【正文】 ——超載系數(shù)； ——尺寸系數(shù)； ——載荷分配系數(shù)；——表面質(zhì)量系數(shù)； ——質(zhì)量系數(shù)； ——齒輪的齒面寬； ——彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)；——許用齒輪接觸強(qiáng)度。4 EQ1090載貨汽車半軸設(shè)計(jì)半軸是在差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞動(dòng)力的實(shí)心軸，其內(nèi)端的花鍵與差速器的半軸齒輪連接，而外端則用凸緣與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂相連，半軸齒輪的軸頸支承與差速器殼兩側(cè)軸頸的孔內(nèi)、而差速器殼又以其兩側(cè)軸頸借助軸承直接支承在主減速器殼上。半軸與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂在橋殼上的支承形式，決定了半軸的受力情況。驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置位于汽車傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車輪。在一般的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪與車輪的輪轂聯(lián)接起來(lái)，半軸的形式主要取決半軸的支承形式：普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端支承的形式或受力狀況不同可分為半浮式，3/4浮式和全浮式，由于本次設(shè)計(jì)為載重汽車EQ1090型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，考慮到承載能力與結(jié)構(gòu)、成本，所以采用全浮式半軸支承，如圖10所示。圖10全浮式半軸示意圖 設(shè)計(jì)半軸的主要尺寸是其直徑，在設(shè)計(jì)時(shí)首先可根據(jù)對(duì)使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同形式半軸的分析比較，大致選定從整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的布局來(lái)看比較合適的半軸半徑，然后對(duì)它進(jìn)行強(qiáng)度校核。計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況：①縱向力（驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力）最大時(shí)，其最大值為，沒有側(cè)向力作用；②側(cè)向力最大時(shí)，其最大值為（發(fā)生于汽車側(cè)滑時(shí)），沒有縱向力作用；③垂向力最大時(shí)（發(fā)生在汽車以可能的高速通過(guò)不平路面時(shí)），其值為，車輪對(duì)地面的垂直載荷，為動(dòng)載荷系數(shù)，這時(shí)不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 由于車輪承受的縱向力，側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有，其中為車輪對(duì)地面的垂直載荷，為動(dòng)載荷系數(shù)，這時(shí)不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 由于車輪承受的縱向力，側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有，故縱向力最大時(shí)不會(huì)有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。由于本次設(shè)計(jì)采用的是全浮式半軸，所以在計(jì)算載荷中不用考慮彎矩，而只考慮轉(zhuǎn)矩即可。半軸轉(zhuǎn)矩： (41)式中: ——半軸轉(zhuǎn)矩，Nm；——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，圓錐行星齒輪取，ξ=；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率；——變速器1檔傳動(dòng)比；； ——主減速比。半軸桿部直徑： (42)式中：——半軸桿部直徑； ——半軸轉(zhuǎn)矩。半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： (43) 滿足要求。式中： ——半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。 首先是驗(yàn)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： MPa （44）式中：——半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm在此取12355Nm；　　——半軸桿部的直徑，50mm。 根據(jù)上式 所以滿足強(qiáng)度要求。關(guān)于半軸的材料，過(guò)去大都采用含鉻的中碳合金鋼，如40Cr、40CrMnMo、35CrMnTi、40CrMnSi、42CrMo等，后來(lái)推廣我國(guó)研制出的新鋼種如40MnB等半軸材料，效果很好。例如，采用40MnB經(jīng)高頻淬火處理的半軸，靜強(qiáng)度超過(guò)用40Cr制造并調(diào)質(zhì)處理的半軸，其扭轉(zhuǎn)屈服極限超過(guò)784MPa。由于采用了能準(zhǔn)確控制工藝要求的感應(yīng)（高頻、中頻）淬火以及噴丸處理、滾壓半軸凸緣根部過(guò)渡圓角等增強(qiáng)半軸的先進(jìn)工藝，半軸的疲勞強(qiáng)度可以大大提高，因此不用合金鋼制造的半軸日益增多。經(jīng)感應(yīng)淬火的碳素鋼，如40鋼，其靜強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度與40Cr經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的半軸不相上下。從節(jié)約較稀有的金屬、降低制造成本的目標(biāo)出發(fā)，采用中碳鋼（40鋼、45鋼）制造半軸是發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)外已有很多采用。所以在本次設(shè)計(jì)中，半軸的材料將采用40MnB做調(diào)質(zhì)處理。5 EQ1090載貨汽車驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋殼的主要功用是支承汽車質(zhì)量，并承受有車輪傳來(lái)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(dòng)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；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(dòng)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(dòng)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?？刹捎们蚰T鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。%的鎳，解決了球鐵低溫（41176。C）沖擊值急劇降低的問(wèn)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(zhǎng)的無(wú)縫鋼管作為半軸套筒，并用銷釘固定。如圖11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?，通常多為矩形。安裝制動(dòng)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11 鑄造整體式驅(qū)動(dòng)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(dòng)橋殼承載很重，在此采用球鐵整體式橋殼。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。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京: 清華大學(xué)出版社，2004（04）：23354 [2] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2009（06）：117168 [3] [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008（08）：209330[4] [M].北京：人民交通出版社，1995（08）：1435[5] [M].：機(jī)械工業(yè)出版社，2010（01）：135173[6] 、差速器、驅(qū)動(dòng)橋及車橋[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005（01）：2564[7] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006（01）：3041087[8] 唐善政、鄧祖國(guó)、[J].汽車科技，1999,(01）：4650[9] :重型車橋的發(fā)展方向[J].商用汽車,2005,(02）：1520 [10] [J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2006,(08）：3338[11] [J].汽車設(shè)計(jì),1976,(05）：3040[12] 王志萍、鐘安全. 我國(guó)重型汽車產(chǎn)品發(fā)展分析[J]. 重型汽車, 2005,(02)：2835附 錄有關(guān)技術(shù)參數(shù)說(shuō)明如下： 汽車滿載軸荷分配：前軸：2360kg；后軸：6930kg；最小離地間隙：265mm；驅(qū)動(dòng)橋數(shù)：1 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率：135馬力； 輪胎規(guī)格：； 最大爬坡度：28%； 汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率：； 滾動(dòng)阻力系數(shù)：～； 主減速器形式：雙級(jí) 減速比：； 變速器最低擋傳動(dòng)比： 后輪距：1740mm 。 沈陽(yáng)大學(xué)科技工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）