动桥壳半轴套管的部，直接支承着车轮轮毂，而半轴则以其端部与轮毂相固定。由于个轴承的支承刚度较差，因此这种半轴除承受全部转矩外，弯矩得由半轴及半轴套管共同承受，即浮式半轴还得承受部分弯矩，后者的比例大小依轴承的结构型式及其支承刚度半轴的刚度等因素决定。侧向力引起的弯矩使轴承有歪斜的趋势，这将急剧降低轴承的寿命。可用于轿车和轻型载货汽车，但未得到推广。全浮式半轴的外端与轮毂相联，而轮毂又由对轴承支承于桥壳的半轴套管上。多采用对圆锥滚子轴承支承轮毂，且两轴承的圆锥滚子小端应相向安装并有定的预紧，调好后由锁紧螺母予以锁紧，很少采用球轴承的结构方案。由于车轮所承受的垂向力纵向力和侧向力以及由它们引起的弯矩都经过轮毂轮毂轴承传给桥壳，故全浮式半轴在理论上只承受转矩而不承受弯矩。但在实际工作中由于加工和装配精度的影响及桥壳与轴承支承刚度的不足等原因，仍可能使全浮式半轴在实际使用条件下承受定的弯矩，弯曲应力约为。具有全浮式半轴的驱动桥的外端结构较复杂，需采用形状复杂且质量及尺寸都较大的轮毂，制造成本较高，故轿车及其他小型汽车不采用这种结构。但由于其工作可靠，故广泛用于轻型以上的各类汽车上。半轴的设计与计算发动机的功率出来传给液力变矩器，液力变矩器在将动力传给主离合器，之后传给变速箱，最后到达驱动桥的主动锥齿轮轴。由已知参数，求得发动机转矩由最高车速为，则根据车轮直径知每转行走，车轮最高转速为最低传动比全浮式半轴的设计计算本课题采用带有凸缘的全浮式半轴，其详细的计算校核如下，全浮式半轴计算载荷的确定，全浮式半轴只承受转矩，其计算转矩按下式进行ξ式中ξ差速器的转矩分配系数，对圆锥行星齿轮差速器可取.变速器挡传动比取.主减速比。已知计算结果在设计时，全浮式半轴杆部直径的初步选取可按下式进行式中半轴杆部直径半轴的计算转矩半轴扭转许用应力，。给定个安全系数.设计取半轴直径车轮中线至钢板弹簧座中心距离两钢板弹簧座中心间的距离最高速时传动比主减速比档减速比表计算尺寸第三章具体设计计算选定桥壳的结构型式以后，应对其进行受力分析。选择其断面尺寸，进行强度计算。挖掘机驱动桥的桥壳是挖掘机上的主要承载构件之，其形状复杂，而挖掘机的行驶条件如路状况气候条件及车辆的运动状态等又是千变万化的，因此要精确地计算挖掘机行驶时作用于桥壳各处应力的大小是很困难的。过去我国主要是靠对桥壳样品进行台架试验和整车行驶试验来考核其强度及刚度，有时还采用在桥壳上贴应变片的电测方法，使挖掘机在选定的典型路段上满载行驶，以测定桥壳的应力。这些方法都是在有桥壳样品的情况下才能采用，而且都需要付出相当大的人力物力和时间。日本五十铃公司曾采用略去桥壳后盖，将桥壳中部安装主减速器处的凸包简化成规则的环形的简化方法，用弹性力学进行应力和变形计算。弹性力学计算方法本身虽精确，但由于对桥壳的几何形状作了较多的简化，使计算结果受到很大限制。有限单元法是种现代化的结构计算方法，在定前提条件下，它可以计算各种机械零件的几乎所有几何部位的应力和应变。在国外，世纪年代前后，这种方法就逐渐为挖掘机零件的强度分析所采用，对挖掘机驱动桥壳的强度分析也不例外，国内外都曾用它分析过挖掘机驱动桥壳的强度。在通常的情况下，在设计桥壳时多采用常规设计方法，这时将桥壳看成简支梁并校核特定断面的最大应力值。例如，日本有的公司对驱动桥壳的设计要求是在.倍满载时轴负荷的作用下，各断面弹份座处桥壳与半轴套管焊接处轮毅内轴承根部圈角处的应力不应超过屈服极限。