汽车驱动系统主要部件(驱动桥壳和半轴)设计及其振动分析DG38-第2页
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汽车驱动系统主要部件(驱动桥壳和半轴)设计及其振动分析DG38-2
2桥壳设计；2.1桥壳的设计要求；驱动桥壳的设计应满足如下要求：；(1)应具有足够的强度和刚度，从而保证主减速器齿；(2)在保证驱动桥壳的强度和刚度的前提下，尽量减；(3)保证车桥壳与地面有足够的间隙；(4)选用的结构工艺性好，造价成本低；(5)对传动系部件起到保护作用并能防止泥水侵入；(6)自身的拆装、调整、维修要方便进行；2.2桥壳的结构型式选择；驱动桥
2 桥壳设计2.1 桥壳的设计要求驱动桥壳的设计应满足如下要求：(1)应具有足够的强度和刚度，从而保证主减速器齿轮啮合正常的情况使半轴不产生附加弯曲应力。(2)在保证驱动桥壳的强度和刚度的前提下，尽量减少其质量从而提高行驶平顺性。(3)保证车桥壳与地面有足够的间隙。(4)选用的结构工艺性好，造价成本低。(5)对传动系部件起到保护作用并能防止泥水侵入。(6)自身的拆装、调整、维修要方便进行。2.2 桥壳的结构型式选择驱动桥壳大致可分为三种形式，即可分式、整体式和组合式。本驱动桥采用整体式桥壳，其特点为整个桥壳是一根空心梁，它的桥壳和主减速器壳分为两体。它的优点为强度和刚度较大，主减速器的拆装，调整方便等。按制造工艺的不同，可以把整体式桥壳可分三种，分别为铸造式，钢板冲压焊接式和扩张成形式。到目前为止，国内生产的微型车驱动桥壳一直是采用钢板冲压焊接式驱动桥壳。它具有如下优点：（1）冲焊桥壳自身质量轻，材料的利用率高。根据国外的实验数据来看，冲焊桥壳比铸钢桥壳的自身质量减小37%左右，它的单轴负荷也大大增加，达169～125%。（2）质量高，尤其是它的疲劳强度。电子束焊接的钢板冲压桥壳的疲劳值达150～200万次；采用CO2 气体保护焊焊接钢板冲压桥壳的疲劳值也可达100万次左右，它们都超过JB3804－84规定桥壳疲劳值不低于80万次的要求，所以使用更为安全可靠。（3）成本低，生产率高，能够实现大批量机械化生产。根据国外的生产情况资料来看，批量生产达到16000根以上，成本可降低30～50％。冲焊桥壳工艺性好，便于实现自动化生产，机械化，也利于多品种专业化生产。因此，在国外大中小型车桥的生产中基本上都采用冲焊桥壳，铸造桥壳极少。在汽车行驶过程中，桥壳往往会承受繁重的负荷，所以设计时必须考虑在动载荷下桥壳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做到减小桥壳的质量。桥壳的结构应该简单、制造起来方便从而在生产时利于降低成本。它的结构还必须满足主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。我们在选择桥壳的结构型式时，还应该要考虑汽车的类型、制造条件、材料供应、使用要求等。桥壳是为驱动各种零部件提供定位连接和支承包容的基础件。桥壳焊接总成的成本，约占驱动桥总成的1/5～1/6。因此桥壳的合理设计和经济制造，对确保驱动桥性能和降低生产成本，具有十分重要的意义。2.3 桥壳的设计参数选择2.3.1 桥壳结构方案选择：桥壳大体可分为三种形式：可分式、整体式、组合式。1、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，两半轴壳通过螺栓连接为一全。可分式轴壳制造工式简单，主减速器轴承的支承刚性好。但拆装、调整、维修很不方便，轴壳的强度和刚度受到结构的限制，现已很少采用，应用的也多在中小型汽车上。2、整体式桥壳整体式桥壳的强度和刚度都比较大，桥壳制成整体结构后，主减速器和差减速器装配成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。按照制造工艺方法，整体式桥壳双可分为铸造式、冲压焊接式和扩张成形式三种。1）铸造式桥壳铸造整体式桥壳，中间是可锻铸铁铸件，为增加轴壳的强度及刚度，在轴的两端压入用无缝钢管制成的半轴套管，这种结构的轴壳强度和刚度较大，钢板弹簧座与轴壳壳体铸成一体，轴壳可根据强度要求铸成适当的形状。壳的前端平面及孔可装主减速器，后端平面及孔可装上后盖，找开后盖可作检视孔用，它与冲压轴壳相比，主要缸点是重量大、加工面多、制造工艺复杂。亦有采用中央部分用铸件、两端压入钢管组成三节整体式轴壳，它与前面那种相比，重量有所减轻、工艺较简单，而中间轴壳与钢管连接处，同于受力情况复杂，往往在此形成弱点。