【《某多用途乘用车转向驱动桥设计》11000字】

第页某多用途乘用车转向驱动桥设计1摘要本论文以某多用途乘用车为设计车型,设计一款适用于该设计车型的转向驱动桥，主要包括：主减速器的减速形式确定、驱动桥总体方案选择和结构设计、满载驱动力校核等内容，并绘制相关图纸。本设计通过对相关文献的查阅，选用断开式驱动桥，单级主减速器的斜齿圆柱齿轮，普通对称式行星齿轮差速器，半浮式半轴和组合式桥壳来作为驱动桥的重要部件。参照相关书籍进行基础的数据计算和校核，再根据所得到的合理数据使用AUTOCAD进行绘制包括一张总装配的电子版图纸以及一张手绘的A1图纸，最后再将此次设计的所有过程撰写为该说明书。此次毕设使我对汽车有了更深层次的了解，掌握了更多知识为未来的工作打下基础。关键词：某多用途乘用车，断开式驱动桥，单级主减速器，半浮式半轴，组合式桥壳2绪论汽车驱动桥系统处于传动系统尾部。除了负担水平路面与所操纵汽车车体之间及车体内部所彼此摩擦产生的垂直作用力等力，最主要的目的是为了升高由是多节且节之间由万向节组成的传动轴或变速器输出的转矩，再适当调速至较小的转动速度后分配给两侧车轮。其主要构造包含差速器、主减速器和万向节等。设计驱动桥时应当满足如下基本要求：1）主减速比不可随意选择，否则难以保证行驶汽车所具有的动力经济性以致于损害消费者利益。2）为了使汽车拥有通过特殊路况的能力和越障能力需要选择在一定范围内的较小外部尺寸。3）保证齿轮及其它传动部件工作平稳可降低噪声。4）在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。5）为所设计出其具备高强度及刚度需要着重减少簧下质量以达到能支撑并平稳地传递路面和车架或车身间的各种力使减少颠簸路面带来的冲击。6）与悬架导向机构运动协调。7）构造简单，方便制造维修，调整部件方便且加工工艺性好。国内普遍将驱动桥分为非断开式驱动桥和断开式驱动桥。其中第一类适用于驱动车轮选用非独立悬架的情况，故也可称为非独立悬架驱动桥；第二类适用于驱动车轮选用独立悬架的情况故也可称为独立悬架驱动桥。由于相当大提高了汽车在经过颠簸路面上的行驶平顺性所以可不计第二类结构有多繁冗。2驱动桥结构方案的选定选择参考车辆为上汽通用五菱MPV2020款1.5T手动精英款。本次设计课题为轿车转向驱动桥的，深入了解市面上各类品牌的乘用轿车大多都采用前置发动机前轮驱动的布局，只有高端车才会选择兼顾动力和舒适性的后轮驱动布局。区别于普通驱动桥，转向驱动桥拥有由于自身结构所带来的特殊功能——转向功能，它不仅仅有常见驱动桥将穿过变速器后的速度压低再将其传递给两侧车轮，还可以通过真人实际操控方向盘来使车头转到目的方向。前文所提可以了解有关于乘用轿车前驱动桥的选择，所以此次设计按照常理可选用断开式驱动桥来与独立悬架相互配合。值得遗憾的是该驱动桥无法连接左右两边的驱动车轮只因为没有任何一个由刚性铸造的整个外壳或梁。存在一类桥壳，左右对称分为两半，且两者相互依存相互回应，这份特殊使得它在驱动桥里脱颖而出，被熟知为断开式驱动桥。除此以外它总被和独立悬挂配用，故则综合考虑也叫独立悬架驱动桥。至此，其中段，以及内部主减速器和差速器等重要部件按照合理要求应悬挂于车身或厢体底部之上，或直接与车身相联系。左右对应的驱动车轮由于选用此构件可彼此互不干涉，然后可自由的根据车身或厢体做竖直运动，与此所引发的结果即是要要求驱动车轮的所传动装置及其用于保护的外壳或管套可随之发生相应的变化。