【導(dǎo)讀】本課題是對江淮帥鈴貨車驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)。掌握汽車零部件設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)是開發(fā)我國自主品牌汽車產(chǎn)品的重要基。礎(chǔ)，汽車驅(qū)動橋時(shí)傳動系統(tǒng)的重要部件。設(shè)計(jì)汽車驅(qū)動橋，需要綜合考慮多方面的因。設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識，熟悉實(shí)際設(shè)計(jì)過程，提高設(shè)計(jì)能力。式與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。汽車驅(qū)動橋位于傳動系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞。及制動力矩和反作用力矩等。驅(qū)動橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動裝置和橋殼。傳動系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動橋在傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。汽車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，這。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)。驅(qū)動橋是將動力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動橋便成了有效節(jié)油的措施之一。驅(qū)動橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。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。

　　

【正文】 101 4 3 5 9 . 9 3?????????? ??= MPa c? = 101 4 3 5 9 . 9 3????????? ??????? ??= MPa 33 根據(jù)要求當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩最大時(shí)，半軸花鍵的切應(yīng)力 [s? ]不應(yīng)超過 MPa，擠壓應(yīng)力 [ c? ]不應(yīng)超過 196 MPa，以上計(jì)算均滿足要求。 此節(jié)的有關(guān)計(jì)算參考了《汽車車橋設(shè)計(jì)》 ［１ ］ 中關(guān)于半軸的計(jì)算的內(nèi)容。 本章小結(jié) 本章主要針對驅(qū)動橋上的半軸進(jìn)行了計(jì)算和校核，并對半軸的形式進(jìn)行了確定以及校核的半軸是否滿足使用要求。 第 6章 驅(qū)動橋殼的設(shè)計(jì) 驅(qū)動 橋殼的主要功用是支承汽車質(zhì)量，并承受有車輪傳來的路面反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車身，它同時(shí)又是主減速器，差速器和半軸的裝配體。 驅(qū)動橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求： （ 1） 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力； （ 2） 在保證強(qiáng)度和剛度的情況下，盡量減小質(zhì)量以提高 行駛 的平順性； 34 （ 3） 保證足夠的離地間隙； （ 4） 結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低； （ 5） 保護(hù)裝于其中的傳動系統(tǒng)部件 和防止泥水浸入； （ 6） 拆裝，調(diào)整，維修方便。 考慮的設(shè)計(jì)的是載貨汽車，驅(qū)動橋殼的結(jié) 構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 通常可采用球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。在球鐵中加入 %的鎳，解決了球鐵低溫（ 41176。C）沖擊值急劇降低的問題，得到了與常溫相同的沖擊 值。為了進(jìn)一步提高其強(qiáng)度和剛度，鑄造整體式橋殼的兩端壓入較長的無縫鋼管作為半軸套筒，并用銷釘固定。 如圖 所示， 每邊半軸套管與橋殼的壓配表面共四處，由里向外逐漸加大配合面的直徑，以得到較好的壓配效果。鋼板彈簧座與橋殼鑄成一體，故在鋼板彈簧座附近橋殼的截面可根據(jù)強(qiáng)度要求鑄成適當(dāng)?shù)男螤睿ǔ６酁榫匦?。安裝制動底板的 凸緣與橋殼住在一起。橋殼中部前端的平面及孔用于安裝主減速器及差速器總成，后端平面及孔可裝上后蓋，打開后蓋可作檢視孔用。 另外，由于汽車的輪轂軸承是裝在半軸套管上，其中輪轂內(nèi)軸承與橋殼鑄件的外端面相靠，而外軸承則與擰在半軸套管外端的螺母相抵，故半軸套管有被拉出的傾向，所以必須將橋殼與半軸套管用銷釘固定在一起。 圖 鑄造整體式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu) 鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點(diǎn)在于可制成復(fù)雜而理 想 的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應(yīng)力分布，其強(qiáng)度及剛度均較好，工 作可靠，故要求橋殼承載負(fù)荷較大的中、重型汽車，適于采用這種結(jié)構(gòu)。尤其是重型汽車，其驅(qū)動橋殼承載很重， 在此采用球鐵 35 整體式橋殼。 除 了優(yōu)點(diǎn)之外 ， 鑄造整體式橋殼還有一些不足之處，主要缺點(diǎn)是質(zhì)量大、加工面多，制造工藝復(fù)雜，且需要相當(dāng)規(guī)模的鑄造設(shè)備，在鑄造時(shí)質(zhì)量不宜控制，也容易出現(xiàn)廢品，故僅用于載荷大的重型汽車。 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對其進(jìn)行受力分析，選擇其端面尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 汽車驅(qū)動橋的橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一，其形狀復(fù)雜，而汽車的行駛條件如道路狀況、氣候條件及 車輛的運(yùn)動狀態(tài)又是千變?nèi)f化的，因此要精確地計(jì)算出汽車行駛時(shí)作用于橋殼各處的應(yīng)力大小是相當(dāng)困難的。 