hg7161汽車設計——驅動橋設計-資料下載頁

　　

【正文】 使半軸的靜強度和疲勞強度大為提高，尤其是疲勞強度提高得十分顯著。由于這些先進工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳(40號、45號)鋼的半軸也日益增多。 驅動橋殼的主要功用是支承汽車質量，并承受由車輪傳來的路面反力和反力矩，并經懸架傳給車架（或車身）；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。驅動軸殼是傳力件又是載件，因此驅動橋殼應滿足如下設計要求：1） 具有足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產生附加彎曲應力。3） 保證足夠的強度和剛度的前提下，盡量減小質量以提高汽車行使平順性。4） 保證足夠的離地間隙。5） 結構工藝性好，成本低。6） 保護裝于其上的傳動系部件和防止泥水浸入。7） 拆裝、調整、維修方便。驅動軸殼的形式及選擇 驅動橋殼結構方案選擇橋殼大體可分為三種形式：可分式、整體式、組合式。１、 可分式橋殼可分式橋殼由兩部分組成，每部分均有一個鑄件殼體和一個壓入其內部的軸管。軸管與殼體用鉚釘連接，兩半軸殼通過螺栓連接為一全。可分式軸殼制造工式簡單，主減速器軸承的支承剛性好。但拆裝、調整、維修很不方便，軸殼的強度和剛度受到結構的限制，現已很少采用，應用的也多在中小型汽車上。２、 整體式橋殼整體式橋殼的強度和剛度都比較大，橋殼制成整體結構后，主減速器和差減速器裝配成總成再用螺栓安裝到橋殼上，這種結構對主減速器的拆裝、調整都比較方便。按照制造工藝方法，整體式橋殼雙可分為鑄造式、沖壓焊接式和擴張成形式三種。1） 鑄造式橋殼鑄造整體式橋殼，中間是可鍛鑄鐵鑄件，為增加軸殼的強度及剛度，在軸的兩端壓入用無縫鋼管制成的半軸套管，這種結構的軸殼強度和剛度較大，鋼板彈簧座與軸殼殼體鑄成一體，軸殼可根據強度要求鑄成適當的形狀。殼的前端平面及孔可裝主減速器，后端平面及孔可裝上后蓋，找開后蓋可作檢視孔用，它與沖壓軸殼相比，主要缸點是重量大、加工面多、制造工藝復雜。亦有采用中央部分用鑄件、兩端壓入鋼管組成三節整體式軸殼，它與前面那種相比，重量有所減輕、工藝較簡單，而中間軸殼與鋼管連接處，同于受力情況復雜，往往在此形成弱點。許多重型貨車采用鑄鋼的鑄造整體式軸殼，常作為檢視孔的后端部多用沖壓的鋼板焊接成封閉結構，以增加軸殼的強度及剛度。2） 沖壓焊接式橋殼用鋼板沖壓焊接成形的整體式軸殼具有重量輕、工藝簡單、材料利用率高制造成本低等優點，并適合于大量生產，因此在中小貨車上廣泛采用，目前同于沖壓設備有了發展，這種軸殼的優點更顯突出，因此許多重型貨車的軸殼也采用了這種結構。3） 擴張成形式橋殼擴張成形式橋殼是用一根無縫鋼管擴張成形的橋殼。這種橋殼結構無論強度還是剛度都比較大，材料節省重量也輕，唯需要專用擴張軋制設備。也可用兩根無縫鋼管的一端擴張成形后焊接的整體式橋殼，它是作為重型貨車的驅動橋殼，焊縫高在中部垂直面上，其焊縫質量、焊縫始端終端的焊透深度以及焊縫的接合位置對驅動殼的壽命起著決定性影響，把彈簧座合制動凸緣的焊縫移至中性面上，從試驗結果得到，擴張成形式橋殼是可以使驅動橋得使用壽命提高兩三倍。3. 組合式橋殼組合式橋殼是主減速器殼與部分橋殼鑄成一體。，而后用無縫鋼管壓 入殼體兩端，兩者之間用塞焊方法焊接在一起。它具有比較好的從動齒輪殼承的支承剛度，主減速器的裝配調整也較分開式橋殼方便。然而這種橋殼要求有較高的加式精度，它的維修、裝配、調整與整體式橋殼相比仍較復雜。橋殼剛度與整體式相比也差，常見用于轎車、輕載貨車的驅動橋殼。本車設計時綜合考慮各種因素及經濟性，選擇了整體式的擴張成形式橋殼，其設計圖如下所示，它由軸管法蘭盤，定位圈，鋼板彈簧座，后橋軸管，通氣孔，底部通氣孔，底蓋，橋殼中段，加強環，內襯環，注油孔，放油孔12部分焊接組成，橋殼中段和軸管都是經過熱擴張成形的. 驅動橋殼強度計算橋殼好似一個橫梁，它的支點位于輪胎中心，載荷作用于鋼板彈簧座上，一般貨車均用雙胎以提高整體承載能力，雙胎的軸支點間距離按兩胎之間距離進行計算。驅動橋殼的最大應力通常發生在鋼板彈簧座附近。使橋殼產生彎矩的力有：同于承載重量產生的垂直載荷G2，牽引力F及其反作用力矩M。還有汽車轉變時在輪胎上產生的側向力Y2外力作用在驅動橋殼上的情況相當于復雜，為使計算簡化起見，僅從不側滑情況下作直線行駛時進行計算，而在安全系數方面作適當考慮。