预选此次设计的车桥为特殊的断开式车桥。如它的特殊性所表现出来的一样，它大大提高了汽车的行驶平均车速（很大程度上大大延长了距离水平路面的距离，也降低了簧下质量，也因此很好的改善了汽车行驶顺畅）；当汽车在正常行驶时本来有作用在车桥车轮上由于在运动过程中受到震动所受的载荷也降低了之后，所有零件的使用时间都可以得到延长；车轮也相对不会很容易的发生侧滑；若想从根本上增加其车辆在行驶时以较低的速度就能够进入衡定状态容易程度的来提高车辆的人为操纵的稳定性，即可采用上述所说与之相配合的在独立悬架上以合格范围内安装的导向机构。但有利也有弊，其结构较复杂所以制造的成本也有所提高，所以尽量根据需求来选择。3主减速器设计3.1主减速器的结构形式包含主减速器要安装在内的汽车款式，驱动桥对地面的高度等都是影响其到选择形式的原因；而影响到汽车经济适用性等性能的则是。主减速器设计应满足要求：1)保证经济和动力性。2)保证一定的离地间隙。3)有高的传动效率。4)工作平稳，噪音小。5)力求质量小，以改善汽车平顺性。6)结构简单易调整，制造容易易拆装。3.2主减速器的类型按驱动桥的结构形式来区分的话，主减速器的的基本形式如下：中央双级主减速器。由于考虑到前文所叙述过若开始考虑选择此机构时总是在第二类的速度比很大程度上超出不变值或被安排牵引着拥有过于较大重量的物体时被选择，换句话来说该类型并不是准备作为家喻户晓的基本型而发展的形式，只是在特殊的时候被使用。中央单级主减速器。是在驱动桥里最普通平凡的基础形式，它具有质量小，结构贴合紧凑和结构基础简单所以制作成本低廉等优点，被大量作用在主传动比的车上。考虑到乘用轿车的主减速器通常可见为，故在所算出的主传动较小时，最适合采用此装置。3）中央单级、轮边减速器。第二种常见于现如今市面上各类的轿车。它的优点如下：作为驱动桥的基础款式通用于主传动比较小的乘用轿车，整体质量小，结构紧凑造价低廉，属于最低门槛驱动桥的结构；多被使用在发动机前置且前轮驱动的乘用车内，所以两者在一起大大降低了驱动桥布置的难度还同时使汽车内部小且紧凑；3）汽车在任何情况下可适用的情况随着公路状况的改善对其越障能力的要求降低。4）结合上述优点，汽车的内部设计大为简化，从而使含有一对齿轮副的主减速驱动桥内的机械传动效率相比于另外多带有一套降速增扭的齿轮传动装置的驱动桥效率要高很多，避免了很多零件长时间摩擦而使其受损严重至丧失功能，所以汽车使用的可靠性大大提高。若按照主减速器齿轮形状的不同来区分则可分为以下三类所述：1）双曲面齿轮传动主减速器：准双曲面齿轮传动主减速器的优越之处在于其机构内部存在的主动齿轮和从动齿轮他们彼此各拥有的中心轴线尽管没有交集但彼此之间的夹角却有90°，通常所说的偏移距也被称为上偏置或下偏置，如果此段差距大到能让这边的齿轮轴到对称侧齿轮轴那边的上或下面的地方通过的程度，就可以在每个齿轮两侧都安装一个轴承。考虑到齿轮副的中心轴线有可能相互交叉从而产生多个可能让主动齿轮和从动齿轮存在的螺旋角是否相等的情况相异，则可以寻找到有依据证明要是想使机构的主动齿轮的横向直径大幅度增大还有刚度也大大增加就需要在一定程度上不仅使主动齿轮的端面模数和周节大幅度大于从动齿轮的，还和偏移距离的范围相关。这远比通常所用的螺旋锥齿轮传动内的主动类齿轮所能提供的条件还要好。该机构同弧齿锥齿轮在当表面接触应力数值完全一样，再做比较可使准双曲面齿轮在此载荷基础上可以大大增加到175％。为获得较高的传动比时可将该机构内部的螺旋角扩大到一定值用来适当减少齿轮数量以达到目的。