侧滑时，为，侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数在计算中取.，没有纵向力作用垂向力最大时，这发生在汽车以可能的高速通过不平路面时，其值为，是动载荷系数，这时没有纵向力和侧向力的作用。半轴的设计杆部直径的选择设计时，半浮式半轴杆部直径的初步选择可按下式进行取.式中半轴杆部直径半轴的计算转矩，.半轴转矩许用应力，。因半轴材料取，为.左右，考虑安全系数在之间，可取半轴的扭转应力可由下式计算式中半轴扭转应力半轴的计算转矩.半轴杆部直径。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，可取为.。注花键的选择渐开线初选分度圆直径，则模数，取标准模数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，.。全浮式半轴的设计计算全浮式半轴在上述第种工况下纵向力应按最大附着力计算，即式中满载静止汽车的驱动桥对水平地面的载荷，取.汽车加速和减速时的质量转移系数，对于后驱动桥可取.轮胎与的地面的附着系数.对于驱动车轮来说，当按发动机最大转矩及传动系最低档传动比计算所得的纵向力小于按最大附着力所决定的纵向力时，则按下式计算，即或式中差速器的转矩分配系数.发动机最大转矩传动系最低档传动比.汽车传动效率.轮胎滚动半径.。取两者的较小值，所以.转矩为注第二种和第三种工况未计算，图.为全浮式半轴支承示意图。图.全浮式半轴支承示意图.半轴的结构设计及材料与热处理为了使半轴和花键内径不小于其干部直径，常常将加工花键的端部都做得粗些，并使当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增加。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。为了使半轴杆部和突缘间的过渡圆角都有较大的半径而不致引起其他零件的干涉，常常将半轴凸缘用平锻机锻造。本设计半轴采用，半轴的热处理采用高频中频感应淬火。这种处理方法使半轴表面淬硬达，硬化层深约为其半径的，心部硬度可定为不淬火区凸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十分显著。.本章小结本章对半轴做了设计计算。在全浮式半轴的设计计算中首先考虑到三种可能的载荷工况。对纵向力驱动力或制动力最大时，没有侧向力作用这工况进行了计算。做了必要的半轴设计计算并进行了校核选取了机械设计机械制造标准值，对材料和热处理做了必要的说明。第章驱动桥桥壳的校核驱动桥桥壳是汽车上的主要零件之，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。作用在驱动车轮上的牵引力制动力侧向力和垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。因此桥完既是承载件又是传力件，同时它又是主减速器差速器及驱动车轮传动装置如半轴的外壳。在汽车行驶过程中，桥壳承受繁重的载荷，设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度。为了减小汽车的簧下质量以利于降低动载荷提高汽车的行驶平顺性，在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单制造方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装调整维修和保养方便。在选择桥壳的结构型式时，还应考虑汽车的类型使用要求制造条件材料供应等。.驱动桥桥壳形式的确定整体式桥壳的特点是将整个桥壳制成个整体，桥壳犹如个整体的空心梁，其强度及刚度都比较好。且桥壳与主减速器壳分作两体，主减速器齿轮及差速器均装在独立的主减速壳里，构成单独的总成，调整好后再由桥壳中部前面装入桥壳内，并与桥壳用螺栓固定在起。使主减速器和差速器的拆装调整维修保养等都十分方便。其主要缺点是桥壳不能做成复杂而理想的断面，壁厚定，故难于调整应力分布。铸造式桥壳强度刚度较大多用于重型货车。本次设计驱动桥壳就选用铸造式整体式桥壳。.桥壳的受力分析及强度计算桥壳的静弯曲应力计算本次设计选取了同类重型货车的驱动桥桥壳。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，而沿两侧轮胎中心线，地面给轮胎以反力双胎时则沿双胎中心线，桥壳则承受此力与车轮重力之差值，计算简图如图.所示。桥壳按静载荷计算时，在其两钢板弹簧座之间的弯矩为.由弯矩图图.可见，桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近。由于大大地小于，且设计时不易准确预计，当无数据时可忽略去。而静弯曲应力为式中危险断面处桥壳的垂向弯曲截面扭转截面系数。图.桥壳静弯曲应力的计算简图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，.汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算这时不考虑侧向力。图.为汽车以最大牵引力行驶时桥壳的受力分析简图。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。地面对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最低档传动比.传动系的传动效率.轮胎的滚动半径.。图.汽车以最大牵引行驶时桥壳的受力分析简图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.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.式中见式.下的说明。当桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面处为圆管断面时，则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.为汽车紧急制动时桥壳的手力分析简图.此时在作用在左右驱动车轮上除有垂向反力外，尚有切向反力，即地面对驱动车轮的制动力。因此可求得图.汽车紧急制动时桥壳的受力分析简图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见式.说明汽车制动时的质量转移系数，对于载货汽车的后桥，.驱动车轮与路面的附着系数.。桥壳在两钢板弹簧的外侧部分同时还承受制动力所引起的转矩.紧急制动时桥壳在两板簧座附近的危险断面处的合成应力.扭转应力.综上所述，满足强度校核要求。汽车受最大侧向力时桥壳的强度计算当汽车满载高速急转弯时，则会产生想当大的且作用于汽车质心处离心力。汽车也会由于其他原因而承受侧向力。当汽车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，则汽车处于侧滑的临界状态，此时没有纵向力作用。侧向力旦超过侧向附着力，汽车则侧滑。因此汽车驱动桥的侧滑条件是.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汽车满载静止于水平面时驱动桥给地面的载荷轮胎与地面的侧向附着系数.。由于汽车产生纯粹的侧滑，因此计算时可以认为地面给轮胎的切向反作用力如驱动力制动力为零。汽车向右侧滑时，驱动桥侧滑时左右驱动车轮的支承反力为.式中左右驱动车轮的支承反力汽车满载时的质心高度，.见式.下的说明驱动车轮的轮距.。钢板弹簧对驱动桥壳的垂向作用力为.式中汽车满载时车厢通过钢板弹簧作用在驱动桥上的垂向总载荷.弹簧座上表面离地面高度，见式.下的说明两板簧座中心间的距离.。对于半轴为为全浮式的驱动桥，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见图.，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。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。弯曲应力.剪切应力.合成应力.半轴套管处的应力均不超过。对于钢板冲压焊接整体式桥壳，多采用或号中碳钢板化学成分控制为的碳和不大于的硫。上述桥壳强度的传统计算方法，只能算出桥壳断面的应力平均值，而不能完全反映桥壳上应力及其分布的真实情况。它仅用于对桥壳强度的验算或用作与其他车型的桥壳强度进行比较。而不能用于计算桥壳上点例如应力集中点的真实应力值。使用有限元法对汽车驱动桥壳进行强度分析，只要计算模型简化得合理，受力与约束条件处理得恰当，就可以得到比较理想的计算结果。可以得到比较详细的应力与变形的分布情况，特别是能指出应力集中区域和应力变化趋势，这些都是上述传统计算方法所难以办到的。.本章小结本章进行了桥壳的受力分析和强度计算，对静弯曲应力下，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做了计算。结论本设计采用非断开式驱动桥