低速載貨汽車驅(qū)動橋的設(shè)計方案

1、低速載貨汽車驅(qū)動橋的設(shè)計 第 1 章 緒 論 汽車驅(qū)動橋處于汽車傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或直接由變速器 傳來的轉(zhuǎn)矩和承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。在一般 的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋包括主減速器 又稱主傳動器）、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝 置及橋殼等部件。本課題主要對其主減速器、差速器、半軸以及橋殼等的設(shè)計，設(shè)計 出小型低速載貨汽車后驅(qū)動橋，協(xié)調(diào)設(shè)計車輛的全局。 1.1 本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求 1. 本課題的來源：輕型載貨汽車在汽車生產(chǎn)中占有大的比重。驅(qū)動橋在整車中十分重 要，設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的驅(qū)動橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成 本，

2、推動汽車經(jīng)濟的發(fā)展。 親，由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計 完整的應(yīng)包括畢 業(yè)設(shè)計說明書、相關(guān)圖紙 CAD/PROE 、中英文文獻及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi) 容 目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請聯(lián)系我的叩扣:2215891151 ，數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計及另 有的高端團隊絕對可滿足您的需要 . 2. 要完成本課題的基本前提條件：在主要參數(shù)確定的情況下，設(shè)計選用驅(qū)動橋的 各個部件，選出最佳的方案。 3. 技術(shù)要求：設(shè)計出的驅(qū)動橋符合國家各項輕型貨車的標準，運行穩(wěn)定可靠，成 本降低，適合本國路面的行駛狀況和國情。 1.2 本課題要解決的主要問題和設(shè)計總體思路 1. 本課題要解決的主要問

3、題：設(shè)計出適合本課題的驅(qū)動橋。汽車傳動系的總?cè)蝿?wù) 是傳遞發(fā)動機的動力，使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。在一般汽車的機械式傳動中，有 了變速器還不能完全解決發(fā)動機特性與汽車行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。 首先是因為絕大多數(shù)的發(fā)動機在汽車上的安置是縱向的，為了使其轉(zhuǎn)矩能夠傳遞給 左、右驅(qū)動車輪，必須由驅(qū)動橋的主減速器來改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時還得由驅(qū)動 橋的差速器來解決左、右驅(qū)動車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速要求。其次，需將經(jīng)過變 速器、傳動軸傳來的動力，通過驅(qū)動橋的主減速器，進行進一步增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速 的變化。因此，要想使汽車驅(qū)動橋的設(shè)計合理，首先必須選好傳動系的總傳動比，并 將它恰當?shù)胤峙浣o變速

4、器和驅(qū)動橋。 2. 本課題設(shè)計的總體思路：非斷開式驅(qū)動橋的橋殼，相當于受力復(fù)雜的空心梁， 它要求有足夠的強度和剛度，同時還要盡量地減輕其重量。所選擇的減速器比應(yīng)能滿 足汽車在給定使用條件下，具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。對載貨汽車，由于它們 有時會遇到坎坷不平的壞路面，要求它們的驅(qū)動橋有足夠的離地間隙，以滿足汽車在 通過性方面的要求。驅(qū)動橋的噪聲主要來自齒輪及其他傳動機件，提高它們的加工精 度、裝配精度，增強齒輪的支承剛度，是降低驅(qū)動橋工作噪聲的有效措施。驅(qū)動橋各 零部件在保證其強度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下質(zhì)量，以減小不 平路面對驅(qū)動橋的沖擊載荷，從而改善汽車行駛的平順性。

5、1.3預(yù)期的成果 設(shè)計出小型低速載貨汽車的驅(qū)動橋，包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及 橋殼等部件，配合其他同組同學(xué)，協(xié)調(diào)設(shè)計車輛的全局。使設(shè)計出的產(chǎn)品使用方便， 材料使用最少，經(jīng)濟性能最高。 1. 提高汽車的技術(shù)水平，使其使用性能更好，更安全，更可靠，更經(jīng)濟，更舒 適，更機動，更方便，動力性更好，污染更少。 2. 改善汽車的經(jīng)濟效果，調(diào)整汽車在產(chǎn)品系列中的檔次，以便改善其市場競爭地 位并獲得更大的經(jīng)濟效益。 1.4國內(nèi)外發(fā)展狀況 隨著目前國際上石油價格的上漲，汽車的經(jīng)濟性日益成為人們關(guān)心的話題，這不 僅僅只對乘用車，對于載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟性也是各商用車生產(chǎn)商來提高其產(chǎn) 品市場競爭