2)螺旋锥齿轮传动主减速器：该机构的优越之处在于主动齿轮中心轴和从动齿中心轴线两者在平面内的除非重合和平行否则必有一处交点，此交点的交角度数可是任意的，对于该机构来说则采用90°的角。为使该机构达到能够承受比基础载荷更大的量，则可将轮齿的俯视端面相互交叠，至少两个可互相啮合。更脱颖而出的是该机构上所有的轮齿不是一起同时啮合，值得注意的是他们是从齿的头端一直持续到尾端而保持平稳以保证该机构在处于高速旋转的情况下拥有极小的噪音和震荡。3)蜗杆-蜗轮传动简称蜗轮传动主减速器：该机构相比较于前两个类型具有更多的优点。最先值得注意的是当本机构处于汽车总体结构质量相较于小的条件下，此时若想获得较大的传动比只需要使用一级减速器。由此可得出在超重型的车辆中，若依旧选取此机构，就应该了解到需要选取较大的主减速比更为方便以此与较低车辆行驶速度和选取再大一些的轮胎直径相互配合，最终减速器中的传输过程中不需要第二个减速阶段。若是不采用此类结构，则就只能选取另一种类型：尽管不能保证足够最小离地间隙但拥有两对齿轮的其他主减速器来达到降速的目的；下一个比较突出的地方在于该机构在整个使用过程中可以以任何速度运转。不管在普通工况还是在需要及时反应变通的特殊情况下它人仍保持稳定且无噪音的特性，这很大上提高了乘车的舒适性。对于汽车内部的摆放形式来说，选取该机构将大大减小其安装难度。除此之外，该机构还具备传递载荷范围大、寿命合格、整体使用过程中传动效率高、结构及其简单易于拆装和调整等闪光点。与上述两款机构彼此对应选择，则发现该款机构的不足是相比于其他类型所需要的制造成本过大，考虑到资金要求则只能根据市场需求来定生产量，否则会造成产品积压入不敷出，但优大于劣。由于参考的车辆是上汽通用五菱MPV2020款1.5T手动精英款，特点在于不仅其电机采用卧式，其变速器同样也采用卧式，这样既可不用专门选择圆锥齿轮来改变动力输出的旋向还可以满足更多其所不能达到的优点如更加平稳和准确，还可以实现较大传动比。之所以采用断开式驱动桥就是为了对斜圆柱齿轮进行传动，将其所输出动力通过半轴传递到驱动车轮，汽车就可以以更高更好地功率运行。3.3主减速器主、从动圆柱齿轮的支承形式该支承形式可以分为两种：悬臂式和跨置式。采用跨置式，重要部分则采用圆锥滚子轴承支撑其两端，安装此结构时只需谨记“大头朝内，小头朝外。”即可。由于安装过后所形成的特殊结构，这里需要注意不仅需要将主减速器的大、小斜齿轮采用跨置式。3.4主减速器的基本参数选择与计算3.4.1主减速比的确定相关数值的大小直接或间接来决定该机构很多重要数据例如：外部款式以大小等基础参数，尤其对变速器处于最高档时对整车动力性能等有着最重要的决定性作用。除此以外还需加以注意必须需要先根据汽车整体设计要求以及不可或缺的传动系统内的总速比最后一起再通过代入汽车的相应的公式里计算来确定，其中总速比包括含有分动器驱动桥等传动装置的类似传动比数值。考虑到汽车内部传动系统中起到变速的机构传动比还受汽车整体发动机的影响（且内含主减速比），因此为了使汽车获得最优的动力性及燃油经济性则必须需要采取强硬手段对发动机内部基础参数、传动装置的传动比及进行设计优化的方法来达到最好的分配。在给定的前提下，主要对于那些不同于小动力储备量的乘用轿车，大的储存量及乘用轿车，客车或是公交车，特别是赛车其所选择的应能确保所提及皆可能尽可能达到，这时的就可由下述公式计算可得：（3-1）通过所参考的车辆上汽通用五菱MPV2020款1.5T手动精英款可以算出车轮的自由半径为352.35mm。