《某中型货车驱动桥设计》12000字【论文】

第1章绪论1.1选题背景当今时代随着技术的进步和科技的发展，也使机动车行业的发展与使用在进一步的扩大和推广，也造成了机动车的各个部件的设计与生产都产生了更多质量的要求与保证，驱动桥不但承载着机动车整体重量而且也负担着机动车在行使中产生的各种力，它不但承担着传动系中的最大转矩的传递，而且桥壳也承担着反作用力矩。机动车的使用寿命与耐久度也与驱动桥的结构以及参数的设计都有着密切的联系与关联，而且还直接影响机动车的驾驶性能，包括动力，经济性，乘坐舒适性，可通过性，可操作性和操作稳定性。另外，机动车的驱动轴也是最大的组件，具有各种机械零件。各种机动车装配体中的零部件的子装配体等。驱动桥包括主减速器，差速器，半轴，车桥外壳以及各式各样的齿轮。根据上面的讨论，设计驱动桥可以包括各种机械零件和组件的设计。这些零件，组件和组件的制造的过程中也能学习到现代汽车设计与机械设计的很多知识和技能，并且设计出结构和制造上都很简单的驱动，也可以显著降低驱动桥生产的总成本，并加速机动车经济的发展。1.2国内外驱动桥的研究现状1.2.1国外的研究状况目前为止，中型货车在全球范围内经常会用两个驱动桥结构。单级减速双曲线螺旋锥齿轮，由行星齿轮驱动的双级减速齿轮。双级更适合不同的需求并且它拥有最大数量的用户。西欧的减速功能的双级减速齿轮用户持有数一直在呈下降趋势并且它现在只占所有产品的40％。大多数采用这种结构是因为这些地区的道路情况好，使用单级双曲线螺旋锥齿轮变速箱的价格成本也低。但是，亚细亚、非洲大陆、南美洲的一些国家和地区通常会将双级侧齿轮驱动桥广泛应用于困难的公路行驶的车辆。所以可以知道并且得出，这些国家和地区的道路情况差，双级主减速器就随之越多。道路越好，单机主减速器就越多。国外机动车驱动桥很多都采用了先进的技术，例如：限滑差速器还有湿式行车制动器。限滑差速器在一定程度上大大降低和减轻了轮胎的摩擦与损坏，湿式行车制动器则在一定程度上大大的改善和改善了主机的稳定性与安全性能。这也使的在维护处理上变得更加简单容易。国外中型货车的驱动桥的开发技术日益完善与成熟，因此制造新的驱动桥的设计的模型是国内外发展驱动桥目标的重中之重。新一代驱动桥的设计方案的应用大大缩短了开发时间，拥有更低的成本价格，而且更加的安全可靠。1.2.2国内的研究状况国内的驱动桥制造公司的发展模式主要由测绘，引进和自主开发构成。因为技术不发达，开发的方式相对不足，技术创新力度不足，牵涉到的计算机辅助应用设计较少等种种原因。一些技术实力相对较好的公司调查并绘制了从国外进口的原装驱动桥，这些公司通常具有相对完善的系统开发过程，也具有相对完善的测试方法，但是开发的过程是对国外开发的模仿。在逆向研究后，与自身条件结合后进行生产。简而言之，我国对机动车在驱动桥的开发与研发对比世界上领先技术之间依然有很长的路要走。尽管我国的驱动桥制造行业取得了一定的成就，但大多都是基于国外技术的引进，模仿和自我完善才实现的。一些相对强大的公司拥有自己的独立研发机构，但是它们都处于发展的初期。在科学技术的飞速发展，机动车领域高科技的应用和推广，国外各种机动车技术的引进以及研发团队能力的进一步发展，国内的驱动桥设计的推动下国家和制造业将逐步发展和保持。机动车零件设计和制造技术将追上世界先进水平。

