【導(dǎo)讀】轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋在驅(qū)動(dòng)橋的基礎(chǔ)上增添了轉(zhuǎn)向的功能，使汽車按照。駕駛員的要求行駛。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋組成包括主減速器、差速器、半軸、萬向節(jié)、驅(qū)動(dòng)橋橋殼。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系中主要總成之一。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到汽車使用性。能的好壞，驅(qū)動(dòng)橋是汽車中的重要部件，它承受著來自路面和懸架之間的一切力和力矩，是汽車中工作條件最惡劣的總成之一，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的后果。方法，提出了比較可行的設(shè)計(jì)思路。根據(jù)這一思路設(shè)計(jì)計(jì)算出數(shù)據(jù)并畫出轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的各。同時(shí)我也查找了現(xiàn)有的邁騰轎車的驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)原理，從樣車對驅(qū)動(dòng)橋的整。草圖，然后運(yùn)用AUTOCAD軟件繪制總裝配圖，從而提了設(shè)計(jì)工作效率。

　　

【正文】 2 ?????? ?? MP ad FFa ZX 52 3 2 22 2 ??? ?? MP ad rF rX 074 32 ?? ?? 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 M P an 3 7 3 0 14 22 ??? ??? 2）側(cè)向力 2YF 最大和縱向力 2XF =0,此時(shí)意味著汽車發(fā)生側(cè)滑。 外輪上的垂直反力 iZF2 和內(nèi)輪上的垂直反力 iZF2 分別為 : )(1222 ?BhGF goZ ?? (56) 222 ZiZ FGF ?? (57) 式中， gh 為汽車質(zhì)心高度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取為 ； 2B 為輪距，查資料得 mB ? ； 1? 為側(cè)滑附著系數(shù)，計(jì)算時(shí) 1? 可取為 ； 外輪上的側(cè)向力 oYF2 和內(nèi)輪上的側(cè)向力 iYF2 分別為 122 ?oZoY FF ? (58) 122 ?iZiY FF ? (59) 內(nèi)外車輪上的總側(cè)向力 2YF 為 12?G 。 這樣，外輪半軸的彎曲應(yīng)力為 o? 和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力 i? 分別為 ： 3 22 )(32 d aFrF oZroYo ?? ?? (510) 3 22 )(32 d aFrF iZriYi ?? ?? (511) 計(jì)算得： NBhGF goZ )( 1222 ??? ? NFGF ZiZ ??? NFF oZoY 3 0 0 0 8 5122 ?? NFF iZiY 6 9 9 0 4 8122 ?? ? MP ad aFrF oZroYo )(32 3 22 ??? ?? 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 MP ad aFrF iZriYi )(32 3 22 ??? ?? 3）汽車通過不平路面，垂向力 2ZF 最大，縱向力 2XF =0，側(cè)向力 2YF =0 此時(shí)垂直力最大值 2ZF 為 22 21kGFZ ? (512) 式中， k 為運(yùn)載系數(shù)。 乘用 車： k=。貨車： k=。越野車： k=. 半軸彎曲應(yīng)力 ? 為 3232 1632 d akGd aF Z ??? ?? (513) 由于邁騰 轎車為乘用車，故 K=， MP ad akGd aF Z 5236..1481632 3 23 2 ??? ??? 綜上述計(jì)算得，均未超過半軸的許用應(yīng)力 500MPa，故半軸強(qiáng)度校核滿足要求。 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 在半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中，為了使花鍵的內(nèi)徑不致過多地小于其桿部直徑，常常將半軸加工花鍵的端部設(shè)計(jì)得粗一些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵的深度，因此花鍵齒數(shù)發(fā)布相應(yīng)增多，一般為 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 HB388444（突緣部分可 低至 HB248）。近年來采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的工藝日益增多。這種處理方法使半 軸 表 面淬 火 硬 度 達(dá) HRC5263，硬化層深約為其半徑的 1/3，心部硬度可定為 HRC3035；不淬火區(qū)（突緣等）的硬度可定在 HB248277 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。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 6 萬向節(jié)設(shè)計(jì) 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，在其驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置中必須采用萬向節(jié)傳動(dòng)，以便使轉(zhuǎn)向車輪能夠轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋上，常常在通往左右轉(zhuǎn)向車輪的傳動(dòng)裝置中和靠近車輪處，各安裝一個(gè)等速萬向節(jié)。固定型球籠式萬向節(jié)（ RF 節(jié)圖 61）和伸縮型球籠式萬向節(jié)（ VL節(jié)圖62）廣泛應(yīng)用于采用獨(dú)立懸架的轎車轉(zhuǎn) 向驅(qū)動(dòng)橋，如紅旗、桑塔納、捷達(dá)、寶來、奧迪等轎車的前橋。其中 RF節(jié)用于靠近車輪處， VL節(jié)用于靠近驅(qū)動(dòng)橋處（如圖 63）。因此在本設(shè)計(jì)中也采用這兩種萬向節(jié)。 圖 61 固定型球籠式萬向節(jié) 圖 62 伸縮型球籠式萬向節(jié) 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 圖 63 RF 節(jié)與 VL 節(jié)在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中的布置 萬向節(jié)的材料及熱 處理 在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，鋼球與滾道間產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，因此對材料要求較高。球形殼和星形套采用 15NiMo 低碳合金鋼制造，并經(jīng)滲碳、淬火、回火處理；鋼球則選用軸承用鋼球，材料為 15Cr。 7 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)過橋殼傳到懸架 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)型式大致分為可分式橋殼、整體式橋殼和組合式橋殼： 1）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。 