6、力的一個法寶，為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需 要從傳動系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動機的動力輸出之后，在從發(fā)動機一傳 動軸一驅(qū)動橋，這一動力輸送環(huán)節(jié)中，尋找減少能量在傳遞的過程中的損失。在這一 環(huán)節(jié)中，發(fā)動機是動力的輸出者，也是整個機器的心臟，而驅(qū)動橋則是將動力轉(zhuǎn)化為 能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動機相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機匹配性 比較高的驅(qū)動橋便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設(shè)計新型的驅(qū)動橋成為新的課題。 低速載貨汽車，在汽車發(fā)展趨勢中，有著很好的發(fā)展前途。生產(chǎn)出質(zhì)量好，操作 簡便，價格便宜的低速載貨汽車將適合大多數(shù)消費者的要求。在國家積極投入和支持 發(fā)展汽

7、車產(chǎn)業(yè)的同時，能研制出適合中國國情，包括道路條件和經(jīng)濟條件的車輛，將 大大推動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會經(jīng)濟的提高。 第 2 章總體方案論證 驅(qū)動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩 并將動力合理地分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂 直力力和橫向力。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組 成。 驅(qū)動橋設(shè)計應(yīng)當滿足如下基本要求： a所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 b外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。 c齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。 d在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率。 e在保證足夠的強度、剛

8、度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小， 以改善汽車平順性。 f 與懸架導(dǎo)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。 g結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動橋和斷開 式驅(qū)動橋。當驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動橋；當驅(qū)動車輪采 用獨立懸架時，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動橋。因此，前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋；后 者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。獨立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路 面上的行駛平順性。 2.1 非斷開式驅(qū)動橋 普通非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在

9、各種載貨 汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的 具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個共同特點，即橋殼是一根支承 在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。這時整個驅(qū)動 橋、驅(qū)動車輪及部分傳動軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它的一個缺 點。 驅(qū)動橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動橋下的最 小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑的尺寸。在給定速 比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級結(jié)構(gòu)。在雙級主 減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在一個主減速器殼體內(nèi)，也可

10、以將第二級減速齒 輪作為輪邊減速器。對于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對圓柱 齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽 車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器 的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進一步降低車廂地板 高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時，將主減速器及差速器總成也移到一個驅(qū)動 車輪的旁邊。 在少數(shù)具有高速發(fā)動機的大型公共汽車、多橋驅(qū)動汽車和超重型載貨汽車上，有 時采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動 比以及工作平滑無聲的優(yōu)點，而且對汽車的總

11、體布置很方便。 2.2 斷開式驅(qū)動橋 斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋的明顯特點在于前者沒有一個連接左右驅(qū)動 車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對 運動，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨立懸掛相匹配，故又稱為獨立 懸掛驅(qū)動橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上， 或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅(qū)動車輪傳動裝置的質(zhì)量 均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動車輪由于采用獨立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車 廂作上下擺動，相應(yīng)地就要求驅(qū)動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動。 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝

12、置的工作特性是決定汽車行駛平順性 的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對其平順性也有顯著的影響。斷開式驅(qū)動 橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨立懸掛相配合，致使驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種 地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾 斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動載荷及零件的損 壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開式驅(qū)動橋及與其相配的獨立懸掛的結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車 上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動的重型越野汽車。 2.3 多橋驅(qū)動的布置 為了提高裝載量和通過性，有些

13、重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多 橋驅(qū)動，常采用的有 4X 4、6X 6、8X 8等驅(qū)動型式。在多橋驅(qū)動的情況下，動力經(jīng) 分動器傳給各驅(qū)動橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動力傳遞方式，多橋驅(qū)動汽車各驅(qū)動 橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋，需分 別由分動器經(jīng)各驅(qū)動橋自己專用的傳動軸傳遞動力，這樣不僅使傳動軸的數(shù)量增多， 且造成各驅(qū)動橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對8X8汽車來 說，這種非貫通式驅(qū)動橋就更不適宜，也難于布置了。 為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動汽車都是采用貫通式驅(qū)動橋的布置型式。 在貫通式驅(qū)動橋的布置中，各橋的傳動軸布置在同一縱