驱动桥的总体方案确定2.1设计主要内容主要的设计内容如下：（1）确定驱动桥的设计和布置。（2）进行基本参数的选择和主减速器的设计的计算；（3）进行差速器的构建和计算。（4）进行半轴的构建和计算。（5）进行驱动桥壳受到的力的分析和强度计算。2.2驱动桥结构与种类的设计和要求2.2.1驱动桥类型传动系统的位置末端是驱动桥所在的地方。降低速度以及变化转矩传递方向还有增加转矩是它的基本作用，改变以及增加从驱动轴或者到变速箱传递的扭矩，并将其适当地分配给左右驱动器。但是，驱动桥必须负担作用在路面与车架与车厢之间的各种各样的作用力。驱动桥分为两种类型：断开式和不断开式。驱动桥的结构与两边驱动轮的悬挂类型息息相关。大多数中型货车和某些轿车上的驱动轮采用非独立悬架时，将使用非断开式驱动桥，并且轴壳是刚性空心梁，桥壳支撑在左右驱动轮上。主减速器，差速器轴和车轴以及其他传动部件均内置于其中。如果驱动轮采用独立的悬架，则它配备以断开式驱动桥。通过对比市场上相同吨位的现有中型货车，该设计使用了非断开式驱动桥。其优点是结构简单且工作可靠，而且可以大大降低生产成本。2.2.2驱动桥结构的构成机动车驱动桥的结构包括主减速器、差速器、驱动车轮的传递动力装置（半轴）以及桥壳，根据图2-1可以知道。图2-1驱动桥的组成2.2.3驱动桥的设计方案(1)选择合适的主减速比，以确保汽车在此条件下性能良好并以最佳燃油经济性运行。(2)外部尺寸很小，以确保汽车有更大的离地间隙，以满足通过要求。(3)齿轮和其他齿轮零件可平稳安静地工作。(4)在各种负载和速度条件下的高传输效率。(5)具有合适的硬度以及使用强度，用来承载和负担作用在路面与机动车行驶中产生的各种各样的力，像这种情况下，应尽量减少质量，尤其是未悬挂的质量，减少因为崎岖路面的影响，并提高车辆的舒适度。(6)简单的结构，制造简单，修护和调节更加快捷方便，工艺流程更加完善。第三章主减速器开发方法3.1主减速比的运算机动车部件中的驱动桥只是传动系结构中的一小部分。通过变速箱传递或者从驱动轴传递的转矩经驱动桥的作用而进一步的增加，并且让两端分别分配到驱动轮上，以确保两个车轮在车辆行驶过程中产生差速，并且，驱动桥承担了从道路传递到车身的力和力矩的承载功能。主要零件是主减速器，差速器，传递动力机构和驱动桥壳。在设计主减速器时，最高档位车辆的质量，整体尺寸，结构，经济性和性能会受到主减速比的影响。所以，最终传动比的选择非常重要。任务书中列出参数表3-1设计车型参数名称参数单位整车尺寸8550*2550*3450Mm轴数3根额定载质量13000Kg整备质量12000Kg最高车速85Km/h最大爬坡度≥35度有些参数任务书中没有给出，本次设计参考一汽解放J6L中卡2020款质惠版仓栅式载货车，本次设计中用到的具体参数如下表3-2所示：表3-2名称参数单位车轮滚动半径0.43m后轴载荷11500Kg变速器1档传动比7.323变速器最高档传动比0.755功率不足则是因为最高车速过高所导致，所以通常在使用中采用最小值110%~125%，公式如2-1：(3-1)式中：m85km/h0.755经计算本次设计传动比6.53.2主减速器的减速方式与结构3.2.1.主减速器的齿轮类型齿轮的类型主要包括的有蜗轮蜗杆和弧齿锥齿轮与圆柱齿轮以及双曲面齿轮这是目前在机动车行业中常见的四种主减速器的类型。下根据图3-1得出。图3-1双曲面齿轮的优点是，主动齿轮和从动齿轮的轴线是竖直的，但是它们不相交，而且主动齿轮的轴线在与被动齿轮的轴线相比的特定位置处上下移动。优点是它具有更大的齿轮比并可以获得更大的离地间隙。因此，在该结构中选择螺旋锥齿轮做为它的传动齿轮。螺旋锥齿轮的优点是，中心齿轮和从动齿轮之间的两条轴线互相垂直并且相交与一个点。