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。
本车设计时综合考虑各种因素及经济性,选择了整体式的扩张成形式
桥壳,其设计图如下所示,它由轴管法兰盘,定位圈,钢板弹簧座,后桥轴管,通气孔,底部通气孔,底盖,桥壳中段,加强环,内衬环,注油孔,放油孔12部分焊接组成,桥壳中段和轴管都是经过热扩张成形的
(二)驱动桥壳强度计算
1.传递最大牵引力或制动力时
桥壳好似一个横梁,它的支点位于轮胎中心,载荷作用于钢板弹簧座上,一般货车均用双胎以提高整体承载能力,双胎的轴支点间距离按两胎之间距离进行计算。
驱动桥壳的最大应力通常发生在钢板弹簧座附近。使桥壳产生弯矩的力有:同于承载重量产生的垂直载荷G2,牵引力F及其反作用力矩M。还有汽车转变时在轮胎上产生的侧向力Y2外力作用在驱动桥壳上的情况相当于复杂,为使计算简化起见,仅从不侧滑情况下作直线行驶时进行计算,而在安全系数方面作适当考虑。
按垂直载荷计算时,驱动桥壳钢板弹簧座之间的弯矩MB:
由牵引力产生的水平面内弯矩为:
M
'B?FrB?s2,N?m
其合成弯矩为:
M?M2B?M'2B
根据全成弯矩计算出钢板弹簧座处弯曲应力。同时桥壳还承受同牵引 力引起的反作用扭矩,由此计算出钢板弹簧处的转应力为
?2紧急制动时
??2B?4?2
制动力在水平面内产生的弯矩
MM'B'B?FBB?s2?12m2G2?B?s2,N?m
与垂直重量产生的弯矩MB形成合成弯矩M:
M?M2B?M'2B
桥壳还受最大制动力引起的反作用扭矩:
MR?12Z2?rr
由弯矩和扭矩计算出桥壳钢板弹簧座处于最大制动力时的弯曲应力和扭转应力,由式?3通过不平路面时
汽车通过不平路面时,桥壳受到最在垂直动载荷,危险断面在钢板弹簧座附近。其弯矩为
??2B?4?2算出合成应力。
MB?(G22?g?)kB?s2,N?m
4最大侧向力时
汽车转弯时处于侧翻临界状态而对侧翻方向相反的车轮上垂直反力和横各力等于零时,外轮上横向力最而没有纵各力作用,此时计算危险断面在轮壳内轴
承附近。
在桥壳的两端设有轮轴,轮轴上安装着从个轮毂轴承。它是两个锥滚子轴承。货车上轮毂内外轴承的中心距离大约等于轮胎滚动的四分之一。此项中心距离愈大则由于侧力所引起的轴承径向力愈小。垂直载荷作用线一般在内外轴承之间,并靠近内轴承。轮轴上受力情况最严重是横向力最大时,所以计算轮轴应力时,除垂直载荷外,沿须考虑横向力。
设计桥壳时,应充分考虑汽车的使用条件、汽车的类型并合理地选择材料及其安全系数。根据现有汽车轴桥的安全系数n=4~10.
上面所讲的桥壳的计算方法是非常近似的,它还不能完全反映桥壳上应力的真实情况。它桥作壳壳零件的验算与车型的比较。
在实际使用中桥壳的损坏经常在铆钉、连接螺栓和桥壳上应力集中的地方。 现已采用由限元法对桥壳进行计算,可使设计获得满意的结果。
(三)材料的选择
可锻铸铁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。
结合本车的实际情况,考虑到我们采用的是整体扩展成形焊接式车桥,所以选材时要考虑材料的延展性和焊接性。我们选择16Mn。
总结
为期二周的课程设计生活结束了,回头看看自己在这二周的生活,回头看看自己走过的路,有辛酸也有甘甜,总的来说收获不少。
本次设计的课题是:轿车驱动桥的设计,这对我来说完全是一个新的课题,免不了有时感到很茫然。通过网上查资料,通过指导老师李老师的讲解,加上自己看书,终于把设计的思路搞清楚了。对于具体的细节问题,涉及到一些经验方面的问题,自己不知道的,通过和同学讨论和请教老师,最后也得到了很好的解决。
通过这次课程设计,使我将三年半来学到的知识进行了一次大总结,一次大
检查,特别是机械设计、工程制图、机械原理等基础知识,进行了一次彻底的复习。以前只是应付考试,现在要自己设计一个产品出来,才感觉到自己学的知识是远远不够的。有句话叫做:活到老,学到老。说的是一点没错啊!处处有我的恩师,处处有我要学习的知识!
通过这次课程设计,使我查手册的能力得到了很大的提高。以前遇到问题不是去问老师,就是跳过去,一点自己查资料的意识都没有。现在不同了,通过指导老师的引导,通过自己的实践,现在可以独立到图书馆去查资料,而且要查哪方面的资料,心理非常清楚,不像以前那么没有头绪了。
在其他方面也有不少收获,比如说,这次课程设计使我养成了一丝不苟的工作方法。以前做作业时总是敷衍了事,一点耐心都没有,坐在凳子上也不会安下心来,总是用一种浮躁的态度来对待自己的事情。现在不同了,通过做课程设计,我可以三、四个小时坐在凳子上不起身,心理很平静,一点急噪的情绪都没有,连吃饭都顾不上,而是叫个外卖解决。这可能是做课程设计给我留下的东西,这将对我以后在社会上工作大有裨益。总之,这次的设计让我收获颇丰!谢谢!
参考文献
《汽车设计课程设计设计指导书》-------------------------机械工业出版社 《机械设计课程设计》-----------------------------------高等教育出版社 《计算机绘图实验指导书》-------------------------------------中南大学 《机械设计》-------------------------------------------高等教育出版社 《极限配合与测量基础》---------------------------------同济大学出版社 《工程制图》-------------------------------------------中南大学出版社 《汽车设计(第四版)》-----------------------------------机械工业出版社 《机械设计手册》---------------------------------------机械工业出版社 《材料力学》-------------------------------------------机械工业出版社 《机械制造工艺学》-------------------------------------机械工业出版社 《工程材料》-------------------------------------------清华大学出版社 《机械原理》-------------------------------------------高等教育出版社