轻型货车用.吨级驱动桥设计摘要转矩.半轴杆部直径半轴的扭转许用应力，取。.，强度满足要求。半轴的最大扭转角为.式中半轴承受的最大转矩，.半轴长度材料的剪切弹性模量.半轴横截面的极惯性矩，.。经计算最大扭转角.，扭转角宜选为满足条件。全浮式半轴花键强度计算为了使半轴的花键内径不小于其杆部直径，常常将加工花键的端部做得粗些，并适当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增加，通常取齿轿车半轴至齿载货汽车半轴。半轴的破坏形式多为扭转疲劳破坏，因此在结构设计上应尽量增大各过渡部分的圆角半径以减小应力集中，本次设计时考虑到此处花键部分与杆部之间的倒角为。重型车半轴的杆部较粗，外端突缘也很大，当无较大锻造设备时可采用两端均为花键联接的结构，且取相同花键参数以简化工艺。在现代汽车半轴上，渐开线花键用得较广，但也有采用矩形或梯形花键的。本次设计采用带有凸缘的全浮式半轴，采用渐开线花键。根据杆部直径为，选择的渐开线的花键具体参数为花键齿数为，模数.分度圆直径.，分度圆上压力角为。半轴花键的剪切应力为.半轴花键的挤压应力为.式中半轴承受的最大转矩.半轴花键外径，相配的花键孔内径，花键齿数花键的工作长度花键齿宽，.载荷分布的不均匀系数，计算时取为.。根据据上式计算当传递最大转矩时，半轴花键的剪切应力不超过.，挤压应力不超过，所以校核成功。.半轴材料与热处理见表.。表.轴常用材料的机械性能材料牌号热处理毛坯直径硬度抗拉强度屈服强度弯曲疲劳极限扭转疲劳极限许用弯曲应力备注调质用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴。半轴多采用含铬的中碳合金钢制造，如，等。是我国研制出的新钢种，作为半轴材料效果很好。半轴的热处理过去都采用调质处理的方法，调质后要求杆部硬度为突缘部分可降至。近年来采用高频中频感应淬火的口益增多。这种处理方法使半轴表面淬硬达，硬化层深约为其半径的，心部硬度可定为花键部分表面硬度不淬火区突缘等的硬度可定在范围内。由于硬化层本身的强度较高，加之在半轴表面形成大的残余压应力，以及采用喷丸处理滚压半轴突缘根部过渡圆角等工艺，使半轴的静强度和疲劳强度大为提高，尤其是疲劳强度提高得十分显著。由于这些先进工艺的采用，不用合金钢而采用中碳号号钢的半轴也日益增多。本次设计半轴即采用，中频感应淬火。.本章小结首先本章对半轴的功用进行了说明，并且在纵向力最大时确定了半轴的计算载荷。对半轴进行了具体的设计计算，确定了半轴的各部分尺寸，并进行了校核。最后对材料和热处理做了加以说明。第章驱动桥桥壳的设计.概述驱动桥壳的主要功用是支承汽车质量，非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车荷重的作用，并将载荷传给车轮，承受车轮传来的路面反力和反力矩，并经悬架传给车身，因此桥完既是承载件又是传力件它同时又是主减速器，差速器和半轴的装配体。驱动桥壳应满足如下设计要求应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常，并不使半轴产生附加弯曲应力在保证强度和刚度的情况下，尽量减小质量以提高行驶的平顺性保证足够的离地间隙结构工艺性好，成本低保护装于其中的传动系统部件和防止泥水浸入拆装，调整，维修方便。.桥壳的受力分析及强度计算本次设计采用钢板冲压焊接整体式桥壳，选定桥壳的结构形式以后，应对其进行受力分析，选择其断面尺寸，进行强度计算。汽车驱动桥的桥壳是汽车上的主要承载构件之，其形状复杂，而汽车的行驶条件如道路状况气候条件及车辆的运动状态又是千变万化的，因此要精确地计算出汽车行驶时作用于桥壳各处的应力大小是相当困难的。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些特定断面的最大应力值。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，即当车轮承受最大的铅锤力当汽车满载并行驶与不平路面，受冲击载荷时当车轮承受最大切应力当汽车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汽车满载侧滑时。只要在这三种载荷计算工况下桥壳的强度特征得到保证，就认为该桥壳在汽车各种行驶条件下是可靠的。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，在钢板弹簧座处桥壳承受汽车的簧上载荷，而沿左右轮胎的中心线，地面给轮胎的反力双轮胎时则沿双胎中心，桥壳则承受此力与车轮重力之差值，即，计算简图如.所示。图.桥壳静弯曲应力计算简图桥壳按静载荷计算时，在其两钢板弹簧座之间的弯矩为•.式中汽车满载时静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷，在此车轮包括轮毂制动器等重力驱动车轮轮距，为.驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离，为。桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近。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所以.•而静弯曲应力则为.式中见式.危险断面处钢板弹簧座附近桥壳的垂向弯曲截面系数，具体如下关于桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面的形状，主要由桥壳的结构形式和制造工艺来确定，钢板冲压焊接整体式桥壳在弹簧座附近多为圆管端面，截面图中，.。垂向及水平弯曲截面系数扭转截面系数所以，.。在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算当汽车高速行驶于不平路面上时，桥壳除承受在静载状态下的那部分载荷外，还承受附加的冲击载荷。这时桥壳载动载荷下的弯曲应力为.式中动载荷系数，对载货汽车取.桥壳载静载荷下的弯曲应力，.。所以，.。汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算计算时不考虑侧向力。图.为汽车以最大牵引力行驶时桥壳的受力简图。此时作用在左右驱动车轮上除有垂向反力外，尚有切向反力。作用在左右驱动车轮的最大切向反力共为.式中发动机的最大转矩传动系档传动比.主减速比.传动系的传动效率.轮胎的滚动半径.。经计算，.。图.汽车以最大牵引行驶时桥壳的受力简图如图.所示，后驱动桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯曲矩为式中汽车加速行驶时的质量转移系数对于货车取.，同.式。图.汽车以最大牵引行驶时桥壳的受力分析图由于驱动车轮的最大切向反力使桥壳也承受水平方向的弯矩，对于装用普通圆锥齿轮差速器的驱动桥，在两弹簧之间桥壳所受的水平方向的弯矩为桥壳还承受因驱动桥传递驱动转矩而引起的反作用力矩。这时在两板簧座间桥壳承受的转矩为.式中同式.下的说明。由于桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面处为圆管断面，所以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.。汽车紧急制动时的桥壳强度计算这时不考虑侧向力，图.为汽车在紧急制动时的受力简图。图.汽车紧急制动时桥壳的受力分析简图如图.所示，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弯矩分别为式中同式.说明汽车制动时的质量转移系数，对于载货汽车的后桥，取