由于齿轮的端面的重叠，导致最少两个齿轮对彼此一起啮合，从而它们可以承担更大的负荷。另外，齿轮齿不在齿的整个长度上一起啮合，而是从齿的另一端逐渐连续且稳定地啮合，旋转到另一端，使工作稳定，噪音和振动小。3.2.2.主减速器减速的方法在设计最终驱动的减速形式时，必须考虑所有因素，例如车辆类型，工作条件以及驱动桥与地面之间的距离。最终传动比与驱动桥的位置和数量也很重要。中央单级减速器这种类型的齿轮箱不仅具有简单的结构，而且它的质量相比更低以及它的体积相比更小，因为生产过程的复杂性低，所以它的生产的制造与成本价格相对便宜。当今常见的车辆。双曲线齿轮或一对螺旋锥齿轮通常是此类型最终传动的齿轮。双级主减速器对比单级主减速器，两级齿轮的主减速器广泛应用在要求使用大的传动比的驱动桥。但是它的不足是体积比较大而且它的结构更加的复杂，重量更大和成本高昂。在重型车辆中可见。双级贯通式主减速器有时在重型车辆的驱动桥的构造中使用多桥结构。所以应该选择主传动比相对比较大的一种，在这样的条件里，需要选用一个双级贯通式主减速器。双速主减速器这种类型减速器的好处是在变化减速器的内齿轮组合来调整两个齿轮比。发动机性能，车辆行驶条件和不同的传动比会影响减速齿轮的高低档选择。当道路条件复杂或由于高阻力而使车辆满载时，通常选择大的传动比以减少换档频率。如果当机动车承载着比较轻的物品或者遇到比较好的道路时，为了增加燃油的经济性可以考虑选择小传动比。经过以上的对比我选择中央单级主减速器。单级减速器是由锥齿轮构成，所以它具有相对简单的结构，相对较低的质量，以及较低的生产制作成本。3.2.3主动锥齿轮和从动锥齿轮支承方式的选择图3-2主动锥齿轮跨置式图3-3主动锥齿轮悬臂式支承形式图3-4从动锥齿轮支撑形式在使用支承的方法上，如图3-2、图3-3、图3-4。跨置式是将轴承安装在锥齿轮的两端。该方法的好处是，它可以增加支撑刚度，并且由于负载被分担，因此它减少了使连接更容易的支撑力，在这方面要比悬臂式更好。设计相对紧凑，并且整体尺寸较小。这是因为安装在连杆轴颈上的一对轴承之间的距离很小，进一步缩短了齿轮轴的长度。该支撑方式的不足之处是需要安装轴承座；因此，该支撑方式更加困难与复杂，大型而且昂贵。我选择悬臂式支撑方案，与跨置式相比，悬臂式适用于低扭矩的末端减速器。优点是结构相对简单。3.3计算负荷3.3.1、从动锥齿轮计算转矩QUOTETce的计算最大发动机功率计算如下：（3-2）式中：25000kg9.80.0285km/h——为汽车正面投影面积，根据整车尺寸计算得8.7975即：用下式计算发动机最大转矩：（3-3）式中：α——为转矩适应性系数取1.3——为最大功率转速取2600r/min计算得：根据最低齿轮比和最大发动机扭矩，计算出以下公式(3-4)

式中：QUOTEN?m；；QUOTETemaxQUOTEkd—猛踩离合器而产生的动载系数，QUOTEkd；QUOTEi1—变速器传动比，；，；，；，；，取；所以，3.3.2、计算转矩根据驱动轮的滑动力矩，计算出以下公式(3-5)式中：；；0.8；，，，，；故，3.3.3、疲劳损坏扭矩=）（3-6）式中：；=0；，取；，初取；，取=0经计算3.4选择主减速器齿轮参数3.4.1、主动齿轮的齿数和从动齿轮的齿数选用齿数的时候，请遵守以下的几个原则：和的商需要是无理数，并确保它可以正常工作；主动轮和从动轮上的所有齿数量大于或者等于40，应该保证适合的抗弯强度条件和齿面的相应重叠。中型货车大多数情况下；确保驱动桥与地面之间有相应远的距离，在比较大时，通常。