柴油SUV后驱动桥与后悬架的设计（全套含CAD图纸）
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车辆与动力工程学院毕业设计说明书 1 第一章 前 言 近十年来我国汽车工业迅猛发展，车型越来越多，各种车型的用途与分类也越来越明显。 车最早起源在美国，其功用是山地越野和军事运用，后来发展为在各种条件下都可使用的车型，并且大受消费者喜爱。目前国内的 家甚多，但多数是中低档产品，追求的是价廉实用。城市 选择两驱和四驱类型，其功率不追求过高，动力也不必太强，所以排量比真正作为越野的 此其价格低，但空气污染小，相当实用。 柴油动力是今后汽车动力的发展方向，目前很多国外的高端汽车厂家已经在开发柴油高级 车，其动力爆发迅速，动力强劲，价格与汽油相比低廉。我国目前的柴油动力主要用在大客和货车上，这些车型的发动机技术含量较低，有少量的用柴油动力 ,但其技术含量低，油耗大，噪音大，这些弊端都是以后发展的技术攻关项目。 本次设计的就是柴油动力的 计方向是中档车型，讲究经济实用。本人设计的是后驱动桥和后悬架，在设计过程中参阅了大量文献资料，和专业老师进行探讨，与同学共同克服种种困难，从设计方向出发，目标就是使本车型经久耐用，最终完成了任务。 此设计说明书，记述了所有设计相关的数据和信息来源，按照驱动桥和 悬架的先后顺序进行了编排，力争使读者能够轻松的读懂。在次要非常感谢我的指导教师李水良及车动学院的各位老师，还有很多同学对我的热情帮助。 由于水平所限，书中难免有错误和漏洞之处，恳请各位老师和读者批评指正，在此表示感谢。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 2 第二章 驱动桥的设计 动桥概述 驱动桥位于传动系统的末端，其基本功用是增大由传动轴传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向 力和横向力。驱动桥主要有主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置和驱动桥壳等部件组成。 对于各种不同类型的和用途的汽车，正确的确定上述机件的结构型式并成功地将它们组合成一个整体驱动桥，乃是设计者必须首先解决的问题。在汽车总体设计时，从整车性能出发确定了驱动桥的传动比，然而用什么型式的驱动桥，什么结构的主减速器和差速器等在驱动桥设计时是要具体考虑的，绝大多数的发动机在汽车上是纵置的，为使扭矩传给车轮，驱动桥必须改变扭矩的方向，同时根据车辆的具体要求解决左右车轮的扭矩分配，如果是多桥驱动的汽车亦同时要考虑各桥间的扭 矩分配问题。整体式驱动桥一方面需要承担汽车的重荷，另一方面车轮上的作用力以及传递扭矩所产生的反作用力矩皆由驱动桥承担，所以驱动桥的零件必须具有足够的刚度和强度，以保证机件可靠的工作。驱动桥还必须满足通过性及平顺性的要求。 对驱动桥的基本要求可以归纳为： 一、 所选择的主减速比应能满足汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和燃油经济性； 二、 差速器在保证左、右驱动车轮能以汽车运动学所要求的差速滚动外并能将转矩平稳而连续不断的传递给左右驱动车轮； 三、 当左右驱动车轮与地面的附着系数不同时，应能充分利用汽车的牵 引力； 四、 能承受和传递路面和车架或车厢间的铅垂力、纵向力和横向力，以及驱动时的反作用力矩和制动时的制动力矩； 五 、驱动桥各零部件在保证其刚度、强度、可靠性及寿命的前提下应力求减小簧下质量，以减小不平路面对驱动桥的冲击载荷，从而改善汽车的平顺性； 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 3 六 、轮廓尺寸不大以便于汽车总体布置并与所要求的驱动桥离地间隙相适应； 七 、齿轮与其它传动件工作平稳，无噪声； 八 、驱动桥总成及零部件设计应尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求； 九 、在各种载荷及转速工况有高的传动效率； 十 、结构简单、维修方便，机件工艺性好，制造容易。 由于后桥结构基本已经固定，在后桥设计中需要改进的问题主要有：齿轮传动的噪声、振动；半轴的可靠性设计；后桥壳的应力分析；双曲面齿轮的设计方法等。 动桥型式及选择 驱动桥形式与整车有非常密切的关系，驱动桥分两大类：断开式驱动桥和非断开式驱动桥。根据整车的通过性、平顺性以及操纵稳定性对悬架结构提出了要求，如悬架选择了合适的结构型式，而驱动桥的结构也必须与悬架相适应。因此，驱动桥的选型应从汽车的类型、使用条件和生产条件出发，并和其他各部件的结构型 式与特性相适应，以保证汽车达到预期性能要求。 由于本设计中所设计的车型为 行驶条件及成本出发，采用非独立悬架及非断开式驱动桥。这种型式驱动桥在汽车，尤其是载重汽车上应用相当广泛。它主要优点是：结构简单、制造工艺性好、成本低、可靠性高、维修调整容易等。 