【正文】 小于桿部直徑，常常將加工的端部做的粗些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵的齒數(shù)就必然要增加，通常取10齒（轎車半軸）18齒（載貨汽車半軸）。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。重型汽車半軸桿部較粗，外端凸緣較大。在現(xiàn)代汽車半軸上，漸開線運(yùn)用的比較廣泛。半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如40Cr,40CrMnMo, 40CrMnSi，40CrMnA,35CrMnSi等。第四章 驅(qū)動(dòng)橋橋殼驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上的主要零件，非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車載荷的作用，并將載荷傳到車輪上。作用在驅(qū)動(dòng)車輪的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是徑橋殼傳到懸架及車架或車廂上的。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的外殼[14]。在汽車行駛過程，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮：；、提高汽車的行駛平順性，在保證強(qiáng)度與剛度的前提下力求減小橋殼的質(zhì)量。，制造方便有利于降低成本。、調(diào)整、維修和保養(yǎng)。、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)。 橋殼結(jié)構(gòu)的形式與選擇橋殼的結(jié)構(gòu)大致分為：可分式、整體式和組合式?？煞质綐驓と鐖D41a所示，整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直結(jié)合面分為左右兩部分，每一部分均由一個(gè)鑄件和壓入其外端的半軸套管組成。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過在中央結(jié)合面初的一圈螺栓聯(lián)成一個(gè)整體。其特點(diǎn)是橋殼制造工藝簡(jiǎn)單、主減速器軸承支承剛度好。但對(duì)主減速器的拆裝、維修及調(diào)整很不方便。橋殼的剛度與強(qiáng)度比較低。由于上述的缺點(diǎn)現(xiàn)在已經(jīng)很少采用。如圖41b所示，整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成整體，橋殼猶如一整體的空心梁，其強(qiáng)度及剛度較好，且橋殼與主減速器殼分為兩部分，之減速器齒輪與差速器齒輪均安裝在獨(dú)立的主減速器殼內(nèi)。構(gòu)成單獨(dú)的總成，調(diào)整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器與差速器的拆裝、維修、保養(yǎng)、調(diào)整都很方便。整體式橋殼按其制造工藝分為：鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴(kuò)張成形式三種。為了增強(qiáng)橋殼的強(qiáng)度與剛度，鑄造整體式橋殼的兩端注入較長(zhǎng)的無縫鋼管作為半軸套管，并用銷釘固定。如圖41c所示，每邊半軸套管與橋殼的壓配表面共有四處，由里向外逐漸加大配合表面直徑，以得到較好的壓配效果。鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點(diǎn)在于可制成復(fù)雜的而理想的形狀，壁厚能夠變化?？傻玫嚼硐氲膽?yīng)力分布，其強(qiáng)度與剛度均比較大，工作可靠。但質(zhì)量大、加工面多、制作工藝復(fù)雜。故僅有在載荷大的重型貨車上，也用于少數(shù)的中型汽車與越野車。圖41 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)類型鋼板沖壓焊接整體式橋殼除了具有制作工藝簡(jiǎn)單。材料利用率高、廢品率低、生產(chǎn)效率高以及制造成本低等優(yōu)點(diǎn)外，還有足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是其質(zhì)量?。▋H為鑄造整體式橋殼的75%左右），工作可靠。其主要缺點(diǎn)是橋殼不能做成復(fù)雜而理想的斷面，壁厚一定，故難于調(diào)整應(yīng)力分布。由于一系列的優(yōu)點(diǎn)，鋼板沖壓焊接整體式在轎車、客車，輕、中型載貨汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。圖42 鋼管擴(kuò)張成形整體式橋殼的擴(kuò)張成形過程如圖42所示，由圖可知其制造過程為：將鋼管中間擴(kuò)孔兩端滾壓變細(xì)，再加上焊接突緣與彈簧座等。這種制造工藝的生產(chǎn)效益高，材料利用率最高，橋殼雖然質(zhì)量小，但強(qiáng)度與剛度都比較好，但需要專用的擴(kuò)張成形的設(shè)備，適合于轎車、輕中型載貨汽車的大量生產(chǎn)[1]。組合橋殼又稱為支架式橋殼，如圖41d所示，它將主減速器殼作為橋殼中間部分（鑄件），而在其兩端壓入無縫鋼管，再用銷釘或塞焊予以固定而成。它具有的優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量較小，減速器與差速器的拆裝、調(diào)整方便。但是它不具有像整體式橋殼那樣可將主減速器與差速器總成調(diào)整好后再裝入橋殼的優(yōu)點(diǎn)，而需要變安裝邊調(diào)整。另外，組合式橋殼需要較高的加工精度，整個(gè)橋殼的剛度與強(qiáng)度與整體式橋殼相比相對(duì)較小。這樣形式的橋殼主要應(yīng)用在微型汽車，轎車及輕型以下的載貨汽車。根據(jù)這次設(shè)計(jì)所參考的車型為中型貨車，因此采用鑄造整體式橋殼。驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是汽車的主要承載構(gòu)件之一，其形狀復(fù)雜，汽車的行駛條件復(fù)雜多變。我國(guó)通常推薦：計(jì)算時(shí)將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡(jiǎn)化成三種典型的計(jì)算工況。只要在這三種工況下橋殼的強(qiáng)度得到了保證，就可以認(rèn)為該橋殼在汽車的各種行駛條件下的可靠的。