14、向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū) 動橋不是分別用自己的傳動軸與分動器直接聯(lián)接，而是位于分動器前面的或后面的各 相鄰兩橋的傳動軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動橋的動力，是經(jīng)分動器并貫 通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動橋零件 的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對于汽車的設(shè)計（如汽車的 變型、制造和維修，都帶來方便。 由于非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，查閱資料，參照國內(nèi)相關(guān) 貨車的設(shè)計，最后本課題選用非斷開式驅(qū)動橋。 其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示： 1半軸 2 圓錐滾子軸承 3支承螺栓4 主減速器從動錐齒輪 5 油封 6 主減速器主動錐齒輪7 彈簧

15、座 8 墊圈 9 輪轂10 調(diào)整螺母 圖2-1驅(qū)動橋 2.4本章小結(jié) 本章主要介紹了汽車車橋結(jié)構(gòu)型式幾種不同的方案，經(jīng)過各種不同方案優(yōu)、缺點 的比較，最終選擇普通非斷開式驅(qū)動橋 驅(qū)動橋采用普通非斷開式驅(qū)動橋。因為它結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛 應(yīng)用于各種載貨汽車。它的特點是橋殼是一根支撐在左、右驅(qū)動車輪上的剛性空心 梁，而齒輪及半軸等所有的傳動機件都裝在其中。這雖然使汽車的簧下質(zhì)量增大，但 是鑒于上述的優(yōu)點，可在驅(qū)動橋的主減速器以及驅(qū)動橋橋殼上優(yōu)選以減輕質(zhì)量，這樣 可彌補不足。如主減速器的型式 單級主減速器）、減速器殼的材料 高強度的球墨鑄 鐵代替普通的可鍛造鑄鐵來鑄造減速器殼）以及橋殼

16、的形式采用鋼板沖壓焊接的 整體式橋殼及鋼管擴制的整體式橋殼）。 第3章主減速器設(shè)計 此處刪除XXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXX約5000字，需完整說明書聯(lián)系 Q2215891151 C r= I X (3.22 式中： ft溫度系數(shù)，查文獻4，得ft=1; n軸承轉(zhuǎn)速，r/min ； L h軸承的預(yù)期壽命，5000h; 將各參數(shù)代入式 Cr的圓錐滾子軸承7206E。 驗算7206E圓錐滾子軸承的壽命 (3.23 將各參數(shù)代入式3-21 ）中，有： Lh=4151h 丫 2=|(4.3 將各參數(shù)分別代入式4 2）與

17、式4 3）,有: Y1=27, 丫2=63 錐齒輪大端模數(shù)m為 m= 工 |(4.4 將各參數(shù)代入式4-4）,有： m=5.497 查閱文獻3，取模數(shù)m=5.5 5）半軸齒輪與行星齒輪齒形參數(shù) 按照文獻3中的設(shè)計計算方法進行設(shè)計和計算，結(jié)果見表4-1 o 6）壓力角a 汽車差速齒輪大都米用壓力角a =22 30,齒高系數(shù)為0.8的齒形 表4-1半軸齒輪與行星齒輪參數(shù) 參數(shù) 符號 半軸齒輪 行星齒輪 分度圓直徑 d 141 96 齒頂咼 ha 1.83 3.76 齒根高 hf 4.43 2.5 齒頂圓直徑 da 144 103 齒根圓直徑 df 133 84 齒頂角 0 a 4 19 2 31

18、齒根角 0 f 2 31 4 19 分度圓錐角 S 63 27 頂錐角 3 a 67 19 29 31 根錐角 S f 60 29 22 41 錐距 R 47 47 分度圓齒厚 s 9 9 齒寬 b 20 27 7）行星齒輪軸用直徑d 行星齒輪軸用直徑d 式中： To差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩，Nm; n行星齒輪數(shù)； rd行星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x，mm； （T c支承面許用擠壓應(yīng)力，取 98 MPa； 將各參數(shù)代入式4-5）中，有： d=15.7mn,取 16mm 4.3差速器齒輪的材料 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造 差速器錐齒輪的材料為 20CrMnT

19、i、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速 器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。 4.4普通錐齒輪式差速器齒輪強度計算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那 樣經(jīng)常處于嚙合傳動狀態(tài)，只有當汽車轉(zhuǎn)彎或左、右輪行使不同的路程時，或一側(cè)車 輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動。因此，對于差速器齒輪主 要應(yīng)進行彎曲強度計算。輪齒彎曲應(yīng)力（7 w 式中： n行星齒輪數(shù)； J綜合系數(shù)，取0.01; b2半軸齒輪齒寬，mm； d2半軸齒輪大端分度圓直徑，mm ； T半軸齒輪計算轉(zhuǎn)矩Nm）, T=0.6 T0； ks