本次设计的是 柴油动力 用车的后桥，由经济性及低成本等因素考虑：故本次设计采用非断开式驱动桥，单级主减速器，双曲面齿轮传动，普通对称式圆锥行星齿轮差速器，半浮式半轴，整体式桥壳。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 4 第三章 主减速器的设计 减速器结构方案分析 主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。主减速器的结构型式，主要是根据齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的支撑形式以及减速型式的不同而异。驱动桥的主减速器为适应使用要求发展多种结构型式：如单级主减速器、双级主减速器和单级主减速器加轮边减速等。由于两驱 动机的功率不大以及扭矩中等的因素，故采用单级主减速器。 在现代汽车的驱动桥上，主减速器齿轮采用得最广泛的是“格里森”（ 或“奥利康”（ 的螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。由于 双曲面齿轮的螺旋角较大，则不产生根切得最少齿数可减少，所以可选用较少的齿数，这又利于的传动比传动。同时双曲面齿轮传动平稳噪声小、负荷大、结构紧凑等优点，所以本次设计采用双曲面齿轮传动。 减速比及计算载荷的确定 减速器比 主减速比对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃油经济性都有直接影响。 选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比一起由整车动力计算来确定。 np/ (3式中 车轮的滚动半径 最大功率时发动机的转速 3600r/最高车速 140 Km/h 变速器最高档传动比 np/ 3600/140 辆与动力工程学院毕业设计说明书 5 轮计算载荷的确定 1按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动齿轮计算转矩 T/N (3式中 发机最大转矩 225N m N： 驱动桥数目 N=1 发动机至所计算的主减速器从动齿轮之间的传系最档传动比 T：上述传动部分传动效率 取 T 0： 离合器产生冲击载荷时超载系数 T/N =225 1 1 =4715 N m 2按驱动轮打滑确定从动齿轮计算转矩 (3式中 满载时一个驱动轮上的静载荷系数， N 325 52% 车最大加速度时的后轴负荷转移系数 : 轮胎与路面间的附着系数 取 车轮的滚动半径 分别为所计算的主减速器从动齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比 1 2325 52 1 = 4836 N m 3按日常行使平均转矩确定从动锥齿轮计算转矩 (3式中 车日常牵引力（ 3000N） 其他数据同上 3000 108N 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 6 减速器齿轮主要参数的计算 、从动齿轮齿数的选择 进行主从动锥齿轮齿数 样 可以保证主、从动齿轮之间都能相互啮合，起到自动磨合的作用。为了得到理想的重合系数和高的轮齿抗弯强度，大、小齿轮的齿数和应不小于 40。 查汽车车桥设计表 31 8 7 动齿轮大端分度圆直径及端面模数的选择 根据从动锥齿轮的计算转矩，按经验公式 d2=3 动锥齿轮的节圆直径，； 径系数，取 3 16； 算转矩， 715N m 所以， d2=34 3 4715 =205 圆整取 205动锥齿轮大端模数 m 2= 取 m 6 齿轮齿面宽的选择 汽车主减速器双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽 F（ 荐为： F F 曲面齿轮的偏移距 E 轿车、轻型客车和轻型货车主减速器的 E 值，不应超过从动齿轮节锥距的40。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 7 图 3 1 双曲面齿轮的偏移距和偏移方向 旋角的选择 螺旋角是在节锥表面的展开图上定义的，“格里森”制推荐用下式，近似预选主动齿轮螺旋角的名义值： 1 0 0 02122 5 5 9 0z 49 式中： 1：主动齿轮名义螺旋角的预选值； 、从动齿轮齿数； 动齿轮节圆直径 E：双曲面齿轮的偏移距 弧齿双曲面齿轮的几何尺寸设计 1 . 2 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 8 7 3. 齿数比的倒数 (2)(1)=. 大齿轮的齿面宽 F F= 5. 小齿轮轴线偏移距 E E= 6. 大齿轮分度圆直径 d2 205 7. 刀盘名义直径 . 初定小齿轮螺旋角 1 =49 角的正切值 =0. 初选大齿轮的分锥角之余切值 i =3） =1. i 的正弦值 i=2. 初定大齿轮中点分度圆半径 2 1146 =3. 