【正文】 小于桿部直徑，常常將加工的端部做的粗些，并適當?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疲勞破壞，因此在結構上設計盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應力集中。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 驅動橋橋殼驅動橋橋殼是汽車上的主要零件，非斷開式驅動橋的橋殼起著支承汽車載荷的作用，并將載荷傳到車輪上。作用在驅動車輪的牽引力、制動力、側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，同時它又是主減速器、差速器及驅動車輪傳動裝置的外殼[14]。在汽車行駛過程，橋殼承受繁重的載荷，設計時必須考慮：；、提高汽車的行駛平順性，在保證強度與剛度的前提下力求減小橋殼的質量。，制造方便有利于降低成本。、調整、維修和保養(yǎng)。、使用要求、制造條件、材料供應。 橋殼結構的形式與選擇橋殼的結構大致分為：可分式、整體式和組合式。可分式橋殼如圖41a所示，整個橋殼由一個垂直結合面分為左右兩部分，每一部分均由一個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合面初的一圈螺栓聯(lián)成一個整體。其特點是橋殼制造工藝簡單、主減速器軸承支承剛度好。但對主減速器的拆裝、維修及調整很不方便。橋殼的剛度與強度比較低。由于上述的缺點現(xiàn)在已經(jīng)很少采用。如圖41b所示，整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成整體，橋殼猶如一整體的空心梁，其強度及剛度較好，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立的主減速器殼內。構成單獨的總成，調整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內，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張成形式三種。為了增強橋殼的強度與剛度，鑄造整體式橋殼的兩端注入較長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)點在于可制成復雜的而理想的形狀，壁厚能夠變化。可得到理想的應力分布，其強度與剛度均比較大，工作可靠。但質量大、加工面多、制作工藝復雜。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 驅動橋的結構類型鋼板沖壓焊接整體式橋殼除了具有制作工藝簡單。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)點外，還有足夠的強度和剛度，特別是其質量?。▋H為鑄造整體式橋殼的75%左右），工作可靠。其主要缺點是橋殼不能做成復雜而理想的斷面，壁厚一定，故難于調整應力分布。由于一系列的優(yōu)點，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用。圖42 鋼管擴張成形整體式橋殼的擴張成形過程如圖42所示，由圖可知其制造過程為：將鋼管中間擴孔兩端滾壓變細，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，橋殼雖然質量小，但強度與剛度都比較好，但需要專用的擴張成形的設備，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：質量較小，減速器與差速器的拆裝、調整方便。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整好后再裝入橋殼的優(yōu)點，而需要變安裝邊調整。另外，組合式橋殼需要較高的加工精度，整個橋殼的剛度與強度與整體式橋殼相比相對較小。這樣形式的橋殼主要應用在微型汽車，轎車及輕型以下的載貨汽車。根據(jù)這次設計所參考的車型為中型貨車，因此采用鑄造整體式橋殼。驅動橋的橋殼是汽車的主要承載構件之一，其形狀復雜，汽車的行駛條件復雜多變。我國通常推薦：計算時將橋殼復雜的受力狀況簡化成三種典型的計算工況。只要在這三種工況下橋殼的強度得到了保證，就可以認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驅動橋給地面的載荷；取76440N；—車輪的重力；—驅動車輪的輪距；?！寗訕驓ど系膬蓮椈勺g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截面通常在鋼板彈簧附近。由于大大的小于，且設計時不易準確預計，當無數(shù)據(jù)時可以忽略去。代入數(shù)字有：這樣的彎曲應力 ()式中 —危險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。：則靜彎曲應力有：當汽車高速行駛在不平的路面上時，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]。這時橋殼在動載荷下的彎曲應力為： （）式中 —動載荷系數(shù)，對轎車；；；，則在該情況下彎曲應力有：這時不考慮側向力。圖44所示，為汽車以最大牽引力行駛時橋殼的受力分析簡圖。此時作用在左右車輪上除了垂直反力外，尚有切反力。地面對左右輪的最大切向反作用共為 （） 式中 —發(fā)動機的最大轉矩；?！獋鲃酉档淖畹蛡鲃颖龋唬??！獋鲃酉档膫鲃有剩?；—輪胎的滾輪半徑。代入數(shù)字有：后驅動橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩為： （）—汽車加速行駛時的質量轉移系數(shù)，~；~. ；代入數(shù)字有：由于驅動橋車輪的最大切向反力使橋殼也承受水平方向的彎矩，對于裝用普通圓錐齒輪差速器驅動橋，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：橋殼還承受因驅動橋傳遞驅動轉矩而引起的反作用力矩。這時在兩鋼板座之間橋殼承受的轉矩： （）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斷面為矩形斷面時，則在該斷面處的彎曲應力和 扭轉應力分別為： () （）圖44 最大牽引力行駛時橋殼的受力分析簡圖代入數(shù)字分別有：橋殼的許用應力為300~500MPa,許用扭轉應力為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)以上計算的結果可知是符合要求的。由以上的公式可以知道合成應力合格，那么扭轉應力也是合格的。這時不考慮側向力。圖45為汽車緊急制動時橋殼的受力分析圖。此時作用在左右驅動車輪上除了垂直反力外，尚有切向反力，即地面對驅動車輪的制動力。因此可求得：圖45 汽車緊急制動時橋殼的受力分析簡圖緊急制動時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 —汽車制動時汽車質量移動系數(shù)；對于載貨汽車的后驅動橋可取=~；?！寗榆囕喤c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部分同時還承受制動力所引起的轉矩 （）代入數(shù)字有：計算彎曲應力與扭轉應力與在最大牽引力行駛時橋殼計算的方法一致。根據(jù)以上計算出的結果與汽車以最大牽引力行駛時橋殼的強度計算結果比較?？梢灾涝诖饲闆r下設計選取的參數(shù)符合要求?？偨Y致謝參考文獻[1] [M].北京：清華大學出版社，2001[2] [M].北京：清華大學出版社，2001[3] [M].北京：人民交通出版社，1980[4] （第五版）[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008[5] [M].北京：高等教育出版社，2004[6] （下冊）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001[7] [M].北京：高等教育出版社，1996[8][M].北京：機械工業(yè)出版社，2011 [9] 材料力學[M].北京：高等教育出版社，2009[10]. 殷金生 理論力學[M].北京：北京大學出版社，1982[11][M].北京：人民交通出版社，2008[12][M].浙江：浙江大學出版社，2007[13][M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[14][M].江西：江西科學技術出版社，2004[15][M].北京：化學工業(yè)出版社，2009附錄