取，通过验证后符合取用原则.3.4.2.从动锥齿轮大端分度圆直径和端面模数该值应始终保持不变。如果太大，则会增加轴箱的尺寸，并影响到地面的间隙。如果它太小，则增加了拆卸和组装差速器的难度，并减小了安装空间。参阅机械构造手册。可以得到以下公式进行计算：QUOTED2=KD23Tc式中：；13.0～16；，，；故初选=370则QUOTED2=KD23Tc取=10mm，则3.4.3.主、从动锥齿轮齿面宽QUOTEb1和QUOTEb2由公式可知道，值应该小于或者等于锥节距的0.3倍，由经验公式=0.155，并且必须同时满足。因为此方案使用螺旋锥齿轮，因此通常使。如上所述=0.155，取60mm；=1.1=66mmQUOTE螺旋角随着面的宽度而变化，并逐渐朝着大端增长。3.4.4.中点螺旋角QUOTE螺旋角随着面的宽度而变化，中点螺旋角一般使用范围是35°〜45。为了尽可能使轴向力减小，这种结构需要35°3.4.5.螺旋方向从锥齿轮锥尖端看，左右旋转之间的差异在于中心线偏离一半的方向。在设计时，应牢记主齿轮与辅助齿轮的螺旋方向相反，这与轴向力有关。一般情况下，小锥齿轮适用于左旋，大锥齿轮适用于右旋。3.4.6.法向压力角轮齿的强度与正常压力之间存在着正相关的关系。可以通过增加压力角来避免咬边。这次选择使用双曲面齿轮，一般情况下的值为是20或者22.5，所以选用22.5。3.5主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算表3-3主减速器齿轮的几何尺寸计算用表名称解释计算公式数值QUOTED2=KD23（主动锥齿轮齿宽）=0.15560（从动锥齿轮齿宽）=1.166取22.5°（工作齿高）15.6（全齿高）17.33（从动齿轮节锥角）9.6921（主动齿轮节锥角）80.048(节圆直径）齿顶高（从动齿轮分度圆直径）72.3077（主动齿轮分度圆直径）410径向间隙1.733.6主减速器螺旋锥齿轮的强度计算预先设计主齿轮减速器并完成计算。为了确认强度符合要求，需要检查耐磨性并检查减速齿轮是否可靠地工作3.6.1.锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力(3-9)式中：QUOTETc=，，；，；，；，k=1.1；，大齿轮；；，；；；按计算齿轮的弯曲强度计算经过校核主动齿轮、从动齿轮符合要求。3.6.2锥齿轮轮齿齿面接触应力计算(3-10)式中：；；；b=60mm；，取232.6；，取1.0；；，查表知0.16；，；、、见式(3-9)代入计算如下：经过校核主动齿轮、从动齿轮接触强度符合要求。3.7主减速器轴承计算应该先选好轴承型号的同时，必须考虑主减速器的大小，接着从工作条件和轴承负载，检查轴承寿命是否与标准寿命一致。确定承载负荷时，必须想到待考虑到的齿轮的力，其中有轴向力与圆周力以及径向力，在此基础上准确计算出轴承的反作用力。3.7.1.锥齿轮齿面上的作用力齿面宽中点圆周力P计算如下(3-11)式中：—。因为变速器在车辆行驶时会不断变化，因此变速器的工作扭矩不是恒定的。在查看数据之后，可以通过实验确定疲劳损伤是轴承损伤的主要类型。因此，我们通常在计算公式中使用当量转矩。T1d计算如下式(3-12)式中：，，，，，，，；，，，，，，，；,，，，，，，，。针对螺旋锥齿轮(3-13)（3-14）式中：F，取；，；QUOTE；代入，3.7.2.