大小螺旋角差值之正弦值 i = 12115=4. i 之余弦 i =5. 初定小齿轮的扩大系数 （ 14） +（ 9）（ 13） =车辆与动力工程学院毕业设计说明书 9 （ 3）（ 12） =7. 初定小齿轮中点分度圆半径 15） （ 16） =8. 轮齿收缩系数 1） +9. 近似计算公法线在大齿轮轴线上的投影 1012 （ 17） =0. 大齿轮轴线在小齿轮回转平面内偏置角正切 195=1. 角的余弦 =2. 角的正弦 2120=3. 大齿轮轴线在小齿轮回转平面内偏置角 = 24. 初算大齿轮回转平面内偏置角正弦值 = 12 22175 =5. 2 角正切 =6. 初算小齿轮分锥角正切 = 2522=7. 角余弦 =8. 第一次校正小齿轮螺旋角的正弦 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 10 = 2724=9. 2的余弦 =0. 第一次校正后小齿轮螺旋角正弦 = 282915 =1. 扩大系数修正量 （ 28） （ 9） -（ 30） =2. 大齿轮扩大系数修正量的换算 （ 3）（ 31） =3. 校正后大齿轮分偏置的正弦 =（ 24） -（ 22）（ 32） =4. 1 角正切 =5. 校正后 小齿轮分锥角正切 3422=6. 值 37. 余弦 8. 第二次校正后螺旋角差值的正弦 = 3733=9. 1角的值 1 = 40. 1角的余弦 =1. 第二次校正后螺旋角差值的正切值 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 11 = 38 403115 =2. 1 角值 1= 43. 1 角余弦 = 2=（ 42） -（ 39） = 45. 2 角余弦 =6. 2 角的正切 =7. 大齿轮分锥角余弦 3322=25928 48. 值 49. 正弦 0. 的余弦 1. 37 321217 =2. 5012 =3. （ 51） +（ 52） =4. 大齿轮分锥距在螺旋线上中点切线方向投影 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 12 494512 =5. 小齿轮分锥距在螺旋线上中点切线方向投影 355143 =6. 极限齿形角正切 1= 53 54465541 =7. 极限齿形角负值 1= 58. 01角的余弦 1=9. 515641 = 28 . 145 271. 429 769 =0. 515646 =1. （ 54）（ 55） =2. 615554 =3. （ 59） +（ 60） +（ 62） =4. 63 4641 5. 齿线中点曲率半径 = 辆与动力工程学院毕业设计说明书 13 66. 比较 值 657 7. （ 3）（ 50） =） 3） =右） 68. 3517345 =） （ 35）（ 37） =） 69. （ 37） +（ 40）（ 67） （ 左 ） =0. 圆心至轴线交叉点的距离 49）（ 51） =1. 大齿轮分锥顶点至轴线交叉点的距离 Z=（ 12）（ 47） -（ 70） =2. 大齿轮分锥上中点锥距 3. 大齿轮节锥距 4. 大齿轮的分锥上齿宽之半 （ 73） -（ 72） =5. 大齿轮在齿面宽中点处的齿工作高 7 . 9 1 8 5 0k 1 2 4 5276. 1 2 4 6 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 14 49 7 6 0 . 4 9 2 7 14578. 轮齿两侧压力角的总和 i=38 79. i 角正弦 i=0. 平均压力角 2782 i 19 81. 22. 23. 7782=4. 双重收缩齿齿根角的总和 D= 176 832= 85. 大齿轮齿顶高系数 6. 大齿轮齿根高系数 85） =7. 大齿轮齿面宽中点处的 齿顶高 75）（ 85） =8. 大齿轮齿面宽中点处的齿根高 75）（ 86） +辆与动力工程学院毕业设计说明书 15 89. 大齿轮齿顶角 2=（ 84）（ 85） = 90. 2 角正弦 =1. 大齿轮齿根角 2=（ 84） -（ 89） =2. 2 角的正弦 =3. 大齿轮大端齿顶高 （ 87） +（ 74）（ 90） =4. 大齿轮的齿根高 =（ 88） +（ 74）（ 92） =5. 径向间隙 C=75） +6. 大齿轮齿全高 h=（ 93） +（ 94） =7. 大齿轮齿工作高 96） -（ 95） =8. 大齿轮的面锥角 02=（ 48） +（ 89） = 99. 02角的正弦 2=2角的余弦 2=01. 大齿轮的根锥角 48） -（ 91） = 102. 2=03. 2=04. 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 16 2=05. 大齿轮外圆直径 93 50 06. 大端分度圆中心到轴线交叉点的距离 （ 70） +（ 74）（ 50） =07. 