在通常的情況下，在設(shè)計(jì)橋殼時(shí)多采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，這時(shí)將橋殼看成簡支梁并校核某些特定斷面的最大應(yīng)力值。我國通常推薦：計(jì)算時(shí)將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡化成三種典型的計(jì)算工況，即當(dāng)車輪承受最大的鉛錘力（當(dāng)汽車滿載并 行駛 與不平路面，受沖擊載荷）時(shí)；當(dāng)車輪承受最大切應(yīng)力（當(dāng)汽車滿載并以最大牽引力 行駛 和緊急制動）時(shí)；以及當(dāng)車輪承受最大側(cè)向力（當(dāng)汽車滿載側(cè)滑）時(shí)。只要在這三種載荷計(jì)算工況下橋殼的強(qiáng)度特征得到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車 各種行駛條件下是可靠的。 在進(jìn)行上述三種載荷工況下橋殼的受力分析之前，還應(yīng)先分析一下汽車滿載靜止于水平路面時(shí)橋殼最簡單的受力情況，即進(jìn)行橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算。 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)汽車在不平路面上高速行駛時(shí)，橋殼除承受靜止?fàn)顟B(tài)下那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷。在這兩種載荷總的作用下，橋殼所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 wd? 為 wjdwd k ?? ? （ ） 式中： dk — 動載荷系數(shù)，對于載貨汽車取 ； wj? — 橋殼在靜載荷下的彎曲應(yīng)力 ， MPa。 根據(jù)上式 ???wd? MPa 汽車以最大牽引力 行駛 時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 為了使計(jì)算簡化，不考慮側(cè)向力，僅按汽車作直線行駛的情況進(jìn)行計(jì)算，另從安 36 全系數(shù)方面作適當(dāng)考慮 。 如圖 54所示 為汽車以最大牽引力 行駛 的受力簡圖。 圖 汽車以最大牽引力 行駛 的受力簡圖 作用在左右驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)矩所引起的地面對于左右驅(qū)動車輪的最大切向反作用力共為 rTge r iiTP ????? 1m a xm a x N （ ） 根據(jù)上式可計(jì)算得 5 2 4 5 0m a x ????P = 由于設(shè)計(jì)時(shí)某些參數(shù)未定而無法計(jì)算出汽車加速行駛時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù) 2m 值，而對于載貨汽車的后驅(qū)動橋 2m 可在 ～ 范圍內(nèi)選 取 ，在此取 。 此時(shí)后驅(qū)動橋橋殼在左、右鋼板彈簧座之間的垂向彎矩 vM 為 22 22 sBgmGM wv ??????? ?? N m () 式中： 2G ， wg ， B ， s — 見式（ ）下的說明。 根據(jù)上式 vM = 2 0 3 0 2 0 0 ??? = N m 由于驅(qū)動車輪所承受的地面對其作用的最大切向反作用力 maxP ， 使驅(qū)動橋殼也承受著水平方向的彎矩 hM ，對于裝有普通圓錐齒輪差速器的驅(qū)動橋，由于其左、右驅(qū)動車輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩相等，故有 22m a x sBPMh ??? （ ） 37 所以根據(jù)上式 2 3 9 3 3 . 1 ???hM = m 橋殼還承受因驅(qū)動橋傳遞驅(qū)動轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩，這時(shí)在兩鋼板彈簧座間橋殼承受的轉(zhuǎn)矩 T 為 T = 2max ???iTe () 式中： maxeT — 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， 在此為 350N m。 i — 傳動系的最低傳動比 ； ?— 傳動系的傳動效率，在此取 。 根據(jù)上式可計(jì)算得 2 4 5 0 ????T = m 所以在鋼板彈簧座附近的危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力 w? 和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? 分別為 hhvvw WMWM ??? () tWT?? () 式中： hv MM, — 分別為橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩和水平彎矩 ，見式（ ），和式（ ）； thv WWW , — 分別為橋殼在危險(xiǎn)斷面處的垂向彎曲截面系數(shù)，水平彎曲截面系數(shù)和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù) 。 根據(jù)上式可以計(jì)算 得 3 9 1 2 9 9 6 2 7 1 2 7 7 2 0 2 33 ????w? =+= MPa 3??? = MPa 由于橋殼的許用彎曲應(yīng)力 [? ]為 300～ 500 MPa，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 [? ]為 150～ 400MPa， 所以該設(shè)計(jì)的橋殼滿足 這種條件下的 強(qiáng)度要求。 汽車緊急制動時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 這時(shí)不考慮側(cè)向力， 圖 為 汽車在緊急制動時(shí)的受力簡 圖 。 38 圖 汽車在緊急制動時(shí)的受力簡圖 由于 設(shè)計(jì)時(shí) 一些參數(shù)是未知的，所以后驅(qū)動橋計(jì)算用的汽車緊急制動時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù) 39。