.式中左右驱动车轮的支承反力，汽车满载时的质心高度，.驱动车轮的轮距.。图.汽车向右侧滑时受力简图对于半轴为全浮式的驱动桥，在桥壳两端的半轴套管上，各装着对轮毂轴承，它们布置在车轮垂向反作用力的作用线的两侧，通常比外轴承离车轮中心线更近。侧滑时内外轮毂轴承对轮毂的径向支承力，如图.所示，可根据个车轮的受力平衡求出。轮毂轴承的受力分析用图桥壳的受力分析用图图.汽车向右侧滑时轮毂轴承对轮毂的径向支承力分析用图汽车向右侧滑时左右车轮轮毂内外轴承的径向支承力分别为式中轮胎的滚动半径取。其中地面给左右驱动车轮的侧向反作用力可由下式求得轮毂内外轴承支承中心之间的距离愈大，则由侧滑引起的轴承径向力愈小。另外，足够大，也会增加车轮的支承刚度。否则，如果将两轴承的距离缩至使两轴承相碰，则车轮的支承刚度会变差而接近于浮式半轴的情况。当然，的数值过大也会引起轮毂的宽度及质量的加大而造成布置上的困难。在载货汽车的设计中，常取。轮毂轴承承受力最大的情况是发生在汽车侧滑时，所以轮轴即半轴套管也是在汽车满载侧滑时承受最大的弯矩及应力，如图.所示。半轴套管的危险断面位于轮毂内轴承的里端处，该处弯矩为.式中为轮毂内轴承支承中心至该轴承内端支承面间的距离。图.汽车向右侧滑时驱动桥壳所受垂直力及弯矩弯曲应力.剪切应力半轴套管处的应力均不超过，满足使用要求。经过计算得知各种工况下校核结果均满足桥壳的许用弯曲应力，许用扭转应力，所以驱动桥壳满足各种种条件下使用度要求。.本章小结本章选择了整体驱动桥桥壳，并参考刘惟信版汽车设计进行了桥壳的受力分析和强度计算。在静弯曲应力下，不同路面冲击载荷作用下和汽车以最大牵引力行驶时及汽车紧急制动时的四种情况下桥壳受力和强度进行了校核，满足设计要求。第章驱动桥桥壳几何模型的建立几何模型的建立是整个有限元分析工作的第步，也对以后的所有工作有着至关重要的作用，几何模型的好坏直接决定着有限元模型的优劣乃至分析工作的进展程度。另外，在保证模型正确及几何元素相互关联的基础上，也要提高建模效率，能简化的尽量简化，以达到事半功倍的效果。.的简介年，公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。，工作可靠，故要求桥壳承载负荷较大的中重型汽车，适于采用这种结构。尤其是重型汽车，其驱动桥壳承载很重，在此采用球铁整体式桥壳。除了优点之外，铸造整体式桥壳还有些不足之处，主要缺点是质量大加工面多，制造工艺复杂，且需要相当规模的铸造设备，在铸造时质量不宜控制，也容易出现废品，故仅用于载荷大的中重型汽车。.桥壳的受力分析与强度计算选定桥壳的结构形式以后，应对其进行受力分析，选择其端面尺寸，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四种典型的计算工况，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时当车轮承受最大切应力当汽车满载紧急制动时最大侧向力时。只要在这四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。在进行上述四种载荷工况下桥壳的受力分析之前，应先分析下汽车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，在此为车轮包括轮毂制动器等重力，驱动车轮轮距，在此为驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离，在此为.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，截面图如图.所示，其中，图.钢板弹簧座附近桥壳的截面图垂向弯曲截面系数.水平弯曲截面系数.扭转截面系数.垂向弯曲截面系数,水平弯曲截面系数,扭转截面系数的计算参考材料力学。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，从桥壳的使用强度来看，圆形管状的比矩形管状高度方向为长边的要好。所以在此采用圆形管状。根据上式桥壳的静弯曲应力.在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算当汽车在不平路面上高速行驶时，桥壳除承受静止状态下那部分载荷外，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，对于载货汽车取.桥壳在静载荷下的弯曲应力，。的计算，可根据以下方法计算，并取两者中的较小者。若按最大附着力计算，即.式中轮胎与地面的附着系数取.汽车满载时驱动桥给水平地面的最大负荷，但后桥来说还应考虑到汽车加速时负腷增大量，可初取汽车加速或减速时的质量转移系数，可取在此取.左侧半轴所受纵向力右侧半轴所受纵向力。根据上式若按发动机最大转矩计算，即.式中差速器的转矩分配系数，对于普通圆锥行星齿轮差速器取.发动机最大转矩，•汽车传动效率，计算时可取或取.