大齿轮外缘至小齿轮轴线的距离 106） -（ 93）（ 49） =08. 72 90 8799=09. 72 92 88102=10. 大齿轮面锥顶点至小齿轮轴线的距离 71） -（ 108） =11. 大齿轮根锥顶点至小齿轮轴线的距离 71） +（ 109） =12. （ 12） +（ 70）（ 104） =13. 修正后小齿轮轴线在大齿轮回转平面那的偏置角正弦 512=14. 角的余弦 21131 =15. 角的正切 16. 小齿轮顶锥角正弦 1=（ 103）（ 114） =17. 小齿轮的面锥角 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 17 01= 118. 01角的余弦 1=19. 01角的正切 1=20. 1 0 2 1 1 1 9 5103=21. 小齿轮面锥顶点至大齿轮轴线的距离 5 1 1 3 1 2 0114=22. = 左38 6769=23. /= =24. /=（ 39） -（ 123） 左 = =25. 1=（ 117） -（ 36） = =26. （ 113）（ 67） 右 -（ 68） 右 =（ 113）（ 67） 右 -（ 68） 右 =27. 右右123 4 0 . 8 9 9 7 2=28. （ 68） 左 +（ 87）（ 68） 右 = 129. 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 18 右118 5 0 . 9 9 6 8 2 2=30. （ 74）（ 127） =31. 小齿轮外缘至大齿轮轴线的距离 128） +（ 130）（ 129） +（ 75）（ 126） 左 =32. （ 4）（ 127） -（ 130） =33. 小齿轮轮齿前缘至大齿轮轴线的距离 128） +（ 132） （ 129） +（ 75）（ 126） 右 =34. （ 121） +（ 131） =35. 小齿轮的外缘直径 119 36. 7 0 1 0 0 1299=37. 在大齿轮回转平面内偏置角正弦 = 5136=38. 在大齿轮回转平面内偏置角 0= 139. 0 角的余弦 =40. 9 9 1 1 0 9 5100=辆与动力工程学院毕业设计说明书 19 141. 小齿轮根锥顶点至大齿轮轴线的距离 5 1 3 7 1 4 0139=42. 100）（ 139） =43. 小齿轮根锥角 144. 45. 2508 146. 最小齿侧间隙 47. 最大齿侧间隙 48. （ 90） +（ 92） =49. （ 96） -（ 4）（ 148） =50. 在节平面内大齿轮内锥距 73） -（ 4） =曲面齿轮副的理论安装距与另外几个尺寸参数的关系如下图： 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 20 图 3 2 双曲面齿轮副的安装尺寸 减速器齿轮强度计算 位齿上的圆周力 按发动机最大扭矩计算时： p=103/21d F (3式中： p：单位齿长上的圆周力 N/ 动机最大扭矩 N/m； 速器档传动比； 动齿轮节圆直径 F：动齿轮的齿面宽 P=103/21d F = P =1429 N/辆与动力工程学院毕业设计说明书 21 轮的弯曲强度计算 w=2 103 (3式中： 轮的计算转矩 N m； 载系数，取 1； 寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸及热处理等有关。当端面模数 m 式中： 载荷分配系数，取 1 量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好、周节及径向跳动精度高时，可取 1； Z： 计算齿轮的齿数； m： 端面模数 J：计算弯曲应力用的综合系数。 w=2 103车主减速器齿轮的弯曲应力应不大于 700 满足要求。 轮的接触强度计算 j1 (3式中 主动齿轮计算转矩 N m； 材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取 / 主动齿轮的节圆直径 见上式说明； 寸系数，可取 1； : 表面质量系数，对于制造精密的齿轮可取 1； F : 齿面宽 齿轮副中较小的； J:计算弯曲应力用的综合系 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 22 j1 2015 从动齿轮的接触应力是相同的， 许用接触应力为 2800 足条件要求。 减速器齿轮的材料及热处理 驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系其他齿轮相比，具有载荷大、作用时间长、变化多、有冲击等特点，是传动系的薄弱环节。其损坏形式主要有：齿根弯曲折断、齿面疲劳点蚀、磨损和擦伤等。据此对驱动桥齿轮的材料及热处理应有一下要求： 1). 有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度及较好的齿面耐磨性； 2). 