【導(dǎo)讀】本課題是對YC1090貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。內(nèi)容對驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。動(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型。力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。例如，驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速。由上述可見，汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品。因此，通過對汽車驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代。子上，達(dá)到更好的車輪牽引力與轉(zhuǎn)向力的有效發(fā)揮，從而提高汽車的行駛能力。車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)大大降低了制造成本，同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋使用維護(hù)成本也降低了。后輪驅(qū)動(dòng)的汽車加速時(shí)，牽引力將不會(huì)由前輪發(fā)出，所以在加速轉(zhuǎn)。維修費(fèi)用低也是后輪驅(qū)。動(dòng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，盡管由于構(gòu)造和車型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)有很大的差別。

　　

【正文】 半軸計(jì)算時(shí)的許用應(yīng)力與所選用的材料、加工方法、熱處理工藝及汽車的使用條件有關(guān)。當(dāng)采用 40Cr， 40MnB， 40MnVB， 40CrMnMo， 40 號(hào)及 45 號(hào)鋼等作為全浮式半軸的材料時(shí)，其扭轉(zhuǎn)屈服極限達(dá)到 784MPa 左右。在保證安全系數(shù)在 ～ 范圍時(shí)，半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取為 []? ＝ 490～ 588MPa。 對于越野汽車、礦用汽車等使用條件差的汽車，應(yīng)該取較大的安全系數(shù)，這時(shí)許用應(yīng)力應(yīng)取小值；對于使用條件較好的公路汽車則可取較大的許用應(yīng)力。 當(dāng)傳遞最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，半軸花鍵的剪切應(yīng)力不應(yīng)超過 ；擠壓應(yīng)力不應(yīng)該超過 196MPa，半軸單位長度的最大轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于 8176。 /m。 YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 24 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 為了使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑，常常將加工花鍵的端部做得粗些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)地增加，通常取 10 齒 (轎車半軸 )至 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)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。重型車半軸的桿部較粗，外端突緣也很大，當(dāng)無較大鍛造設(shè)備時(shí)可采用兩端均為花鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，且取相同花鍵參數(shù)以簡化工藝。在現(xiàn)代汽車半軸上，漸開線花鍵用得較廣，但也有采用矩形或梯形花鍵的。 半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如 40Cr， 40CrMnMo， 40CrMnSi， 40CrMoA，35CrMnSi， 35CrMnTi 等。 40MnB 是我國研制出的新鋼種，作為半軸材料效果很好。半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為 HB388— 444(突緣部分可降至 HB248)。近年來采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的口益增多。這種處理方法使半軸表面淬硬達(dá) HRC52～ 63，硬化層深約為其半徑的 1／ 3，心部硬度可定為 HRC30— 35；不淬火區(qū) (突緣等 )的硬度可定在 HB248～ 277范圍內(nèi)。由于硬化層本身的強(qiáng)度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，以及采用噴丸處理、 滾壓半軸突緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高，尤其是疲勞強(qiáng)度提高得十分顯著。由于這些先進(jìn)工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳 (40號(hào)、 45 號(hào) )鋼的半軸也日益增多。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 25 6 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪．作用在驅(qū)動(dòng)車輪上的牽引力，制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。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 (如半軸 )的外殼。 在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量．橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式 a）可分式橋殼 可分式橋殼的整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個(gè)鑄件殼體 和一個(gè)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接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個(gè)整體。其特點(diǎn)是橋殼制造工藝簡單、主減速器軸承支承剛度好。但對主減速器的裝配、調(diào)整及維修都很不方便，橋殼的強(qiáng)度和剛度也比較低。過去這種所謂兩段可分式橋殼見于輕型汽車，由于上述缺點(diǎn)現(xiàn)已很少采用。 b）整體式橋殼 整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強(qiáng)度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨(dú)立的主減速殼里，構(gòu)成單獨(dú)的總 成，調(diào)整好以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。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。 整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴(kuò)張成形式三種。 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 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（與前述半軸強(qiáng)度計(jì)算的三種載荷工況相同）。 當(dāng)牽引力或制動(dòng)力最大時(shí)，橋殼鋼板彈簧座處危險(xiǎn)端面的彎曲應(yīng)力 ? 和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? 為： v hvhM Mσ= WW? (61) YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 26 TTTτ=W (62) 式中 vM —— 地面對車輪垂直反力在橋殼板簧座處危險(xiǎn)端面引起的垂直平面內(nèi)的彎矩， h x2M =F b? ； b —— 橋殼板簧座到車輪面的距離； hM —— 牽引力或制動(dòng)力 x2F （一側(cè)車輪上的）在水平平面內(nèi)引起的彎矩，h x2M =F b? ； T —— 牽引或制動(dòng)時(shí)，上述危險(xiǎn)斷面所受的轉(zhuǎn)矩， T x2 rT =F r? ； vW 、 Wh —— 分別為橋殼危險(xiǎn)斷面垂直平面和水平面彎曲的抗彎截面系數(shù)； TW —— 危險(xiǎn)斷面的抗扭截面系數(shù)。 