由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比.变速器传动比.轮胎的滚动半径，.。根据上式.在此•.全浮式半轴的杆部直径的初选全浮式半轴杆部直径的初选可按下式进行.式中半轴杆部的直径，。根据上式根据强度要求在此取.。.全浮式半轴的强度计算首先是验算其扭转应力.式中半轴的计算转矩，•在此取.•根据上式半轴的扭转许用应力，取。所以满足强度要求。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。.半轴花键的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，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。在计算半轴在承受最大转矩时还应该校核其花键的剪切应力和挤压应力。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，•，在此取.•半轴花键的外径在此取相配花键孔内径在此取花键齿数在此取花键工作长度花键齿宽.载荷分布的不均匀系数，计算时取.。根据上式可计算得根据要求当传递的转矩最大时，半轴花键的切应力不应超过.，挤压应力不应超过，以上计算均满足要求。以上有关花键内容查机械设计实用手册北京机械工业出版社页.半轴材料与热处理半轴多采用含铬的中碳合金钢制造，如轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田建筑工地矿山等非公路车与军用车上。当前轮边减速桥可分为类类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥另类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。圆锥行星齿轮式轮边减速桥。由圆锥行星齿轮式传动构成的轮边减速器，轮边减速比为固定值，它般均与中央单级桥组成为系列。在该系列中，中央单级桥仍具有独立性，可单独使用，需要增大桥的输出转矩，使牵引力增大或速比增大时，可不改变中央主减速器而在两轴端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥。这类桥与中央双级减速桥的区别在于降低半轴传递的转矩，把增大的转矩直接增加到两轴端的轮边减速器上，其“三化”程度较高。但这类桥因轮边减速比为固定值，因此，中央主减速器的尺寸仍较大，般用于公路非公路军用车。圆柱行星齿轮式轮边减速桥。单排齿圈固定式圆柱行星齿轮减速桥，般减速比在至.之间。由于轮边减速比大，因此，中央主减速器的速比般均小于，这样大锥齿轮就可取较小的直径，以保证重型汽车对离地问隙的要求。这类桥比单级减速器的质量大，价格也要贵些，而且轮穀内具有齿轮传动，长时间在公路上行驶会产生大量的热量而引起过热因此，作为公路车用驱动桥，它不如中央单级减速桥。综上所述，由于设计的驱动桥的传动比为.，小于。况且由于随着我国公路条件的改善和物流业对车辆性能要求的变化，中型汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势，主要是单级驱动桥还有以下几点优点单级减速驱动桥是驱动桥中结构最简单的种，制造工艺简单，成本较低，是驱动桥的基本类型，在重型汽车上占有重要地位重型汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低。因此，重型汽车不必像过去样，采用复杂的结构提高通过性与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看，重型车产品在主减速比小于的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。所以此设计采用单级驱动桥再配以铸造整体式桥壳。.半轴形式的确定驱动车轮的传动装置置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器半轴齿轮传给驱动车轮。其结够型式与驱动桥的结构型式密切相关，在断开式驱动桥和转向驱动桥中，驱动车轮的传动装置包括半轴和万向接传动装置且多采用等速万向节。在般非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，这时半轴将差速器半铀齿轮与轮毂连接起来。在装有轮边减速器的驱动桥上，半轴将半轴齿轮与轮边减速器的主动齿轮连接起来。如图.所示，根据半轴外端支撑形式分为半浮式，浮式，全浮式。半浮式浮式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的限制。通常情况下，设计桥壳时多采用常规的设计方法，将桥壳看成是简支梁，校核些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.倍满载轴荷的作用下，弹簧座处桥壳与半轴套管焊接处轮毂内轴