按垂直載荷計算時，驅動橋殼鋼板彈簧座之間的彎矩：由牽引力產生的水平面內彎矩為：其合成彎矩為：根據全成彎矩計算出鋼板彈簧座處彎曲應力。同時橋殼還承受同牽引 力引起的反作用扭矩，由此計算出鋼板彈簧處的轉應力為2緊急制動時制動力在水平面內產生的彎矩與垂直重量產生的彎矩形成合成彎矩：橋殼還受最大制動力引起的反作用扭矩：由彎矩和扭矩計算出橋殼鋼板彈簧座處于最大制動力時的彎曲應力和扭轉應力，由式算出合成應力。3通過不平路面時汽車通過不平路面時，橋殼受到最在垂直動載荷，危險斷面在鋼板彈簧座附近。其彎矩為4最大側向力時汽車轉彎時處于側翻臨界狀態而對側翻方向相反的車輪上垂直反力和橫各力等于零時，外輪上橫向力最而沒有縱各力作用，此時計算危險斷面在輪殼內軸承附近。在橋殼的兩端設有輪軸，輪軸上安裝著從個輪轂軸承。它是兩個錐滾子軸承。貨車上輪轂內外軸承的中心距離大約等于輪胎滾動的四分之一。此項中心距離愈大則由于側力所引起的軸承徑向力愈小。垂直載荷作用線一般在內外軸承之間，并靠近內軸承。輪軸上受力情況最嚴重是橫向力最大時，所以計算輪軸應力時，除垂直載荷外，沿須考慮橫向力。 設計橋殼時，應充分考慮汽車的使用條件、汽車的類型并合理地選擇材料及其安全系數。根據現有汽車軸橋的安全系數n=4~10.上面所講的橋殼的計算方法是非常近似的，它還不能完全反映橋殼上應力的真實情況。它橋作殼殼零件的驗算與車型的比較。在實際使用中橋殼的損壞經常在鉚釘、連接螺栓和橋殼上應力集中的地方。現已采用由限元法對橋殼進行計算，可使設計獲得滿意的結果。 材料的選擇可鍛鑄鐵橋殼的彎曲應力不超過３００N/mm^2。中碳合金鋼半軸套管和輪軸上午彎曲應力不應超過５００N/mm^2，剪切應力不應超過250N/mm^2。結合本車的實際情況，考慮到我們采用的是整體擴展成形焊接式車橋，所以選材時要考慮材料的延展性和焊接性。我們選擇QT40015。設計總結為期一個月的畢業設計生活結束了,回頭看看自己這段緊張的生活,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。本次設計的課題是：HG 7161小型乘用車驅動橋的設計，這對我來說完全是一個新的課題，免不了有時感到很茫然。通過網上查資料，通過指導老師李老師的講解，加上自己看書，終于把設計的思路搞清楚了。對于具體的細節問題，涉及到一些經驗方面的問題，自己不知道的，通過和同學討論和請教老師，最后也得到了很好的解決。通過這次課程設計，使我將三年半來學到的知識進行了一次大總結，一次大檢查，特別是機械設計、工程制圖、機械原理等基礎知識，進行了一次徹底的復習。以前只是應付考試，現在要自己設計一個產品出來，才感覺到自己學的知識是遠遠不夠的。有句話叫做：活到老，學到老。說的是一點沒錯啊！處處有我的恩師，處處有我要學習的知識！通過這次課程設計，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，一點自己查資料的意識都沒有。現在不同了，通過指導老師的引導，通過自己的實踐，現在可以獨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，這次課程設計使我養成了一絲不茍的工作方法。以前做作業時總是敷衍了事，一點耐心都沒有，坐在凳子上也不會安下心來，總是用一種浮躁的態度來對待自己的事情。現在不同了，通過做課程設計，我可以三、四個小時坐在凳子上不起身，心理很平靜，一點急噪的情緒都沒有，連吃飯都顧不上，而是叫個外賣解決。這可能是做課程設計給我留下的東西，這將對我以后在社會上工作大有裨益。總之，這次的設計讓我收獲頗豐！致謝參考文獻 [1][M].:清華大學出版社,[2](上).:人民交通出版社, [3](下).:人民交通出版社, [4][M].:機械工業出版社, [5]:機械工業出版社, [6]小林明(日).:機械工業出版社,1986 [7]:機械工業出版社,1989 [8][M].北京:機械工業出版社,1996 [9] :機械工業出版社,2004 [10](第4卷).北京:機械工業出版社,1991 [11]濮良貴，:高等教育出版社,2001. [12]濮良貴，:高等教育出版社,1996 [13] :機械工業出版社,2004 [14]:人民教育出版社,1982 [15]:機械工業出版 社,1981 [16]簡曉春，[M].北京:人民交通出版 社,2004 37