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式中：?——差速器的转矩分配系数0.6； Tema——发动机最大转矩190N?m； x iTL——传动系最低档传动比25.421； ?T——汽车传动效率0.9； rr——轮胎滚动半径0.388m。 取两者的较小值，所以X2L?X2R?6722.151N
转矩为:T?X2L?rr?X2R?rr?2608.195N?m （4.3）
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
（2）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=30 （4.4）
0.196[?]式中：d——半轴杆部直径mm；
T——半轴的计算转矩，2608.195N?m；
[?]为926.1MPa左右， [?]——半轴转矩许用应力，MPa。因半轴材料取40MnB，
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=492.228N?mm?[?]692MPa （4.5）
d3式中：?——半轴扭转应力，MPa；
T——半轴的计算转矩2608.195N?m； d——半轴杆部直径30mm。 ③半轴花键的剪切应力为：
T?103?126.2816?[?s]?500MPa （4.6） ?s?DB?dA()zLPb?4 半轴花键的挤压应力为：
T?103?73.659???c??512MPa ?c? （4.7）
DB?dADB?dA()()zLP?42式中：T——半轴承受的最大转矩2608.195N?m； DB——半轴花键外径，20mm； dA——相配的花键孔内径，20.5mm； z——花键齿数18；
Lp——花键的工作长度55mm;
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?10.3? （4.8） GJ?式中：T——半轴承受的最大转矩，2608.195N?m；
D?3，取标准模数m=3 z ?? l——半轴长度460mm；
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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?4.2.2 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
?32d4=79481.25mm4。
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。
4.3 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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第5章 驱动桥桥壳的校核
5.1 概述
驱动桥桥壳是汽车上的主要零件之一，非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车荷重的作用，并将载荷传给车轮。作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。因此桥完既是承载件又是传力件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置（如半轴）的外壳。
在汽车行驶过程中，桥壳承受繁重的载荷，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减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单、制造方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。在选择桥壳的结构型式时，还应考虑汽车的类型、使用要求、制造条件、材料供应等。
5.2 桥壳的受力分析及强度计算
5.2.1 桥壳的静弯曲应力计算
桥壳犹如一空心横梁，两端经轮毂轴承支承于车轮上，在钢板弹簧座处桥壳承受汽车的簧上载荷，而沿两侧轮胎中心线，地面给轮胎以反力G2/2（双胎时则沿双胎中心线），桥壳则承受此力与车轮重力gw之差值，计算简图如图5.1所示。
桥壳按静载荷计算时，在其两钢板弹簧座之间的弯矩为
M?(G2B?s?gw)??14054N.?0m4 （5.1） 22式中 G2——汽车满载静止水平路面时驱动桥给地面的载荷，N； gw——车轮的重力，N； B ——驱动车轮轮距，m；
s——驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离，m
由弯矩图（图5.1）可见，桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近。由于gw大大地小于G2/2，且设计时不易准确预计，当无数据时可忽略去。 而静弯曲应力为：
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?wj?103M=88.45MPa （5.2） Wv式中：WV——危险断面处桥壳的垂向弯曲截面
d4Wv?Wh?(1?4)?158896.7mm3；
32Dd4(1?4)?317793.4mm3。 Wt——扭转截面系数Wt?16D?D3?D3
图5.1 桥壳静弯曲应力的计算简图
5.2.2 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算
当汽车高速行驶于不平路面上时，桥壳除承受在静载状态下的那部分载荷外，还承受附加的冲击载荷。这时桥壳载动载荷下的弯曲应力为：
?wd?kd?wj=221.12MPa （5.3） 式中：kd——动载荷系数，对越野汽车取3.0；
?wj——桥壳载静载荷下的弯曲应力，88.45MPa； 5.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算
这时不考虑侧向力。图5.2为汽车以最大牵引力行驶时桥壳的受力分析简图。此时作用在左右驱动车轮上除有垂向反力外，尚有切向反力。地面对左右驱动车轮的最大切向反力共为
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