轮芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免轮齿根部折断； 3). 钢材的锻造、切削与热处理等加工性能好，热处理变形小，以 提高产品质量，减少成本并降低废品； 本次设计主减速器主、动齿轮材料选用 20齿轮渗碳 面淬火使其硬度达到 58 64。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 23 第四章 差速器的设计 差速器机构方案分析 汽车在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的行程往往是有差别。例如，转弯时外侧车轮的行程总要比内侧的长。另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等 而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传递给左右车轮，则会由于左右驱动车轮的转速虽相等而行程却又不相等的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑的能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都装有差速器。差速器保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以不同速度旋转的特性，从而满足汽车行驶运动学的要求。 差速器的结构型式有多种， 其主要的结构型式有：对称式圆锥行星齿轮差数器、防滑差速器，防滑差速器又可分为自锁式和强制锁止式。对于柴油 说，由于路面状况一般，各驱动车轮与路面的附着系数变化小，因此采用结构简单、工作平稳、制造方便、造价又低的对称式圆锥行星齿轮差数器。 图 4 1 普通圆锥齿轮差速器的 工作原理简图 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 24 速器齿轮参数的计算 行星齿轮数目的选择：轿车常用 2 个行星齿轮，载货汽车和越野汽车多用 4个行星齿轮，少数汽车采用 3个。本次设计采用 4个行星齿轮。 1. 球面半径经验公式 3 K 其中，取.5 715 所以 3 K = 7154 =42 2. 锥齿轮的节锥距 0=（ 0 . 行星齿轮齿数 半轴齿数齿数 2 4 查机械设计实用手册 表 8机械设计实用手册 图 8. 节锥角 2 6 . 5 7 112Z 6 3 . 4 3 221Z 5. 锥齿轮大端端面模数 me 40 2 . 9 8 0 112A 2 2 圆整后取 6. 压力角 取压力角 = 7. 节圆直径 de 1Z 6 2Z 0辆与动力工程学院毕业设计说明书 25 8. 轴交角 90 9. 周节 t 0. 齿面宽 F 00. 30) A(0 = 10 11. 齿工作高 2. 齿全高 h h 15 13. 齿顶高 h m =mm =4. 齿根高 h = =5 c c h 6. 齿根角 1 2= 7. 面锥角 0 01 1 2 02 2 18. 根锥角 R 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 26 1= 2= 19. 外圆直径 d0 =mm =0. 节锥顶 点至齿轮外缘距离 0 012= 012=1. 理论弧齿厚 s s1=- ) m=2. 齿测间隙 B B=3. 弦齿厚 12162B 22262B 24. 弦齿高 h+ 211122222c o 速器齿轮强度计算 差速器齿轮主要进行弯曲强度计算，而对疲劳寿命则不予考虑，这是由车辆与动力工程学院毕业设计说明书 27 于行星齿轮在差速器的工在作中经常只起等臂推力杆的作用，仅在左右驱动轮有转速差时行星齿轮和半轴齿轮之间才有相对滚动的缘故。 汽车差速器齿轮的弯曲应力为： w=2 103 (4式中 T :差速器一个行星齿轮给予一个半轴的转矩 N m； Tn j m； 计算转矩； n : 差速器行星齿轮数目； 半轴齿轮齿数； 超载系数，取 1； 尺寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸及热处理等有关。当端面模数 m ， 载荷分配系数，取 1 量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好、周节及径向跳动精度高时，可取 1； F :齿面宽 mm m :端面模数 J :计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合 系数。 w 2 103 差速器齿轮弯曲应力应不大于 980足要求。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 28 第五章 半轴及桥壳设计 轴的设计计算 驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器半轴齿轮传给驱动车轮。