，尽管在口头称呼上会有名称相异，但实际上通常对他们无差别对待而统称为车轮半径。即数值均相等则mm。查阅参考车辆上汽通用五菱MPV2020款1.5T手动精英款的有关资料得可以得到发动机最大功率转速为rpm。将Km/h，代入公式(3-1)得3.4.2主减速器齿轮计算载荷的确定日常所见在行驶过程中乘用汽车的内部传动系统只有技术人员才能了解其负荷运转的不稳定，这才使得最初的设计师认为很难准确地计算该数据。规定在的基础上先计算，然后选取所得最小的那个值。故此，该部分的计算方法如下所示：1、根据及其确定：(3-2)其中，选取时需要根据性能系数对比考虑，根据下列公式计算：（3-3）式中：——汽车满载总重量，N；——最大转矩，N·m。的计算公式如下：（3-4）式中：——汽车整备质量，kg；——每人65kg，kg；——行李质量，每个按7kg计算，kg。的计算公示如下：（3-5）式中：——轿车和大客车人均整备质量选择为0.2，t；——乘客数量为6。代入公式（3-5）可得kg则公式（3-4）可得N发动机最大转矩计算公式如下：（3-6）式中：——发动机最大功率，现有数据为108kw； ——发动机最大功率转速，现有数据为5200r/min。代入公式（3-6）得将N·m将N·m和N代入（3-3）可得：，故选取为2。其中，变速器一档传动比也可视为变速器最大传动比，它的计算过程如下：（3-7）式中：——最大爬坡度通常选取16.7°； ——约为=0.352m；——发动机最大转矩N·m；——N。将其带入公式（3-7）可得（3-8）式中：——作用在驱动轮上的作用力； ——附着系数，路面干燥0.7~0.85，取0.85。将其带入表（3-8）可得，可得到，故取值。将，N·m，，，，，代入（3-2）得N·m。按驱动轮打滑扭转确定从动锥齿轮以：（3-9）式中：——主要在汽车开始加速到最大时后方驱动桥所负重荷时将其转移向他处的系数，在缺乏数据时可取1.2； ——未启动的装满物品乘用车类型为前置发动机前轮驱动的载荷。本设计中计算可得N；——附着系数；代入公式（3-9）可得N·m3.按照日常平均（当量）转矩来确定从动锥齿轮计算转矩日常行驶平均（当量）转矩按下式计算：（3-10）其中计算公式如下:（3-11）式中：——道路滚动阻力系数，在良好道路上取0.01；——日常公路坡度系数，取0.08；——汽车性能系数，取0.017。将上述结果代入（3-11）可得N将上述数值代入（3-10）可得N·m取，中较小值的数值，设是确定的最大计算转矩，则计算如下：可以得到3.4.3主减速器内部齿轮基本参数选择①主、从动齿轮齿数的选择本次的研究对象选择只具有一对齿轮副的该结构，其中齿数的选择要优先考虑到根据为依据来选择主减速器内两个齿轮的。该数据的选择要使他们互相能匀称的摩擦，之间不能被整除。②斜齿轮设计计算本次设计则选用硬齿面。初步选取齿轮原料20CrMnTi钢渗碳淬火，硬度在56～62HRC之间再查得弯曲疲劳极限应力MPa接触疲劳极限应力选择MPa。首先按照轮齿弯曲疲劳强度的要求设计由式参考文献[]中式（）知:（3-13）确定轮齿的根据下式计算：（3-14）把各参数代入式（3-14）中得MPa。计算小齿轮的名义转矩（3-15）式中：——主减速器从动齿轮的平均计算转矩。其中，主减速器从动齿轮的平均计算转矩的计算公式如下：（3-16）式中：——。把各参数代入式（3-16）中得N·m将上述结果代入（3-15）得到N·m选取载荷系数考虑到是加工精度是等于7级斜齿轮传动，则选取的值应当较小，则取=1.4。