许多重型货车采用铸钢的铸造整体式轴壳，常作为检视孔的后端部多用冲压的钢板焊接成封闭结构，以增加轴壳的强度及刚度。2）冲压焊接式桥壳用钢板冲压焊接成形的整体式轴壳具有重量轻、工艺简单、材料利用率高制造成本低等优点，并适合于大量生产，因此在中小货车上广泛采用，目前同于冲压设备有了发展，这种轴壳的优点更显突出，因此许多重型货车的轴壳也采用了这种结构。3）扩张成形式桥壳扩张成形式桥壳是用一根无缝钢管扩张成形的桥壳。这种桥壳结构无论强度还是刚度都比较大，材料节省重量也轻，唯需要专用扩张轧制设备。也可用两根无缝钢管的一端扩张成形后焊接的整体式桥壳，它是作为重型货车的驱动桥壳，焊缝高在中部垂直面上，其焊缝质量、焊缝始端终端的焊透深度以及焊缝的接合位置对驱动壳的寿命起着决定性影响，把弹簧座合制动凸缘的焊缝移至中性面上，从试验结果得到，扩张成形式桥壳是可以使驱动桥得使用寿命提高两三倍。3、组合式桥壳组合式桥壳是主减速器壳与部分桥壳铸成一体。，而后用无缝钢管压入壳体两端，两者之间用塞焊方法焊接在一起。它具有比较好的从动齿轮壳承的支承刚度，主减速器的装配调整也较分开式桥壳方便。然而这种桥壳要求有较高的加式精度，它的维修、装配、调整与整体式桥壳相比仍较复杂。桥壳刚度与整体式相比也差，常见用于轿车、轻载货车的驱动桥壳。本设计中采用钢板冲压铸造式桥壳。原因是钢板冲压铸造式桥壳结构简单，拆装方便，工艺简单，成本低。2.3.2 桥壳材料选择：桥壳的弯曲应力不超过300N/mm^2。中碳合金钢半轴套管和轮轴上午弯曲应力不应超过500N/mm^2，剪切应力不应超过250N/mm^2对于钢板冲压焊接整体式桥壳，多采用16Mn，0.9SiBV、35或40号中碳钢板(化学成分控制为0.37%～0.42%的碳和不大于0.03%的硫)。半轴套管多采用40MnB， 40Cr等中碳合金钢或45号中碳钢的无缝钢管或锻件，上下半体和桥壳凸缘采用20钢板半轴套管采用无缝钢管。2.3.3 桥壳参数选择确定：桥壳的上下半体和桥壳凸缘我们采用20号钢板，20号强度比15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。它的抗拉强度 σb (MPa)：≥410(42)，屈服强度 σs (MPa)：≥245(25)，伸长率 δ5 (%)：≥25，断面收缩率 ψ (%)：≥55，硬度 ：未热处理,≤156HB，因为车桥壳上下半体不需要支撑车架及总成质量，所以只要对起到封闭效果就行，所以根据《机械设计手册》上我们可以确定上下半体采用厚3mm的20钢板，桥壳凸缘采用厚7mm钢板。车桥壳中间直径由斜齿轮尺寸确定，微型小车车桥内斜齿轮在尺寸在100mm~120mm,四周留间隙，所以车桥壳中间直径需要大于140mm,为了能达到车的紧凑性我们选车桥壳直径为145mm。一般半轴选用40Cr做材料，为了能达到使用要求，其半径在33mm~38mm，安全系数为1.5，所以半轴半径应该在49.5mm~57mm，所以车桥壳内控应该大于50mm根据《机械设计手册》我们选车桥壳半轴套管管径为52.5mm。2.4 桥壳的三维参数化设计在Pro/E三维环境下，运用草绘、拉伸、旋转、镜像、合并、阵列等功能建立了桥壳的三维参数化模型，如图2-1所示。 图2-1
微型车桥结构示意图该桥壳的结构组成主要包括中间琵琶包、两侧轴管、两端轴头和一些焊接件（如后盖、加强环、减振器支架、板簧座、油管支架和缓冲垫）等组成，占整个桥壳长度一半以上的是轴管，桥壳形成最复杂部分是琵琶包。除去焊上的后盖和加强环外，桥壳本体（即焊前桥壳）中间的上下两部分的材料配置，相当于将轴管部分沿轴向一分为二。上下半体，桥壳凸缘，半轴套管，后盖，板簧支座的轴头，内衬套等零件焊接而成，属冲压焊接式桥壳，是分开式结构，上下半体采用厚3mm的20钢板，桥壳凸缘采用厚7mm钢板制成，半轴套管采用无缝钢管。其主要制造工艺：首先要组焊上下半体，机加工（车两端，车中间直径145mm孔），其将桥壳凸缘及后盖焊接。然后将半轴套管扩孔接着车端面，倒角后加内衬套与上述组件焊合。2.4 桥壳强度计算驱动桥的桥壳是汽车上的主要承载构件之一，它的形状结构复杂，加上汽车的行外界及自身条件又多变，因此想要计算车在行驶时车桥壳上各处的应力相对困难。在一般情况下我们在设计车桥壳时常使用一般方法，这时将桥壳看成是一简单的支梁同时校核某些特定断面的最大应力值。例如日本有的公司对驱动桥壳的设计要求是在2.5倍满载时轴负荷的作用下，各断面（桥壳与半轴套管焊接处、弹簧座处、轮毂内轴承根部圆角处）的应力不能超过屈服极限(也称为流动极限，即材料受到外力达到一定的限度时，即使不增加负荷它仍然发生明显的塑性形变，这种现象被称为屈服极限)。