20、、km、kv按照主減速器齒輪強度計算的有關(guān)轉(zhuǎn)矩選?。?將各參數(shù)代入式4-6）中，有： 7 w=852 MPa 按照文獻1,差速器齒輪的 w附著系數(shù)尹取0.8，沒有側(cè)向力作用； 2）側(cè)向力丫2最大時，其最大值發(fā)生于側(cè)滑時，為 乙 中，側(cè)滑時輪胎與地面 側(cè)向附著系數(shù)，在計算中取1.0，沒有縱向力作用； 3） 垂向力Z2最大時，這發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時，其值為（Z2- gwkd，kd是動載荷系數(shù)，這時沒有縱向力和側(cè)向力的作用。 由于車輪承受的縱向力、側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制， 即：I 故縱向力人最大時不會有側(cè)向力作用，而側(cè)向力 丫2最大時也不會有縱向力作用。 5.2.

21、1全浮式半軸的設(shè)計計算 本課題采用帶有凸緣的全浮式半軸，其詳細的計算校核如下： 全浮式半軸計算載荷的確定 全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計算轉(zhuǎn)矩按下式進行： T= E Temadgli 0（5.1 式中: I 0.6 ; E 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對圓錐行星齒輪差速器可取 igi變速器1擋傳動比； i0主減速比。 已知 : T emax 430Nm igi 7.48 ; i o 6.33 ; 3 =0.6 計算結(jié)果： T=0.6 X 430X 7.48 X 6.33 =12215N.m 在設(shè)計時，全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進行： (5.2 式中： d半軸桿部直徑，mm T半軸的計算轉(zhuǎn)矩，N

22、rn； 半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，MPa 根據(jù)上式帶入 T 12215 Nm 得： 32.50mmC d 33.85mm ?。篸=33mm 給定一個安全系數(shù)k=1.5 d=kx d =1.5 x 33 =50mm 全浮式半軸支承轉(zhuǎn)矩，其計算轉(zhuǎn)矩為： (5.3 三種半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由下式計算: (5.4 式中： 半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力， MPa T一半軸的計算轉(zhuǎn)矩，T=12215Nm d半軸桿部直徑，d=50mm 將數(shù)據(jù)帶入式5-3）、5-4）得： 式中： T 半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩， T=12215Nm l - 半軸長度，i-9oomm G- 材料的剪切彈性模量， MPa J 半軸橫截面的極慣性矩, 4 mm。 將

23、數(shù)據(jù)帶入式5-7）得： 匸=8 半軸計算時的許用應(yīng)力與所選用的材料、加工方法、熱處理工藝及汽車的使用條 半軸花鍵的剪切應(yīng)力為 半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為 r =528MPa (5.5 (5.6 式中： T半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩，T=12215Nm DB半軸花鍵（軸外徑，DB=54mm dA相配的花鍵孔內(nèi)徑，dA=50mrp z 花鍵齒數(shù)； Lp花鍵工作長度，Lp=70mm B花鍵齒寬，B=9mm 載荷分布的不均勻系數(shù)，取 0.75。 將數(shù)據(jù)帶入式5-5）、5-6）得： I =68Mpa =169MPa 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為 (5.7 件有關(guān)。當采用40Cr, 40MnB 40MnVB 40CrMnMp 4

24、0號及45號鋼等作為全浮式半 軸的材料時，其扭轉(zhuǎn)屈服極限達到 784MPa左右。在保證安全系數(shù)在 1.31.6范圍 時，半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取為.4 = 490588MPa 對于越野汽車、礦用汽車等使用條件差的汽車，應(yīng)該取較大的安全系數(shù)，這時許 用應(yīng)力應(yīng)取小值；對于使用條件較好的公路汽車則可取較大的許用應(yīng)力。 當傳遞最大轉(zhuǎn)矩時，半軸花鍵的剪切應(yīng)力不應(yīng)超過71.05MPa擠壓應(yīng)力不應(yīng)該 超過196MPa半軸單位長度的最大轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于 8 /m。 5.3半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料與熱處理 為了使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑，常常將加工花鍵的端部做得粗些，并 適當?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)地

25、增加，通常取 10齒（轎車半軸 至18齒（載貨汽車半軸 。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng) 盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。重型車半軸的桿部較粗，外端突緣 也很大，當無較大鍛造設(shè)備時可采用兩端均為花鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，且取相同花鍵參數(shù)以 簡化工藝。在現(xiàn)代汽車半軸上，漸開線花鍵用得較廣，但也有采用矩形或梯形花鍵 的。 半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如40Cr，40CrMnMo 40CrMnSi, 40CrMoA 35CrMnSi, 35CrMnTi等。40MnB是我國研制出的新鋼種，作為半軸材料效果很好。半 軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為HB3