初选定齿轮参数取,，圆整取。齿宽系数的选择只要是数值就不可避免地取到较大的值，能取到此较大值是因为齿宽的横向直径被减小，产生连锁反应使传动轴的中心距也缩小，好处在于减轻了不仅只有传动装置的总重量还有其外壳重量，如果条件允许的话即可忽视其由于齿宽和轴向尺寸的加大而使载荷更加分布不均匀的缺点。查找可得硬齿面取=0.2，。则可以得到。确定复合系数及中心距由于两个齿轮值相同，则设计时可以直接将代入。则：（3-17）查得将上述参数代入式（3-13），mm，按照准则找到接近值mmmm（3-18）（3-19）故得到计算其它几何尺寸mm（3-20）mm（3-21）mm则mm（3-22）mm则mm（3-23）按照齿面接触强度的校核计算：（3-24）式中：——。代入公式（3-24）MPa取，，，则计算如下：MPa（3-25）由于，所以接触疲劳强度合格。③主减速器齿轮参数表表3-1主减速器斜齿轮的参数：4.差速器的设计平时日常生活中我们所见的汽车行驶在路面状况良好的公路上时，其内部所产生的变化只有设计人员清楚，整车全压在车轮上方，可以了解到表面上所有的车轮在同样的时间内行驶了同样的距离，但实际上了解其构造的人就可知道不仅两侧车轮行驶距离不同且内部的气压的不相等，即使是在同样的路面上，两边轮胎接触的也不会完全一样，故他们行驶的阻力也会不同。按照传统的做法定会将驱动桥两边的车轮以刚性铸造物相互连接，其缺点浮于表面，此后该车辆在高速公路上的转弯甚至普通的直线行驶都会有可能使车轮产生本不该有的滑移和甚至扭转，其中还含有重大的安全隐患包含轮胎磨损严重造成燃料损耗过多，还会直接使整个汽车的转向困难使其人工操纵方向变困难。为解决此传统问题只需在当中分别安装轮间差速器即可。4.1差速器结构形式选择纵观国内普遍汽车基本皆选择的该机构类型为对称锥齿轮式的，它作为其中的基础款式同样也具有包括结构构成简易质量小等优秀之处。分为普通锥齿轮式，摩擦片式和强制锁止式。可以很明显地从第一款类型的名称上知道由什么所构成，若在上述普通机构类型上安装一个锁止机构用来提过汽车在糟糕路面上的通过性则为它赋予了新的名称——强制锁止式差速器装置。它存在的意义是避免车辆任何一侧若发生相对于地面的滑动位移时起到制止保护的作用。该技术由于其强大的功能而常出没在在现代军用车上。它内部同样也是由基础款所构成的包含有其外部两边的壳体，内部套在半轴上的齿轮，及相互啮合在一起的行星齿轮，以及半轴和另一款行星齿轮的轴及更多不可或缺的小零件组成。本次设计安于现状便可选择此基础形式为差速器。4.2普通锥齿轮式差速器齿轮设计在设计该机构的预备之际，就需要先考虑其该如何安装就位此影响较大故需要得到重视，之后便可着手设计其内部从动齿轮的大小尺寸。值得注意的是，主减速器内部齿轮轴承支座的各项约束其实也对其的重要性也很大，但很多人都会容易忽视认为其外壳认为可以随意设计形状，这点需在设计上加以注意。4.2.1差速器齿轮基本参数的选择（1）行星齿轮数目的选择行星轮之所以转动，肯定是因为左右半轴给它的转矩不同，所以才能转。如果转矩相同，互相抵消了，那就不转了。所以再次认为转弯的时候左右轮子收到的阻力不同，传递到行星轮上，就让它转动了。再考虑到选择数目时需要保证各种冲击载荷作用在其上面时有足够的强度在此乘用轿车通常含有2个行星齿轮,而其他非日常类的数目则是双倍的量，若是日常在所必须时也可采取双倍的量。此次是日常通用型，排除必要及特殊情况只需要取正常值。