我国通常推荐：在计算时，我们只需把车桥壳复杂的受力状况简化成三种简单的载况，只要在这三种载荷计算工况下桥壳的强度的到保证的情况下，我们就认为使用该桥壳的汽车在各种条件下的行驶情况都是可靠安全的。在上述三种载荷工况下桥壳的受力分析前，需要对汽车在满载时停在静止路面时车桥壳的受力情况进行分析。2.4.1 桥壳的静弯曲应力计算对桥壳静弯曲应力的受力分析时。可以把桥壳看成一空心横梁，两端通过轮毂轴承支承在车轮上，桥壳在钢板弹簧座处承受簧上载荷，沿两侧轮胎中心线，地面给轮胎以反力G2/2（双胎的时候则是沿着双胎的中线），桥壳则承受该力与车轮重力gw的差值，G2?gw即（2 ）。所以当桥壳按静载荷计算的时候，在其两钢板弹簧之间的弯矩为：
M=B?sG2?gw ）
（2-1） 22式中
G2―汽车满载时在水平路面上驱动桥给地面的载荷，7650N；gw―车轮（包括轮毂,制动器等）的重力，N；B ―驱动车轮轮距，1.2m；s―驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离，0.8m。 对弯矩的分析可得知，钢板弹簧座附近往往是车桥的危险断面。由于gw远远地小于G2/2 ，且在设计的时候不宜准确预计，当无数据时可以忽略去。因此由式（2-1）
M=.8?=765（N?m）
（2-2） 22包含各类专业文献、行业资料、幼儿教育、小学教育、中学教育、外语学习资料、文学作品欣赏、汽车驱动系统主要部件(驱动桥壳和半轴)设计及其振动分析DG38等内容。　
　19 参考文献 致谢 东北林业大学毕业设计 微型汽车后驱动桥半轴和桥壳设计 1 绪论驱动桥壳是汽车的主要部件之一,它既是传动系的主要组件,又是行驶系的主要组 件... 　汽车驱动桥壳现代设计摘要 在汽车设计教材和企业实际设计过程中, 汽车驱动桥壳的设计仍然采用传统的设计方法, 随着 国内计算机应用水平大幅度的提高, 将CAD/ CAE ... 　本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的 设计。本文首先确定主要部件...半轴齿轮,全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及对 支承轴承进行了寿命... 　JIU JIANG UNIVERSITY 毕业论文题目 汽车驱动桥壳 UG 建模及 有限元分析 英文题目 Modeling by UG and Finite Element Analyzing of Automobile Drive Axle Housing ... 　产品的重要基 础,汽车驱动桥时传动系统的重要部件。...桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构形 式与设计计算...差速器和半轴等所有 传动件都装在其中,此时驱动桥,... 　基于ANSYS的汽车驱动桥壳的有限元分析_机械/仪表_工程...和系统动态分析等集成一体,最大限度地满足工程 设计...作用主要有:支撑并保护主减速 器、差速器和半轴等,... 　半轴齿轮,全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及 对支承轴承进行了寿命...驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍 汽车驱动桥位于传动系的... 　操纵系统的布置? 车箱的布置 1-5:总布置设计的...性的检查;由 于汽车是运动着的,这将造成零、部件...5-4:对驱动桥壳进行强度计算时,图示其受力状况并... 　这就使得设计人员在进行汽车部件的设计检验时要利用...驱动桥壳的功用是支承并保护主减速器、差速器和半轴...(Modal Analysis)亦即自由振动分析,是研究结构动力...请问汽车悬挂系统的半轴和摆臂的区别_百度知道
请问汽车悬挂系统的半轴和摆臂的区别
怎么有些车有上下摆臂，老分不清半轴和摆臂，定损时候我是一个新手查勘员
提问者采纳
多连杆的独立悬挂摆臂就至少2个以上，多研究一下不同的车型吧这和汽车的悬挂结构有关系，不同的悬挂结构导致摆臂的数量也不一样。这个要具体情况具体分析。不过半轴每个驱动轮上只有一个
提问者评价
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