在一般非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，这时半轴将差速器半轴齿轮与轮箍连接起来。 普通非断开式驱动桥的半轴，根据其外端的支承型式或受力状况的不同，分为：半浮式、 3/4 浮式和全浮式 三种型式。半轴的首要任务是传递扭矩，但由于轮毂的安装结构的不同，非全浮式半轴除受扭矩外，还要受到车轮上的垂向力、侧向力以及牵引力或制动力所形成的纵向力。由于本次设计的 舒适性要求不高，后桥所受载荷较大，因此采用半浮式半轴。 半轴的主要尺寸是它的直径，设计与计算时首先应合理的确定其载荷。半轴的计算应考虑以 下三种可能的载荷公况： （ 1）半轴同时受垂直力 纵向力 引起的弯矩 X2 对左右半轴来说，垂直力 Z,2L ， Z,2R 为： Z,2L = Z,2R = 23002 325*N= 2 N； m 取 m =1.2 包括轮毂、制动器等 )本身 对水平地面的载荷，； 对于驱动车轮来说，当按发动机最大转矩 T r =225 辆与动力工程学院毕业设计说明书 29 = =.m T T = r m 。 左右半轴所承受的合成弯矩 M（ N m） M= b 2222 Z ）（ =b 22222 )( Z =297N m 109 m 32.0 = 109 m 合成应力 : 22 4 h =2)半浮式半轴在第二种工况下 半轴 只受弯矩。在侧向力 用下，左、右车轮承受的垂直力 侧向力 不相等，而半轴所受的力为 Z2 = 2G 2 121 R = 2G 2 121 22G 2 121 122G 2 121 1式中的“ +”、“”号的取舍是这样的：当侧向力 2 向右作用时，取上面的符号， 2 向左作用时，取下面的符号。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 30 1 1 =右半轴受的弯矩为： M 2 2b M 2 r r 2b 式中的“ +”、“”号的取舍同上。 2325 1848N b= 80 r = 1470 代入数据得： =Z2R =Z2L =矩为： M L = M R =受应力分别为 : L= R = (3)半浮式半轴在第三种工况下半轴只承受弯矩 : M v=kd w 22式中 取 M v=(2222785 R= 故半轴的设计符合要求。 （ 4） 半轴的结构设计及材料与热处理 为了使半轴的花键内径不小于其杆 部直径，常常将加工花键的端部做的粗些，并适当地减小花键槽的深度，因此花键的齿数必须相应的增加，通常取 10 齿至 18 齿。半轴的破坏形式多为扭转疲劳破坏，因此在结构设计上应尽量增大各过度圆部分的圆角半径以减小应力集中。半轴多采用含铬的中碳合金钢制造，如 400055。本次设计采用的材料是 40轴的热处理都采用调质处车辆与动力工程学院毕业设计说明书 31 理的方法，调质后要求杆部硬度为 缘部分可降至 由于硬化层本身的强度较高，加之在半轴表面形成大残余 压应力，以及采用喷丸处理，滚压半轴突缘根部过度圆角等工艺，使半轴的静强度和疲劳强度大为提高，尤其是疲劳强度提高的十分显著。 壳的设计 驱动桥桥壳是汽车上的主要零件之一，非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车载荷的作用，并将载荷传递给车轮。作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力、和铅垂力也是经过桥壳传到悬架或车厢上。因此桥壳既是承载件又是传动件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳。 驱动桥桥壳既是承载件又是传动件，因此桥壳需要有足够的强度和刚度。为了减小汽车的簧下质量以利于降低动载 荷、提高汽车的行驶平顺性，在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单、制造方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。 桥壳大体可分三种型式：可分式、整体式、组合式。 一、 可分式桥壳 可分式桥壳由两部分组成，每部分均有一个铸件壳体和一个压入其内部的轴管，轴管与壳体用铆钉连接。可分式桥壳制造工艺简单，主见速器轴承的支撑刚性好。但拆装，调整，维修很不方便，轴壳的刚度和强度受到结构的限制，现已很少采用，应用的也多在中小型汽车上。 二、 整体式桥壳 整体式桥壳的刚度和强度都比较大。桥壳制成整体式结构后，主减速器和差速器装配总成再用螺栓安装到桥壳上，这种结构对主减速器的拆装，调整都比较方便。按照制造工艺的方法，整体式桥壳又可分为铸造式，冲压焊接式和扩张成形式三种。 1. 铸造式桥壳 这种结构的桥壳强度和刚度较大，钢板弹簧座与桥壳壳体铸
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