（2）行星齿轮球面半径的确定若是要确定，就要最先了解该基础机构的的大体轮廓参数设计追其本质也不过就是行星齿轮的内部整体布置大体轮廓参数，该数据的确定可直接去比对。的计算如下：（4-1）代入公式（4-1）可得mm紧接着根据下式预选节距：mm（4-2）（3）行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择合理的齿数选择才能使机构兼具大多数优点比如能获得较大的模数，还能够在具备相当高的刚度使得该机构内部传动仍能具备稳定状态，由于存在此需求所以有得必有失行星齿轮的数目就需要在不小于10的情况下相应减小；而半轴的则拥有一个范围可选择只要在14到25内即可。由此而得大多汽车拥有一个该两者数目的比值在1.5到2内。考虑到内部行星齿轮和半轴齿轮内部需要足够的可靠才能构成一对，因此还需要达到该机构中左右半轴上所套齿轮的总和能被行星齿轮的总和整除。本次设计所需要选择的则为该机构，选定为，行星齿轮的数目为，为。差速器圆锥齿轮模数和半轴齿轮节圆直径,的确定首先初步求出行星齿轮与半轴传动齿轮之间的节锥角,：；（4-3）再按照以下公式初步求出圆锥齿轮中最大齿端的：（4-4）考强度要求取，即可以根据及由以下公式求得：（4-5）可得mm，mm。（5）压力角按照传统的选择方法该机构的齿高系数值为1时通常可以依此选择采用=20°的角，则齿的数目也应大于等于13；由于科技发展传统工艺逐渐落后，根据最新的研究表面现在的角改为选择=22°30′，其齿高系数则为0.8，齿的数目也应大于等于10，但即便如此在某些重型汽车和矿用汽车上依旧可以采用=20°的角，故其各项皆可采用=22°30′时的其他数据因为考虑到本次设计所选择为普通乘用轿车。（6）行星齿轮安装孔直径及其深度L该两个数据直接或间接地与行星齿轮轴有着联系。通过参考相应的计算步骤可以计算如下式：（4-6）（4-7）（4-8）代入公式（4-8）可得mm。4.2.2差速器齿轮几何尺寸的计算与强度的计算其弯曲应力计算为：（4-9）其中，半轴齿轮齿宽计算如下：锥距（4-10）将上述结果代入（4-10）可得mm。（4-11）式中：——齿宽系数，直齿取。代入（4-11）可得mm与mm比较取最小值，可得mm，根据强度要求可以取mm。①当N·m时，N。代入上述数据到公式（4-9）可得，所以合格。②当N·m时，N。代入上述数据到公式（4-9）可得，所以合格。4.2.3汽车行星齿轮和半轴齿轮的主要参数表表1标准直齿锥齿轮传动的几何参数及其尺寸5驱动车轮的传动装置设计本章的目的就是将转矩从上章所研究机构的半轴齿轮上齿轮转运到两侧驱动轮，这就是安置于整车内部传动系统尾端的驱动车轮传动装置的本职工作。在此次设计选用断开式的转向驱动桥内部基本结构里，半轴和万向传动装置等零件控制汽车的内部传动完全不能没有等速万向节。本次设计的轿车驱动系统型式为。5.1半轴的型式根据研究可得在整体式驱动桥内的半轴种类通常需要取决于其机构外端所依靠的支撑方法或者其内端所能承受力的受压情况来细致划分为半浮式，3/4浮式和全浮式的类型。第一类型直接支撑到其端部带有一圆锥形横截面轴径及键以致于可以和整车车轮轮毂相互联系而固定（或者通过一个凸缘直接与整个车轮轮盘及其制动鼓组件进行相互联接）的一安放于桥壳外部内侧面上孔中的轴承之上，可以达到此目的取决于其距离紧靠着外端的轴颈部位。所以第一组类型的半轴除去可以传递较大的转矩，还要承担起支撑从驱动车轮上高速移动旋转过来弯矩的责任。