2m 不可計(jì)算，一般對于載貨汽車后驅(qū)動橋 39。2m 取 ～ 。 圖 為 汽車緊急制動時(shí)后驅(qū)動橋殼的受力分析簡圖，此時(shí)作用在左右驅(qū)動車輪上除了有垂向反作用力 2/39。22mG 外，尚有切向反力，即地面對驅(qū)動輪的制動力2/39。22 ?mG ，因此可求得緊急制動時(shí)橋殼 在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩 vM 及水平方向的彎矩 hM 分別為 22 39。2 sBgmGM wv ??????? ?? （ ） hM = 22 39。2 sBmG ?? （ ） 式中： 2G ， wg ， B ， s — 見式（ ）下的說明； 39。m — 汽車制動時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，計(jì)算后驅(qū)動橋時(shí) 39。239。 mm? =； ? — 驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)可取 ～ ，在此取 ； 根據(jù)上式可以計(jì)算得 ?vM 2 0 3 0 2 0 0 ??? = N m hM = 2 0 2 0 0 ???? = N m 39 圖 汽車緊急制動時(shí)后驅(qū)動橋的受力簡圖 橋殼 在兩鋼板彈簧座的外側(cè)部分處同時(shí)還承受制動力所引起的轉(zhuǎn)矩 T ，對于后驅(qū)動橋： rrmGT ?39。222? （ ） 根據(jù)上式 5 2 0 2 0 0 ????T = N m 所以可根據(jù)式（ ），（ ）計(jì)算出在鋼板彈簧座附近危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為 3 9 1 2 7 2 7 1 2 7 33 ????w?= MPa ??? = MPa 由于橋殼的許用彎曲應(yīng)力 [? ]為 300～ 500 MPa，許用扭 轉(zhuǎn)應(yīng)力 [? ]為 150～ 400 MPa，所 以該設(shè)計(jì)的橋殼滿足這種條件下的強(qiáng)度要求。 本章小結(jié) 本章是對選擇的橋殼進(jìn)行強(qiáng)度校核以及受力分析并確定橋殼能否在實(shí)際生活中使用和所注意的橋殼保養(yǎng)的問題。 40 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)根據(jù)傳統(tǒng)驅(qū)動橋設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，確定了驅(qū)動橋的總體設(shè)計(jì)方案，先后進(jìn)行主減速器 ，差速器，半軸以及驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，并運(yùn)用 AutoCAD 軟件繪制出主要零部件的工程圖并 設(shè)計(jì)出了 4 噸級的驅(qū)動橋 ，該驅(qū)動橋適用于 輕型 載貨汽車。 完成的主要內(nèi)容如下 41 （ 1）對驅(qū)動橋的整體結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) （ 2）對主減速器、差速器、半軸、橋殼的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 （ 3）利用 Auto CAD 完成了二維的裝配圖和零件圖 貨車一般采用的是單級主減速器，采用單級主減速器即可滿足汽車動力性的要求。而且單級主減速器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕和傳動效率高，所以單級主減速器應(yīng)用非常的廣泛。但對速比較大的主減速器，主動錐齒輪容易發(fā)生根切現(xiàn)象，從而降低齒輪的強(qiáng)度。我認(rèn)為對驅(qū)動橋的研究應(yīng)該以怎么樣保證不降低主減速器齒輪的強(qiáng)度為中心目標(biāo)為以后的大方向 。 致 謝 為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，我也順利的完成了我的課題設(shè)計(jì)，在此之際我要衷心的感謝在設(shè)計(jì)過程中一直幫助我支持我的老師。 我要感謝指導(dǎo)老師，老師在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中對我的影響很大，設(shè)計(jì)過程中的很多個(gè)難點(diǎn)都是在老師的悉心指導(dǎo)下才克服的，還有老師大親切和善也是我在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中感受最深的。也因?yàn)檫@樣，和老師之間存在著師生心理障礙一下全無，我也就大 42 方的有問題就問，有想法就提，這也使得我能更多的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，并解決問題。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的專業(yè)知識，誨人不倦教 學(xué)精神，在學(xué)術(shù)上和為人上都是我們的楷模和榜樣。同時(shí)我還要感謝跟我一起參與設(shè)計(jì)的同學(xué)，雖然我們課題不同，但是都能在討論中發(fā)現(xiàn)各自的問題，并互相提出解決的方法，設(shè)計(jì)能夠順利完成，也因?yàn)樗麄兊膸椭? 結(jié)束代表著新的開始，新的征程，本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)將會成為我今后工作，學(xué)習(xí)生活中的一份堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保證。從中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)也將成為我們在今后生活道路上的一筆財(cái)富，挫折永遠(yuǎn)是前進(jìn)道路上所必須面對的，相信我們的未來會走的更好，也可以讓我們大學(xué)的老師放心。真心的感謝在大學(xué)幫助過我的老師和同學(xué)們，再次感謝你們！ 參考文獻(xiàn) [1] 劉惟信 編著 .汽車車橋設(shè)計(jì) .北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [2] 徐顥 主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第 3， 4 卷） .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1