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图3.4 弯曲计算用综合系数J
以Tje计算得：?w=847.02 MPa<[?w]980 MPa
以Tjm计算得：?w=198.93MPa<[?w]210.9Mpa 综上所述，差速器齿轮强度满足要求。
3.5 本章小结
本章首先说明了差速器作用及工作原理，对对称式圆锥行星齿轮差速器的基本参数进行了必要的设计计算，对差速器齿轮的几何尺寸及强度进行了必要的计算，最终确定了所设计差速器的各个参数，取得机械设计、机械制造的标准值并满足了强度计算和校核。
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第4章 半轴设计
驱动车轮的传动装置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。在断开式驱动桥和转向驱动桥中．驱动车轮的传动装置包括半轴和万向接传动装置且多采用等速万向节。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铀齿轮和轮毂连接起来。在装有轮边减速器的驱动桥上，半轴将半轴齿轮与轮边减速器的主动齿轮连接起来。
4.1 半轴形式的确定
3/4浮式半轴，因其侧向力引起弯矩使轴承有歪斜的趋势，这将急剧降低轴承的寿命，故未得到推广。全浮式半轴广泛应用于轻型以上的各类汽车上。本次设计选择全浮式半轴。
4.2 半轴的设计与计算
半轴的主要尺寸是它的直径，设计计算时首先应合理地确定其计算载荷。 半轴计算应考虑到以下三种可能的载荷工况：
（1）纵向力X2（驱动力或制动力）最大时（X2=Z2?），附着系数φ取0.8，没有侧向力作用；
（2）侧向力Y2最大时，其最大值发生于侧滑时，为Z2φ1，侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数φ1在计算中取1.0，没有纵向力作用；
（3）垂向力最大时，这发生在汽车以可能的高速通过不平路面时，其值为（Z2-gw）kd，kd是动载荷系数，这时没有纵向力和侧向力的作用。 4.2.1 半轴的设计
（1）杆部直径的选择
设计时，半浮式半轴杆部直径的初步选择可按下式进行：
3 d?3T?103?(2.05~2.18)T取d=36 （4.1）
0.196[?]式中：d——半轴杆部直径mm；
T——半轴的计算转矩，14965.2N?m；
[?]——半轴转矩许用应力，MPa。因半轴材料取40MnB，[?]为926.1MPa左右，
考虑安全系数在1.3～1.6之间，可取[?]=692MPa；
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（2）半轴的扭转应力可由下式计算：
??T?16?103=542.1N?mm?[?]692MPa （4.2）
d3式中：?——半轴扭转应力，MPa； T——半轴的计算转矩14965.2N?m； d——半轴杆部直径36mm。 （3）半轴花键的剪切应力为：
T?103?126.2816?[?s]?500MPa （4.3） ?s?
DB?dA()zLPb?4 半轴花键的挤压应力为：
T?103?158.61?[?c]?512MPa （4.4） ?c?
DB?dADB?dA()()zLP?42式中：T——半轴承受的最大转矩14965.2N?m； DB——半轴花键外径，57mm； dA——相配的花键孔内径，49.5mm； z——花键齿数18；
Lp——花键的工作长度70mm;
1 b——花键齿宽，mm，??m=4.71mm;
2?——载荷分布的不均匀系数，可取为0.75。
注：花键的选择（30?渐开线）
初选分度圆直径D=54mm，则模数m= （4）半轴的最大扭转角为 ??Tl180??103?8.63? （4.5） GJ?D?3，取标准模数m=3 z式中：T——半轴承受的最大转矩，14965.2N?m； l——半轴长度1100mm；
G——材料的剪切弹性模量8.4×104N/mm2；
J——半轴横截面的极惯性矩，J??32d4=717452.3mm4。
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4.2.2 全浮式半轴的设计计算
1、全浮式半轴在上述第一种工况下 纵向力应按最大附着力计算，即 X2L?X2Rm'G2??=49884.74N （4.6）
2式中：G2——满载静止汽车的驱动桥对水平地面的载荷，取95932.2N； m'——汽车加速和减速时的质量转移系数，对于后驱动桥可取1.3； ?——轮胎与的地面的附着系数0.8；
对于驱动车轮来说，当按发动机最大转矩及传动系最低档传动比计算所得的纵向力小于按最大附着力所决定的纵向力时，则按下式计算，即
X2L或X2R??TemaxiTL?T/rr=27585.6N （4.7） 式中：?——差速器的转矩分配系数0.6； Tema——发动机最大转矩700N?m； x iTL——传动系最低档传动比39.59； ?T——汽车传动效率0.9； rr——轮胎滚动半径0.5194m。 取两者的较小值，所以X2L?X2R?27585.6N
转矩为： T?X2L?rr?X2R?rr?14965.2N?m （4.8）
注：第二种和第三种工况未计算，图4.1为全浮式半轴支承示意图。
图4.1 全浮式半轴支承示意图
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4.3 半轴的结构设计及材料与热处理
为了使半轴和花键内径不小于其干部直径，常常将加工花键的端部都做得粗些，并使当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增加。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渡部分的圆角半径以减小应力集中。为了使半轴杆部和突缘间的过渡圆角都有较大的半径而不致引起其他零件的干涉，常常将半轴凸缘用平锻机锻造。
本设计半轴采用40Cr，半轴的热处理采用高频、中频感应淬火。这种处理方法使半轴表面淬硬达HRC52~63，硬化层深约为其半径的1/3，心部硬度可定为
HRC30~35；不淬火区（凸缘等）的硬度可定在HRC248~277范围内。由于硬化层
本身的强度较高，加之在半轴表面形成大的残余压应力，以及采用喷丸处理、滚压半轴突缘根部过渡圆角等工艺，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十分显著。
4.4 本章小结
本章对半轴做了设计计算。在全浮式半轴的设计计算中首先考虑到三种可能的载
荷工况。对纵向力（驱动力或制动力）最大时，没有侧向力作用这一工况进行了计算。做了必要的半轴设计计算并进行了校核选取了机械设计、机械制造标准值，对材料和热处理做了必要的说明。
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