综上所示，此类型通过其造型的单一及各种优越的条件且物美价廉的比较，就可经常可以看见其频繁出没于与之相对应的车型上，也就是人们日常生活中可见到较中庸的款式所选。而该章所计算内容主要根据半浮动式半轴为基础来展开。5.2半轴的设计计算首先第一步按照下列公式计算其相应转矩：（5-1）将上述数据代入公式（5-1）可得N·m第二步根据下式计算其半轴直径：（5-2）则能算出其mm，根据标准mm。5.3半轴的强度较核5.3.1半浮式半轴计算载荷的确定考虑到选择的该机构只有一组轴承组织故相对于其他的所承受的压力会更大为此会专门有涉及到有三种可能发生情况的工况计算：①纵向力最大和侧向力为0时。此时竖直方向为，纵向力最大值，其，。半轴弯曲应力和扭转切应力为：(5-3)(5-4)合成应力为：(5-5)上式结果为：NNMPaMPa所以合格。②当侧向的力最大与它的纵向力时，此时汽车可能发生侧滑。外轮上的垂直反力和内轮上的垂直反力分别为:外侧车轮上的侧向力和内侧车轮上的侧向力分别为：(5-8)(5-9)内外车轮上的总侧向力为。则外轮半轴的弯曲应力为和内轮半轴的弯曲应力为：计算可得：③当汽车通过颠簸路面时垂向力最大时，纵向力，侧向力。则计算公式如下：结果代入式(5-12)可得N。半轴弯曲应力为：(5-13)上述结果代入式(5-13)可得MPa，合格。5.4半轴的结构设计和材料与热处理该件依据国内研究多年的经验可适当在初步规定时增大其花键端部的横向剖面直径，再合理增高花键凹槽的高度以此将花键内部直径控制在多于其杆直径的较小范围内，从而产生的连锁影响需要相应在适用于乘用轿车的10齿到适用于载货汽车的18尺这范围内合理增大花键齿数。此外又考虑到该结构通常由于过度扭转而造成一定程度上的磨损最后失去作用，为避免该缺点则从球体上获取经验即：可使该构件的棱角部分变成相对圆润的曲线来防止过度磨损。由于重型车该部件的剖面直径比较大，其杆部外端的突缘也非常大，所以即使当没有较大的锻造装置时，仍然有所选择的余地，只需要选择一整根半轴上头和尾与花键连接的结构。市面上的所存在该构件大多数用大量富含铬的中碳合金钢为主要材料进行制造，值得一提的是40MnB型钢是目前为止我国实行自主创新研制设计开发的一种新型种类，相较于过去的要更适合被使用。此机构的热处理在传统上使用调质处理的技术，但随着科技的发展现在使用高频、中频感应淬火加工技术的工艺越来越多，这种热处理技术一般可以使半轴表面淬火淬硬度可以高达HRC52-63。由于这些前沿制造工艺的不断引入，直接使用中碳钢的半轴越来越多。5.5花键的选择5.5.1选择渐开线花键选择渐开线花键，标准压力角，计算转矩可以通过求得，其中和的计算方法可以根据以下方法计算并选取两者中最小值。①若按最大附着力计算，即：N(5-14)②按发动机最大转矩计算，即：(5-15)的计算公式如下：(5-16)可得代入(5-15)可得N，从中取最小值N，所以N·m。5.5.2校核花键的剪切应力和挤压应力选取30°外花键大径基本尺寸，其中齿数=3，取10。①半轴花键的剪切应力为：(5-17)将上述结果代入公式(5-17)可得到②半轴花键的挤压应力为：(5-18)所以校核成功。5.6平键的选择选取普通平键（A型）半轴=30mm。选取键尺寸，深度mm，mm，长度L=40mm。键连接的长度校核：动、静连接(5-19)式中：——在此取；——键的工作长度，在此取。