобилей изготавливают из малоуглеродистых сталей Ст 15, 20, 30, для которых [δр]=120-200 МПа.

Подсчитываем внутренний диаметр трубы:

Dв=D*С (3.2.6)

Dв=67,020*0,90=60,318 =60,32 мм

и толщину стенки трубы:

S=(D - Dв)/2 (3.2.7)

S=(67,020-60,32)/2= 3,35

На основании ГОСТ 8734-75 «Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные» выбираю наружный диаметр трубы 68 мм, толщину стенки трубы 4,0 мм.