我国通常推荐计算时将桥壳复杂的受力状况简化成三种典型的计算工况，它与前述半轴强度计算的三种载荷工况相同，即当车轮承受最大的铅垂力当汽军满彝若手禾平路面，受冲击载荷时当车轮承受最大切向力当挖掘机满载并以最大牵引力行驶和紧急制动时以及当车轮承受最大侧向力当挖掘机满载侧滑时。只要在这三种载荷计算工况下桥壳的强度得到保证，就认为该桥壳在挖掘机各种行驶条件下是可靠的。在进行上述三种载荷工况下桥壳的受力分析前，还应先分析下挖掘机满载静止于水平路面时桥壳最简单的受力情况，即进行桥壳的静弯曲应力计算。桥壳的设计是个参数探索的过程，对于款桥壳的设计首先是参考款目前已经成熟的桥壳参数，并根据设计目标进行参数修正，将参数修正后的结果进行理论和有限元分析，查看是否满足要求，如不满足，就继续修正参数，直到最终达到设计要求，对于本次设计的目标，参考了公司吨轮式挖掘机驱动桥的参数，并根据实际需要进行了多次参数修正和分析，最终得到设计模型。.桥壳的静弯曲应力计算桥壳犹如空心横梁，两端经轮毂轴承支承于车轮上，在平板座处桥壳承受挖掘机的簧上质量，而沿左右轮胎中心线，地面给轮胎以反力双胎时则沿双胎之中心，桥壳则承受此力与车轮重力之差值，即，计算简图如图所示。图桥壳静弯曲应力计算简图桥壳按静载荷计算时，在其两座之间的弯矩为式中挖掘机满载静止与水平路面时驱动桥给地面的载荷车轮包括轮毂制动器等的重力驱动车轮轮距驱动桥壳上两座中心距离，.由弯矩图可见，桥壳的危险断面通常在座附近。通常由于远小于，且设计时不易准确预计，当无数据时可以忽略不计。而静弯曲应力则为式中见弯矩公式危险断面处桥壳的垂向弯曲截面系数。见表。表截面系数断面形状垂向及水平弯曲截面系数扭转截面系数圆关于桥壳在钢板弹簧座附近的危硷断面的形状甲主要由桥壳的结构型式和制造工艺来定。匆如对于铸造整体式桥壳，笼于采用了铸造工艺所以可将弹簧蜜附近的断面设粉成垂向抗弯强度较好的矩形管状断面计算时还应考虑里边压进的半轴套管钢板冲压俘接整体式桥壳，在弹簧座附近多为圆管断面，但当桥壳与半轴套管之间的联接采用闪先对捍工艺时，桥壳危脸断面的形状就可设计成矩形管状二从桥壳的使用强度来看，矩形管狱高度方向为长边的比口形管状的要好。.在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算当挖掘机在不平路面上高速行驶时，桥壳除了承受静力状态下那部分荷载以外，还承受附加的冲击载荷。在这两种载荷总的作用下，桥壳所产生的弯曲应力为式中动载荷系数，对轿车客车取.，对载荷挖掘机去.，对越野挖掘机取.桥壳在静载荷下的弯曲应力，挖掘机以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算为了使计算简化，不考虑侧向力，仅按挖掘机作直线行驶的情况进行计算，另从安全系数方向考虑。下图为挖掘机以最大牵引力行驶时的受力简图。设地面对后驱动桥左右车轮的垂向反作用力相等，则式中挖掘机满载静止于水平地面时给地面的总载荷挖掘机质心高度。图而作用在左右驱动车轮上的转矩引起的地面对左右驱动车轮的最大切向反作用力共为式中发动机最大转矩，•变速器挡传动比驱动桥的主减速比传动系的传动效率驱动车轮的滚动半径，如果忽略，整理上式以后得，并将式代人式，经整理后得式中地面对个后驱动车轮的垂向反作用力挖掘机满载静止于水平地面时驱动桥给地面的载荷挖掘机质心高度挖掘机轴距挖掘机加速行驶时的质量转移系数。由上式可知对后驱动桥在设计中，当上式的些参数未给定而无法计算出值时，的值可在下述范围内选取对轿车后驱动桥取对载货挖掘机后桥驱动桥取。