代入公式(5-19)可得MPa，由于静连接中它的满足＜125~150，轻微冲击满足＜100~120，冲击满足＜60~90；动连接中因为键与相对滑动的被连接表面硬化，则它的值则可提高2到3倍，于是均满足。6万向节设计6.1万向节结构选择为达到可转向的目的需要在分别可以通往左右转向轮的位置所安装的传动装置内部和最靠近轮毂的方位上都固定安装一个等速万向节，否则就只是一个普通的驱动桥。适用于采用独立悬架转向驱动桥轿车的万向节包含固定型球笼式和伸缩型球笼式，第一种类型更适合安装在接近轮毂的地方，第二种则适合安装在靠近于驱动桥的地方。结合所查文献本次设计选取第一种类型。两种类型可见(图6-1)及(图6-2)。6.2万向节的材料及热处理探究其内部工作原理得知为顺利传递转矩需要选用拥有较高质量的原料，以免在钢球与滚道相互之间产生严重的磨损情况。球形壳和星形套则采用经过渗碳和淬火等工艺的15NiMo低碳合金钢加工制造，该机构内的钢球和轴承用的钢球一样都选用15Cr为原料。6.3万向节参数确定6.3.1万向节轴径与钢球直径①万向节轴径球笼式万向节轴径尺寸可按公式(6-1)确定：(6-1)将上述结果代入(6-1)可得mm，由表取mm，钢球直径为mm，星形套内花键大径为mm，钟/球型壳外径为mm。②钢球回转中心直径该直径可以按照公式(6-2)来确定：(6-2)式中：——为钢球回转中心系数，取0.52。代入式(6-2)可得mm。③钟形壳滚道偏心距偏心距e可计算如下：(6-3)式中，代入可以得到mm。6.3.2基本尺寸表6-1万向节基本数据7驱动桥壳设计此构件安装在汽车上若为整体式的驱动桥壳则可以作为一个媒介使载荷可以到达车轮，还能稳定地支撑着汽车上部整体重量，不只是传递载荷的媒介同时它还将制动力等力传递到悬架、车架或者厢体上。此外也有涉及到对主减速器差速器及车轮传动装置起到保护作用，属于更外面的一层壳，因此也被视为这些部件的外壳。7.1桥壳结构选择按其结构类别可分为可分式、整体式以及组合式：1）可分式桥壳该结构的整个壳体结构特点在于其构造简单方便生产上市，主减速器轴承有足够的刚度承受各力和载荷。弊大于利，由于不方便对内进行主减速器的整体安装和其调整及维护且壳体的承载强度和刚度也不够达到要求这类缺点影响较大则使用在过去常见的轻型乘用汽车，现在已经基本见不到使用的。2）整体式桥壳该结构的特点在于本该是最外部的桥壳对部分重要的部件起到保护作用，其在一定程度上将壳体与主减速器的壳划为两半，这就使主减速器内部齿轮和差速器单独地存在于另一个壳内，经过调整之后和桥壳用螺栓将由桥壳中间空隙放进去的部件们紧密地连接在一起，这样就弥补了第一种类型的不足一切都变得十分方便。3)组合式桥壳该结构所拥有的优点包含从动齿轮的支撑刚度同第一种一样能够达到要求，同时还拥有第二种的优点算是综合以上两类得到的最终版本。缺点是需要具备相比其他类型较多的加工工艺精度因为没有什么是能做到十全十美的故该类型普遍应用在日常所见的汽车类型中。本次设计综合三类并比较他们的优缺点及其他所应考虑的经济型需求和性价比高低度故应当选取第三种桥壳。7.2桥壳强度计算①牵引力或制动力最大时，桥壳钢板弹簧座危险断面的弯曲应力和扭转剪切应力计算公式：(7-1)(7-2)其中：(7-3)(7-4)(7-5)选择mm，mm。则(7-6)(7-7)将上述计算结果代入(7-1)和(7-2)可得：，。②侧向力达到最大时，桥壳内外板簧座处的断面弯曲应力计算公式：(7-8)(7-9)代入上述数据可得MPa，MPa。③汽车通过颠簸路面时，它危险断面的弯曲应力计算：(7-10)代入可得MPa。