在兩鋼板彈簧座之間的彎矩為： （）式中 —汽車滿載靜止于水平地面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷；取76440N；—車輪的重力；—驅(qū)動(dòng)車輪的輪距；?！?qū)動(dòng)橋殼上的兩彈簧座之間的距離；。如圖42所示，為車橋的彎矩圖。如圖42車橋的彎矩圖橋殼的危險(xiǎn)截面通常在鋼板彈簧附近。由于大大的小于，且設(shè)計(jì)時(shí)不易準(zhǔn)確預(yù)計(jì)，當(dāng)無數(shù)據(jù)時(shí)可以忽略去。代入數(shù)字有：這樣的彎曲應(yīng)力 ()式中 —危險(xiǎn)斷面處橋殼的垂直彎曲截面系數(shù)[9]（圖43）。圖43 橋殼彈簧座附近的斷面形狀初步方管的斷面，其中H=170，h=120,B=180,b=130。：則靜彎曲應(yīng)力有：當(dāng)汽車高速行駛在不平的路面上時(shí)，橋殼除了承受在靜載狀態(tài)下的那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷[2]。這時(shí)橋殼在動(dòng)載荷下的彎曲應(yīng)力為： （）式中 —?jiǎng)虞d荷系數(shù)，對(duì)轎車；；；，則在該情況下彎曲應(yīng)力有：這時(shí)不考慮側(cè)向力。圖44所示，為汽車以最大牽引力行駛時(shí)橋殼的受力分析簡(jiǎn)圖。此時(shí)作用在左右車輪上除了垂直反力外，尚有切反力。地面對(duì)左右輪的最大切向反作用共為 （） 式中 —發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩；?！獋鲃?dòng)系的最低傳動(dòng)比；＝?！獋鲃?dòng)系的傳動(dòng)效率，；—輪胎的滾輪半徑。代入數(shù)字有：后驅(qū)動(dòng)橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩為： （）—汽車加速行駛時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，~；~. ；代入數(shù)字有：由于驅(qū)動(dòng)橋車輪的最大切向反力使橋殼也承受水平方向的彎矩，對(duì)于裝用普通圓錐齒輪差速器驅(qū)動(dòng)橋，在兩簧座之間橋殼所受的水平方向的彎矩為 （）代入數(shù)字有：橋殼還承受因驅(qū)動(dòng)橋傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩。這時(shí)在兩鋼板座之間橋殼承受的轉(zhuǎn)矩： （）式中 ，—見式（）說明；代入數(shù)字有：橋殼在鋼板彈簧座附近的危險(xiǎn)斷面為矩形斷面時(shí)，則在該斷面處的彎曲應(yīng)力和 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為： () （）圖44 最大牽引力行駛時(shí)橋殼的受力分析簡(jiǎn)圖代入數(shù)字分別有：橋殼的許用應(yīng)力為300~500MPa,許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為150~400MPa,可鍛鑄鐵橋殼取小值，鋼板沖壓焊接橋殼取大值。根據(jù)以上計(jì)算的結(jié)果可知是符合要求的。由以上的公式可以知道合成應(yīng)力合格，那么扭轉(zhuǎn)應(yīng)力也是合格的。這時(shí)不考慮側(cè)向力。圖45為汽車緊急制動(dòng)時(shí)橋殼的受力分析圖。此時(shí)作用在左右驅(qū)動(dòng)車輪上除了垂直反力外，尚有切向反力，即地面對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪的制動(dòng)力。因此可求得：圖45 汽車緊急制動(dòng)時(shí)橋殼的受力分析簡(jiǎn)圖緊急制動(dòng)時(shí)橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂直彎矩及水平方向的彎矩分別為 （）式中 —汽車制動(dòng)時(shí)汽車質(zhì)量移動(dòng)系數(shù)；對(duì)于載貨汽車的后驅(qū)動(dòng)橋可取=~；?！?qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)，.代入數(shù)字有：橋殼在兩鋼板彈簧座的外側(cè)部分同時(shí)還承受制動(dòng)力所引起的轉(zhuǎn)矩 （）代入數(shù)字有：計(jì)算彎曲應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力與在最大牽引力行駛時(shí)橋殼計(jì)算的方法一致。根據(jù)以上計(jì)算出的結(jié)果與汽車以最大牽引力行駛時(shí)橋殼的強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果比較。可以知道在此情況下設(shè)計(jì)選取的參數(shù)符合要求?？偨Y(jié)致謝參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：清華大學(xué)出版社，2001[2] [M].北京：清華大學(xué)出版社，2001[3] [M].北京：人民交通出版社，1980[4] （第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008[5] [M].北京：高等教育出版社，2004[6] （下冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[7] [M].北京：高等教育出版社，1996[8][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011 [9] 材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2009[10]. 殷金生 理論力學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，1982[11][M].北京：人民交通出版社，2008[12][M].浙江：浙江大學(xué)出版社，2007[13][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[14][M].江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2004[15][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009附錄