此时后驱动桥壳的左右钢板弹簧座之间的垂向弯矩为式中，见式下的说明。由于驱动车轮所承受的地面对其作用的最大切向反作用力，使驱动桥壳也承受着水平方向的弯矩，对于装用普通圆锥齿轮差速器的驱动桥，由于其左右驱动车轮的驱动转矩相等，故有当所装用的差速器使左右驱动车轮的转矩不等时，应取驱动转矩较大的那个车轮所引起的地面切向反作用力代替上式中的值。桥壳还承受因驱动桥传递驱动转矩而引起的反作用力矩，这时在两钢板弹簧座间桥壳承受的转矩为式中发动机最大转矩，•传动系的最低挡传动比传动系的传动效率当桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面为圆管截面时，在该断面处的合成弯矩为该危险断面处的合成应力为式中危险断面处的弯曲截面系数，见表。当桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面为矩形管装断面时，则在该断面处的弯曲应力和扭转应力分别为式中，分别为桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩和水平弯矩分别为桥壳在危险断面处的垂向弯曲截面系数水品弯曲截面系数和扭转截面系数。见表。桥壳的许用弯曲应力为,许用扭转应力为,可煅铸铁桥壳取最小值，钢板冲压焊接桥壳取大值。下图给出了挖掘机以最大牵引力行驶时后驱动桥桥壳的受力分析简图。图给出了挖掘机以最大牵引力行驶时后驱动桥桥壳的受力分析简图图驱动桥桥壳的受力分析简图.挖掘机紧急制动时的桥壳强度计算这时不考虑侧向力。下图为挖掘机在紧急制动时的受力简图图挖掘机在紧急制动时的受力简图设地面对后驱动桥左右车轮的垂向反作用力相等，则式中挖掘机满载静止于水平地面时给地面的总载荷挖掘机质心高度重力加速度制动减速度，。因，故制动减速度为代入上式得式中驱动车轮与路面的附着系数，计算时取后驱动桥计算用的挖掘机紧急制动时的质量转移系数。由上式可知，对后驱动桥而言，为在设计时，当等参数未给定时，的值可在下述范围内选取对载货挖掘机后驱动桥取。此时取.在计算轿车等的前驱动桥时，不难求出此时用的挖掘机紧急制动时的质量转移系数应为下图为挖掘机紧急制动时后驱动桥壳的受力分析简图。此时作用在左右驱动车轮上除有垂向反力,尚有切向反力，即地面对驱动车轮的制动力。因此可求得紧急制动时桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩及水平方向的弯矩分别为式中挖掘机制动时的质量转移系数，计算后驱动桥壳时取桥壳在两钢板弹簧座的外侧部分处同时还承受制动力所引起的转矩，对后驱动桥图挖掘机紧急制动时后驱动桥桥壳的受力分析简图桥壳在两钢板弹簧座的外侧部分处同时还承受制动力所引起的转矩，对后驱动桥式中驱动车轮的滚动半径驱动车轮与路面间的附着系数，计算时取.当桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面为圆管截面时，在该断面处的合成弯矩为该危险断面处的合成应力为.挖掘机受最大侧向力时的桥壳强度计算当挖掘机满载高速急转弯时，则会产生个作用于挖掘机质心处的相当大的离心力。挖掘机也会由于其他原因而承受侧向力。当挖掘机所承受的侧向力达到地面给轮胎的侧向反作用力的最大值即侧向附着力时，挖掘机处于侧滑的临界状态，侧向力旦超过侧向附着力，挖掘机则侧滑。因此挖掘机驱动桥的侧滑条件为式中驱动桥所受的侧向力地面给左右驱动车轮的侧向反作用力挖掘机满载静止于水平路面时驱动桥给地