锥齿轮的轴向力与径向力当主动齿轮向左螺旋时，它是顺时针的方向：（3-15）（3-16）从动齿轮右螺旋：（3-17）（3-18）式中：，°，°；°。3.7.3.主减速器锥齿轮轴承载荷的计算悬臂型用作小齿轮的支撑，从动小齿轮用作滑橇型。两个小齿轮轴承的径向载荷如图2-1和2-3所示。轴承A，B径向载荷计算如下（3-19）（3-20）由，，，，，计算得(1)轴承A采用型，其结构为圆锥滚子，通过查表得，它的额定动载荷图3-5圆锥滚子轴承动载荷计算表由上图参数代入计算可得：当量动载荷P=5955.7N(3-21)式中：，取1.2；，取1.0；计算，得在这种设计中，驱动轴在车轮侧没有变速箱，因此从动齿轮轴承进行扭矩计算是（平均速度为35km/h）：

主动齿轮的转速QUOTE为代替计算公称轴承寿命：如果每10Wkm维修一次车辆，则预计使用寿命为：：(3-22)QUOTELh>Lh'，经论证轴承是达标的。(2)轴承B采用型，代入计算，可知当量动载荷同理，计算得：，经论证轴承是达标的对于从动齿轮轴承根据上述方法进行校核后达到标准。3.8主减速器齿轮材料的选择和热处理锥齿轮的工作环境是非常糟糕的，损坏的主要方式是齿轮齿根弯曲和折断，齿面疲劳磨损等。齿轮材料以及热处理的要求驱动桥齿轮大致需要：（1）为了具备更高的抗弯曲疲劳性以及与表面接触疲劳性和更加优秀的齿表面的耐磨性，齿表面必须具备更高的硬度；（2）齿轮齿内部的必须具备适当的柔韧性，以适应冲击载荷以及阻止齿根在冲击载荷的情况下发生断裂现象。（3）这种钢具备锻造和切削以及热处理等优点的优越性能，对于热处理的变形较小以及它的形态变化规律更加容易掌控，不但进一步增强了产品的质量，大大的减少产品的生产制造的时间，而且还减少了成本的生产价格（4）在选用适合的齿轮材料的合金元素时，应从我国的实际情况出发选择。目前，应用在最终传动的直齿锥齿轮和使用在差速器的直齿锥齿轮是渗碳合金钢制作而成。广泛使用制造齿轮的钢是20CrMnTi。有存在新齿轮的接触不顺畅并且润滑比较粗糙的现象，锥齿轮（或大齿轮）的齿轮对暴露在外，以防止在操作的早期阶段发生粘连，卡死或磨损，并防止热处理造成的早期磨损然后进行磷化处理或厚度从0.005到0.010毫米的铜或者锡涂层的加工中。对齿表面进行的喷砂处理，可以使它的寿命提高到25％左右。为了增加它的耐磨性与使用性可以在高滑动速度运行的齿轮上同时进行硫化处理。由于硫化过程中的温度相对较小，不会导致齿轮的变形。硫化后，摩擦频率在一定程度下大大的减少。

第四章差速器的设计4.1差速器的应用及作用据有关资料统计，机动车在路面行驶过程中，很容易受到外界影响，例如：轮胎的状况，机动车行驶的速度，路面的情况，都有可能导致机动车两侧的车轮运转发生差异，这样就会有这很大的安全隐患，差速器就是减少这类因素的存在，根据机动车运动原理的结论，如果以车轮驱动轴传递动能的话，这样会导致左右轮转速相同，极易导致机动车车轮在路面上滑行，从而发生侧翻，增大机动车在行驶途中的危险系数，不符合国家机动车安全标准。为了减少这种负面情况给机动车带来的影响，在生产制造机动车时，一般都会把差速器安装在机动车的两驱动轮上，确保在行使过程中，面对在不同路况，车轮能够以不同速度运转，从而降低由于机动车本身产生的事故，用以遵循机动车运动学原理。本次设计选用对称锥齿轮式差速器为设计对象。4.2对称锥齿轮式差速器原理对称锥齿轮式差速器是典型的行星齿轮机构。我国国内机动车的制造业大多数使用的是对称锥齿轮式差速器，对称锥齿轮式差速器构造简单，成本低廉，用途广的优点，在国内的机动车制造业有着不可缺少的地位。