26、8444（突緣部 分可降至HB248近年來采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的口益增多。這種處理方法使半 軸表面淬硬達 HRC563,硬化層深約為其半徑的1/3,心部硬度可定為 HRC3 35;不淬火區(qū)（突緣等的硬度可定在HB24277范圍內(nèi)。由于硬化層本身的強度較 高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，以及采用噴丸處理、滾壓半軸突緣根部過 渡圓角等工藝，使半軸的靜強度和疲勞強度大為提高，尤其是疲勞強度提高得十分顯 著。由于這些先進工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳（40號、45號鋼的半軸也日 益增多。 5.4本章小結(jié) 本章是對半軸的設(shè)計，確定其結(jié)構(gòu)形式、軸徑，根據(jù)軸徑對半軸及花鍵所受扭矩進行 嚴格的計算。

27、 第 6 章 驅(qū)動橋殼設(shè)計 驅(qū)動橋橋殼是汽車上的主要零件之一，起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給 車輪作用在驅(qū)動車輪上的牽引力，制動力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸掛 及車架或車廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時它又是主減速器、差速器及 驅(qū)動車輪傳動裝置 （如半軸 的外殼。 在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計時必須考慮在動載荷下橋殼有足 夠的強度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順 性，在保證強度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方 便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選 擇橋殼的結(jié)構(gòu)型

28、式時，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 6.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式 1）可分式橋殼 可分式橋殼的整個橋殼由一個垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個鑄 件殼體和一個壓入其外端的半軸套管組成。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。在裝配主減 速器及差速器后左右兩半橋殼是通過在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個整體。其特 點是橋殼制造工藝簡單、主減速器軸承支承剛度好。 2）整體式橋殼 整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強 度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨 立的主減速殼里，構(gòu)成單獨的總成，調(diào)

29、整好以后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與 橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方 便。 整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴 張成形式三種。 6.2橋殼的受力分析及強度計算 當牽引力或制動力最大時，橋殼鋼板彈簧座處危險端面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 為： 乂 |（6.1 I 引（6.2 式中： 地面對車輪垂直反力在橋殼板簧座處危險端面引起的垂直平面內(nèi) 的彎矩， = 橋殼板簧座到車輪面的距離； 牽引力或制動力一側(cè)車輪上的）在水平平面內(nèi)引起的彎矩， 口 一一牽引或制動時，上述危險斷面所受的轉(zhuǎn)矩，.LT 、分別為橋殼危險斷面垂直平面和水

30、平面彎曲的抗彎截面系 數(shù)； 危險斷面的抗扭截面系數(shù)。 將數(shù)據(jù)帶入式6-2）、6-3）得： =400 N/mvm =250 N/mml 橋殼許用彎曲應(yīng)力為300-500N/mm,許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為150-400N/mrn?？慑懺鞓驓?取較小值，鋼板沖壓焊接橋殼取最大值。 6.3 本章小結(jié) 本章是對橋殼結(jié)構(gòu)形式的確定以及強度計算 結(jié)論 本課題設(shè)計的貨車驅(qū)動橋，采用非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、主減速器造價 低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種中型載貨汽車。 設(shè)計介紹了后橋驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，計算了差速器、主減速器以及半軸 的結(jié)構(gòu)尺寸，進行了強度校核，并繪制了有關(guān)零件圖和裝配圖。 本驅(qū)動橋設(shè)計結(jié)構(gòu)合

31、理，符合實際應(yīng)用，具有很好的動力性和經(jīng)濟性，驅(qū)動橋總 成及零部件的設(shè)計能盡量滿足零件的標準化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變 型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機件工藝性好，制造容易。 但此設(shè)計過程仍有許多不足，在設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸時，有些設(shè)計參數(shù)是按照以往經(jīng)驗 值得出，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時間問題，做得還 不夠仔細，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。 參考文獻 1 劉惟信.汽車設(shè)計M.北京：清華大學(xué)出版社，2001. 2 陳家瑞. 汽車構(gòu)造 M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2003. 3 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊M:設(shè)計篇.北京：人民交通出版社， 2001. 4 成大先.機械設(shè)計手冊 M .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004.1. 余志生.汽車理論M.北京：機械工業(yè)出版社,1990. 6 楊朝會，王豐