2）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。 3)組合式橋殼 優(yōu)點(diǎn)：從動(dòng)齒輪 軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便，然而要求有較高的加工精度，常用于轎車、輕型貨車中。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。邁騰 驅(qū)動(dòng)橋 橋殼的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)該選擇組合式橋殼。 8 轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向節(jié)在汽車中承受汽車前部載荷，支承并帶動(dòng)前輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)面使汽車轉(zhuǎn)向。在汽車行駛狀態(tài)下，它承受著多變的沖擊載荷，需要有很高的強(qiáng)度。參考富康轎車的轉(zhuǎn)向節(jié)，本設(shè)計(jì)中選用如下圖所示的萬向節(jié)。 圖 81 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 9 結(jié)論與展望 經(jīng)過幾個(gè)月時(shí)間的設(shè)計(jì)，在同學(xué)和老師的幫助下，終于完成了邁騰 轎車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)工作。本文按照劉惟信編著的《汽車車橋設(shè)計(jì)》一書詳細(xì)研究了轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方案，提出了比較可行的設(shè)計(jì)思路，并按照這一思路進(jìn)行詳細(xì)地計(jì)算，最終根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)繪制出轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的總裝配圖及其零部件圖。 在設(shè)計(jì)過程中，查閱了很多汽車相關(guān)的資料，對大學(xué)期間學(xué)到的汽車知識(shí)有了更高層次的認(rèn)識(shí)。通過親自查找資料和分析計(jì)算，充分鍛煉了自己設(shè)計(jì)的能力；通過發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，體驗(yàn)到了設(shè)計(jì)的樂趣；在繪圖的過程中，我熟悉并掌握了 CAD 制圖的一些標(biāo)準(zhǔn)和技巧，當(dāng)然也會(huì)存在一些問題，期待批評(píng)指正。用 CAD 繪過 圖之后，我更深刻地體會(huì)到 CAD 制圖的效率，也認(rèn)識(shí)到其成為主流的深層原因。手繪零件圖后，我進(jìn)一步熟悉了手繪圖紙的各個(gè)細(xì)節(jié)，同時(shí)進(jìn)一步感受到了手繪圖紙的麻煩與機(jī)繪圖紙的簡便。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，考驗(yàn)了我在大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，是我大學(xué)四年課程的一次大的總結(jié)。在設(shè)計(jì)過程中，我明顯地感覺到自己專業(yè)知識(shí)不足、專業(yè)經(jīng)驗(yàn)欠缺以及知識(shí)面狹窄。我以后會(huì)努力拓展自己的知識(shí)面，積累各方面的經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)專業(yè) 知識(shí)的不足，使自己得到全面的發(fā)展，在以后的工作中作出理大的成績。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，轎車會(huì)走進(jìn)千家萬戶，普通老百姓擁有自己的轎車不將 只是夢想，隨著新車型的推出，轎車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)工作將會(huì)變得更為頻繁。為了提高工作效率和降低開發(fā)成本，越來越多的軟件和技術(shù)將會(huì)應(yīng)用到傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中去， CAD、 CAE技術(shù)也會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以了解到，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作根本達(dá)不到轎車輕量化的要求，零部件也不一定能夠達(dá)到所需的強(qiáng)度要求，隨著有限元技術(shù)和優(yōu)化分析軟件的發(fā)展，設(shè)計(jì)工作將會(huì)變得更合理，優(yōu)化設(shè)計(jì)需要兼顧的因素也會(huì)越來越多，約束條件和優(yōu)化目標(biāo)越來越復(fù)雜，優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果也會(huì)更加滿足轎車所需要達(dá)到的要求。這樣將設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)用到實(shí)踐中才會(huì)更有實(shí)際意 義。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 29 參考文獻(xiàn) [1]王望予主編 . 汽車設(shè)計(jì) . 機(jī)械工業(yè)出版社 . . [2]王望予主編 . 汽車?yán)碚?. 機(jī)械工業(yè)出版社 . . [3]劉惟信編著 . 汽車車橋設(shè)計(jì) .清華大學(xué)出版社 . [4]彭文生，李志明，黃華梁主編 .機(jī)械設(shè)計(jì) .高等教育出版社 .. [5]陳家瑞主編 . 汽車構(gòu)造 .人民交通出版社 .. [6]唐增寶，常建娥主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) .華中科技大學(xué)出版社 .. [7]趙克利，孔德文編著 .底盤結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) .化學(xué)工業(yè)出版社 .. [8]焦永和主編 .機(jī)械制圖 .北京理工大學(xué)出版社 .. [9].余志生 .汽車 理論 [M]. 北京 .機(jī)械工業(yè) 出版社 .. [10]郝喜斌 . DC 704 前驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)要點(diǎn) [J].機(jī)械工程與自動(dòng)化 .. [11]鄒書洋 . 驅(qū)動(dòng)橋總體方案自動(dòng)生成系統(tǒng)研究 [J]，南京理工大學(xué)， 2021. [12]劉柯軍，高淑蘭 , 汽車半軸失效分析 [J]，汽車工藝與材料， . [13]Yu Jianfei. Intelligent design system for minicars driving axle [D]. Nanjing University of Science, 2021 . [14]Wang Liang. Drive Axle optimal design [D]. Hebei University of Technology , 2021. [15]John Fenton. Handbook of Automotive Powertrain and Chassis Design. Professional Engineerig Publishing Limited London and Bury St Edmunds, U K. 1998.