如图4-1所示，行星齿轮轴5与差速器壳3相互连接，构成了行星架。行星架与其主减速器在动齿轮6相互连接，构成了主动件。图4-1差速器差速原理图中的A、B、C点处在相同半径，圆周速度几乎相等，其数值为。即==，所以差速器作用效果不大，此时的差速器壳3与半轴角速度两者的角速度相等。啮合点A的圆周速度，为=+，啮合点B的圆周速度为=-。于是+=（+）+(-)即+=2（4-1）每分钟的行星齿轮的转数用表示，则（4-2）由公式（4-2）可得知，对称锥齿轮式差速器的壳转速是是所有半轴齿轮的转速之和的一半，同时半轴齿轮的转速之和与行星齿轮转速的关系REF_Ref8603\n\h[9]并没有直接关联。因此，机动车在转弯的时候，即使路面状况不好，也可以借助行星齿轮的自主运行，从而达到两侧车轮以不同速度滚动REF_Ref8897\n\h[10]的目的，降低转向时的风险。当对称锥齿轮式差速器壳的转速为零，则有另一侧半轴齿轮以相同的转速反向转动REF_Ref9244\n\h[11]。4.3差速器齿轮的基本参数4.3.1.行星齿轮数n的取值由于机动车的车型负载的多种多样，国内的行星齿轮数大多都取2或者4。此次设计的是某中型货车的行星齿轮，查询资料可知n多数情况取4，即n的取值为4.3.2.行星齿轮球面半径行星齿轮球面决定着差速器的负载程度和结构大小的，同时锥齿轮节锥距也与有着关系。翻阅《汽车设计》可以得到下式：(4-3)式中：，；，，n的取值为代入计算，得行星齿轮节锥距4.3.3.行星齿轮和半轴齿轮的选取当随着需齿数增加，齿轮尺寸也会随着增大，因此必须选择适量齿轮数量[12]。因为要符合差速器的对称性原理，所以半轴齿轮与行星齿轮相关。同时为了保障安装的精度，所以在设计差速器时，行星齿轮要均匀把齿轮的半轴包围，应满足以下条件，即(4-4)式中：；、；n——行星齿轮数量。因此，，满足上述所需要求。4.3.4.齿轮模数与齿轮节圆直径的计算半轴齿轮与行星齿轮节锥角QUOTE，QUOTE计算：(4-5)齿轮模数m计算如下：(4-6)查阅相关资料，校核强度m应取9mm4.3.5.压力角的压力角是国内机动车的差速器齿轮通常选用的压力角度，齿高系数在通常情况下为0.8，在小行星齿轮的齿顶不变尖的情况下，行星齿轮与半轴齿轮应趋于等强度REF_Ref9916\n\h[13]。4.3.6.安装行星齿轮为了保障安装的准确性，需要齿轮轴外尺寸和与安装孔值相同。齿轮轴支承长度为L，由相关公式可得：(4-7)(4-8)(4-9)式中：；——行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，mm，，为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而，；，取69MPa由计算可得知，（mm）4.4直齿锥齿轮的几何计算表4-1直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表4.5齿轮强度的计算机动车在行驶过程中，两侧的车轮在转弯易出现打滑情况，这是的啮合齿轮做功较小，这种情况称之为弯曲破坏。轮齿弯曲强度计算如下式：(4-10)式中：；