將數(shù)據(jù)帶入式（ 62）、（ 63）得： σ =400 N/mm2 τ =250 N/mm2 橋殼許用彎曲應(yīng)力為 300500N/mm2，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 150400N/mm2?？慑懺鞓驓と≥^小值，鋼板沖壓焊接橋殼取最大值。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 27 7 結(jié)論 本課題設(shè)計(jì)的 YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋，采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋， 由于結(jié)構(gòu)簡單、主減速器造價(jià)低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種中型載貨汽車。 設(shè)計(jì)介紹了后橋驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，計(jì)算了差速器、主減速器以及半軸的結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行了強(qiáng)度校核，并繪制了有關(guān)零件圖和裝配圖。 本驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，具有很好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機(jī)件工藝性好，制造容易。 但此設(shè)計(jì)過程仍有許多不足，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，有些設(shè)計(jì)參數(shù)是按照以往經(jīng)驗(yàn)值得出 ，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時(shí)間問題，做得還不夠仔細(xì)，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。 YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 28 參 考 文 獻(xiàn) [1] 劉惟信 .汽車設(shè)計(jì) [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021. [2] 陳家瑞 . 汽車構(gòu)造 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [3] 汽車工程手冊編輯委員會(huì) .汽車工程手冊 [M]：設(shè)計(jì)篇 .北京：人民交通出版社， 2021. [4] 汽車工程手冊編輯委員會(huì) .汽車工程手冊 [M]：基礎(chǔ)篇 .北京：人民交通出版社， 2021. [5] 余志生 . 汽車?yán)?論 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 1990. [6] 楊朝會(huì)，王豐元，馬浩 .基于有限元方法的載貨汽車驅(qū)動(dòng)橋殼分析 [J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 .2021，（ 10）： 1921 [7] 胡迪青，易建軍，胡于進(jìn)，李成剛 .基于模塊化的越野汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)及性能綜合評價(jià) [J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程， 2021，（ 3）： 811. [8] 唐善政 .汽車驅(qū)動(dòng)橋噪聲的試驗(yàn)研究與控制 [J].汽車科技， 2021，（ 3）： 1424 [9] 石琴，陳朝陽，錢鋒，溫千紅 ．汽車驅(qū)動(dòng)橋殼模態(tài)分析 [J].上海汽車， 1999， (4):13， 8. [10] 林軍，周曉軍，陳子辰，陳慶春 .汽車驅(qū)動(dòng)橋總成在線自動(dòng)檢測系統(tǒng) [J].機(jī)械與電子， 2021，（ 4）： 2021. [11] 王聰興 ,馮茂林 . 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J].公路與汽運(yùn)， 2021， (4):68. [12] 楊鎖望，韓愈琪，楊鈺 .礦用自卸驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)設(shè)計(jì) [J].專用汽車， 2021，（ 1）：2123. [13] 王鐵，張國忠，周淑文 .路面不平度影響下的汽車驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)載荷 [J].東北大學(xué)學(xué)報(bào) ,2021,(1):5053. [14] 常曙光 .重載汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪用鋼的 成分設(shè)計(jì) [J].現(xiàn)代零部件， 2021，（ 1）： 9095. [15] 徐灦 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991. 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 29 致 謝 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)生活結(jié)束了 ,回頭看看自己在這幾個(gè)月內(nèi)的身影 ,回頭看看自己走過的路 ,有辛酸也有甘甜 ,總的來說收獲不少。 本次設(shè)計(jì)的課題是： YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，這對我們來說完全是一個(gè)新的課題，免不了有時(shí)感到很茫然。通過到工廠里去看實(shí)物，通過指導(dǎo)老師李老師的講解，加上自己看書，終于把設(shè)計(jì)的思路搞清楚了。對于具體的細(xì)節(jié)問題 ，涉及到一些經(jīng)驗(yàn)方面的問題，指導(dǎo)老師總是不厭其煩的講解，直到我聽懂為止，我被李老師的這種敬業(yè)精神深深感動(dòng)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我將三年半來學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行了一次大總結(jié)，一次大檢查，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖、機(jī)械原理等基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行了一次徹底的復(fù)習(xí)。以前只是應(yīng)付考試，現(xiàn)在要自己設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品出來，才感覺到自己學(xué)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。有句話叫做：活到老，學(xué)到老。說的是一點(diǎn)沒錯(cuò)?。√幪幱形业亩鲙?，處處有我要學(xué)習(xí)的知識(shí)！ 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我查手冊的能力得到了很大的提高。以前遇到問題不是去問老師，就是跳過去，一點(diǎn)自己 查資料的意識(shí)都沒有?，F(xiàn)在不同了，通過指導(dǎo)老師的引導(dǎo)，通過自己的實(shí)踐，現(xiàn)在可以獨(dú)立到圖書館去查資料，而且要查哪方面的資料，心理非常清楚，不像以前那么沒有頭緒了。 在其他方面也有不少收獲，比如說，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我養(yǎng)成了一絲不茍的工作方法。以前做作業(yè)時(shí)總是敷衍了事，一點(diǎn)耐心都沒有，坐在凳子上也不會(huì)安下心來，總是用一種浮躁的態(tài)度來對待自己的事情?，F(xiàn)在不同了，通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我可以三、四個(gè)小時(shí)坐在凳子上不起身，心理很平靜，一點(diǎn)急噪的情緒都沒有，這可能是做畢業(yè)設(shè)計(jì)給我留下的東西，這將對我以后在社會(huì)上工作大有裨益。 YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 30 附件清單 1 驅(qū)動(dòng)橋裝配圖 A0 2 差速器部件裝配圖 A1 3 半軸 A2 4 半軸套筒 A2 5 主減速器主動(dòng)齒輪 A3 6 主減速器從動(dòng)齒輪 A3 7 鎖緊螺母 A4 8 鎖緊墊圈 A4 9 調(diào)整螺母 A4 10 輪轂 A1 11 差速器行星齒輪 A3 12 差速器半軸齒輪 A3 13 差速器十字軸 A3