；；；；QUOTEKv；弯曲强度代入，计算后可得：=892.130MPa<[]980Mpa，符合强度要求。疲劳强度代入，计算后可得：=201.083MPa<[]210.9Mpa，符合强度要求。第五章驱动半轴设计5.1驱动半轴机动车驱动半轴我们平常也称之为驱动桥的传动机构，它作为一根实心的轴被放置在差速器与车轮之间以用来传递扭矩，它与半轴齿轮互相连接的方式是依靠其内端的花键，它的外端直接连接到车轮。差速器通过传动机构将动能传输到车轮，从而达到运行的目的。国内市场上通常的驱动桥的半轴，一般可根据外端承载承载形式不同分3种驱动半轴（全浮式，3/4浮式，半浮式）。国内市场上半轴结构应用最广泛的是全浮式半轴。通过轴承连接的车轮重量减轻，因此即使面对地面的冲击，车桥也完全可以承受，而在理论上，半轴承受的仅仅是扭矩而已。需要维修时，拆装也很方便，只需要拧下半轴凸缘上的螺母，就可以将半轴从半轴套管中抽出。正因这类方便的优点，这种浮动半轴用于大型中型机动车机。而本次设计半轴选用符合中型机动车的全浮式半轴最为理想。5.2全浮结构半轴载荷计算根据以上所述，可得出相关结论。全浮结构半轴仅仅承受转矩，即它的载荷计算可为：，式中，，可根据最大附着力计算。根据最大附着力的计算(5-1)式中：。根据以上计算可得知，；根据发动机最大转矩计算(5-2)式中：。；；；；；由计算可知5.3全浮式半轴结构设计5.3.1.半轴杆部直径可以根据下公式初步进行选取：(5-3)式中：。因半轴材料取40Cr，为784MPa左右，考虑安全系数在1.3～1.6之间，可取=490~588MPa。，计算可得，因要考虑中型货车在实际使用中可能出现超过限载情况，为了满足国家机动车制造条件以及满足强度条件，取整50mm。5.4全浮式半轴的强度计算5.4.1半轴扭转切应力(5-4)式中：；；。经过计算得出，符合标准强度要求。5.4.2.半轴扭转角（5-5）式中：；；；，；经过计算可以得出：，扭转角宜选为6°~15°，满足所需的条件。5.5半轴的材料与热处理为了满足半轴各个阶段需要的足够强度，在设计时，花键底径应该超过杆部直径，所以花键齿数也会随着底径增大而增多，若实际情况中负载情况也会不同，花键齿数从少到多的取值范围为十至十八齿，轿车半轴的花键齿数通常取十齿，而大型或中型货车的花键齿数则取十八齿。半轴结构中的过渡部分应采用圆角处理，并同时增大尺寸，降低应力的集中。当生产时使用的生产设备尺寸不够大时，可以在研发结构上采取少量花键连接的途径。半轴的强度与半轴的刚度是很重要的，在研发时选择渐进线的花键可以使之提升。查阅资料，本次设计半轴的生产材料取用40，选择中、高频感应淬火技术对制造材料进行热处理，这样能强化半轴的疲劳强度还有静强度。在这时的半轴表面压应力很高，此时我们对其喷丸处理，滚压过渡圆角处理等等，这样能够使半轴的强度得到提升，且能有效地提高疲劳强度，经过上述热处理方式后，半轴表面硬化层深度大约是占其厚度的三分之一，这时的半轴可以满足所需求的要求。5.6半轴花键的强度计算花键是半轴受到径向变形的部分，这里也是半轴的危险部分。因此，除了计算最大扭矩对其的影响外，还应检查花键的切应力和挤压应力的影响。半轴花键的剪切应力(5-6)挤压应力(5-7)式中：；；；；；；，；；把以上数据代入后计算可得，半轴花键的许用切应力为，许用挤压应力为经校核，，，因此，花键满足强度要求。第六章驱动桥壳设计6.1驱动桥壳概述驱动桥中主减速器，差速器还有半轴的安装支架就是驱动桥壳。对于整个车辆，它既是承载件又是传力件。6.2驱动桥壳结构分析驱动桥的桥壳结构主要有三种类型，即组合型，整体型和可分离型。减速器主箱和桥壳是两个主体，整体型的桥壳的优点是相对较高的刚度和良好的轴承稳定性。而且由于其简单的结构，这种类型的桥壳的最终传动调整，拆卸和组装非常方便。关于制造工艺，铸造型，钢冲压和焊接型以及扩展型是整体型桥壳的三种类别。其中铸造型的刚性和强度最高，但是所需的加工表面非常复杂且困难。它具有较厚的厚度和较重的质量，通常用于大型货车以提高安全性能。钢冲压型在铸造型的相对轻的重量下可以获得良好的刚性和强度，并且还可以满足批量制造。经过比较，在本设计中使用钢板冲压焊接式桥壳。6.3桥壳的静弯曲应力计算空心梁其实就是桥壳的结构形状，该空心梁在两个端点处直接连接到轮毂。轴壳将车辆的弹簧负载加载到板簧座上。根据两个轮胎的中心线计算，作用在桥壳上的力为：，，如图6-1所示。图6-1静弯曲应力计算的示意图如果桥壳是根据静载荷计算的，则两个钢板的弹簧座之间的弯矩，因远小于/2，则完全可以忽略不计：（6-1）式中：；；；由图5-1可知，弯矩最高值发生的地点是钢板弹簧座周围，： （6-2）式中：；；；：=55.48Mpa6.4不同路况桥壳的强度计算在驾驶车辆时难免会遇到不平整的路面。在这种路面上，除了静态载荷外，施加在桥壳上的应力还会产生额外的冲击载荷和动态载荷。此时，桥壳的弯曲应力计算如下： （6-3）式中：；；经计算6.5计算最高牵引力时的桥壳强度最高牵引力下行驶也是机动车常见的行驶状况，此时行驶的侧向力完全可以忽略，受力分析如图6-2所示：图6-2受力分析简图车轮承受垂直反作用力和切向反作用力。在这种情况时，下式可以计算最大切向反作用力：（6-4）式中：820；；；；；经计算：桥壳板簧座之间的垂直弯矩计算如下：（6-5）式中：；桥壳也经常承受水平方向之间的弯矩，这是驱动车轮的最大切向发作用力造成的，如果是通过普通锥齿轮差速器作为驱动桥，则驱动轴外壳在两个弹簧之间的水平弯矩为：（6-6）驱动桥将传递扭矩，这将导致桥壳受到反作用扭矩的影响。此时，从板簧板簧座中间的轴向轴承座接收的扭矩计算如下：（6-7）式中：——见式（5-4）说明。如果遇到圆管型危险截面，则产生的弯矩计算如下：（6-8）危险截面处的合成应力为：（6-9）式中：。6.6紧急制动情况下桥壳的强度计算驾驶机动车时，紧急制动也是难免的情况，该侧向力可以完全不进行计算，其受力图如图6-3所示：图6-3紧急制动情况下桥壳的受力分析简图此种情况下驱动轮受到垂直反向力和切向反向力的作用。最大切向反向力的计算如下：。在紧急制动情况下，两个弹簧片座之间的桥壳的垂直弯矩或水平弯矩为（6-10）（6-11）式中：——见式（5-1）说明；；；位于两个板簧之间的桥壳的外部也将承受制动力产生的扭矩（6-12）紧急制动过程中靠近两个板簧座的危险区域的车桥壳体的复合应力：（6-13）式中：—所需要的弯曲应力，应小于500Mpa扭转应力（6-14）式中：为需用扭转切应力应小于400Mpa因此，这次设计的驱动桥壳可以在这种情况下达到所需的强度。

结论本篇文章所设计的某中型货车整体式驱动桥是基于传统驱动桥的设计方法，并参考查阅了相关车型进行的。在设计过程中，参考资料的设计思想并使用《汽车设计》中相关公式完成了计算。借助电脑等工具，使用了AutoCAD进行装配图和零件图的绘制。所以在这里把设计全程总结如下：驱动桥的设计包括主要部件，例如主减速器，差速器，驱动桥的传动机构和驱动的桥壳体。为了满足某中型货车在日常使用中需的条件和用途，主要设计遵循的原则是：结构相对简单可靠，尺寸中等，驾驶安全可靠，价格相对较低，可批量生产等。因此，我在这里选择了单级中央主减速齿轮，对称的锥齿轮行星齿轮差速器，全浮式驱动半桥还有整体式的桥壳。该驱动桥设计的主要参数都是根据《汽车设计》的要求进行计算的，并且已经进行了测试计算以满足所需的强度等实