本科毕业设计说明书 6 驱动桥桥壳的设计
6.1概述
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。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，应考虑汽车的类型、使用要求、制造条件、材料供应等。桥壳的结构型式大致分为可分式、整体式和组合式三种。
6.2桥壳的受力分析及强度计算
6.2.1桥壳的静弯曲应力计算 在两钢板弹簧座之间的弯矩为：
M?(G2b?sG2b?s22392?(1.48?1.10)?gw)?*??2127.24nm （6-1） 22224式中 G2—汽车满载静止于水平地面时驱动桥给地面的载荷；取23292N；
gw—车轮的重力；B—驱动车轮的轮距；取1.48m;
s—驱动桥壳上的两弹簧座之间的距离；取1.10m; 如图6-2所示，为车桥的弯矩图。
如图6-1车桥的弯矩图
桥壳的危险截面通常在钢板弹簧附近。由于gw大大的小于G2/2，且设计时不易准确预计，当无数据时可以忽略去。 这样的弯曲应力?wj?M2127.24??90.83MPa （6-2） Wv23419.4288式中 WV—危险断面处桥壳的垂直弯曲截面系数（图4-3）;
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本科毕业设计说明书 图6-2 桥壳弹簧座附近的断面形状
初步圆管的断面，其中D=70,d=52。则：
d4?D(1?4)D?23419.4288mm3 Wv?3236.2.2在不平的路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算
当汽车高速行驶在不平的路面上时，桥壳除了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。
这时桥壳在动载荷下的弯曲应力为：（6-3） ?wd?Kd?wj?2.5?90.83?227.075MPa式中：kd—动载荷系数，对轿车、客车取1.75；对载货汽车取2.5； 6.2.3汽车以最大牵引力行驶时桥壳的强度计算 两轮最大切相反力
Pmax?TemaxiTL?T147*6.53*6.32*0.9??13964N （6-4） rr0.391式中：Temax—发动机的最大转矩；取147N.m;
iLT—传动系的最低传动比；取6.53×6032＝41.27。
?T—传动系的传动效率，取0.9；
rr—轮胎的滚轮半径，取0.0.391m; 后驱动桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩为：
Mv?G2b?s*m2*?2552.688N?m （6-5） 22- 32 -
本科毕业设计说明书 m2—汽车加速行驶时的质量转移系数，对载货汽车后驱动桥1.1~1.3. 取1.2；由于驱动桥车轮的最大切向反力Pmax使桥壳也承受水平方向的弯矩，对于装用普通圆锥齿轮差速器驱动桥，在两簧座之间桥壳所受的水平方向的弯矩Mh为
Mh?pmax(b?s)13964*(1.48?1.1)??1326.58N?m （6-6）
2*24桥壳还承受因驱动桥传递驱动转矩而引起的反作用力矩。这时在两钢板座之间桥壳承受的转矩：
T?TemaxiTl?T147?6.53?6.32?0.9??2729.984N?m （6-7） 22桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面为矩形断面时，则在该断面处的弯曲应力
?w和 扭转应力?分别为：
图6-4 最大牵引力行驶时桥壳的受力分析简图
M??M?M?T?2552.6882?1326.582?2729.9842?3965.96N?m 2v2h2所以合成应力???M?3695.96??169.30MPa?[??]?300MPa W23419.4288桥壳的许用应力为300~500MPa,许用扭转应力为150~400MPa,可锻铸铁桥壳取小值，钢板冲压焊接桥壳取大值。根据以上计算的结果可知是符合要求的。由以上的公式可以知道合成应力合格，那么扭转应力也是合格的。
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本科毕业设计说明书 6.2.4汽车紧急制动时桥壳的强度计算
这时不考虑侧向力。图4-5为汽车紧急制动时桥壳的受力分析图。此时作用在左右驱动车轮上除了垂直反力G2m2?/2外，尚有切向反力，即地面对驱动车轮的制动力G2m2??/2。因此可求得：
图6-5 汽车紧急制动时桥壳的受力分析简图
紧急制动时桥壳在两钢板弹簧座之间的垂直弯矩MV及水平方向的弯矩Mh分别为
Mv?G2b?s22392?0.85?(1.48?1.10)' *m2*??1808.154N?m（6-8）
224Mh?G2b?s22392?0.85?0.8?(1.48?1.10)'*m2*?*??1446.523N?m （6-9） 224m2?式中 —汽车制动时汽车质量移动系数；对于载货汽车的后驱动桥可取
m2?=0.75~0.95；取0.85;?—驱动车轮与路面的附着系数，取0.8。
T?G2'22392m2?rr??0.85?0.8?0.391?2976.792N?m （6-10） 222合成弯矩：
M??M?M?T?1808.1542?1446.5232?2927.7922?2326.744N?m
2v2h- 34 -
本科毕业设计说明书 合成应力： ???M?2326.744??99.35MPa?[??]?300MPa W23419.4288根据以上计算出的结果与汽车以最大牵引力行驶时桥壳的强度计算结果比较，可以知道在此情况下设计选取的参数符合要求。 6.2.5 汽车受最大侧向力最大时的强度计算
当侧滑时危险断面在外轮毂内轴承里端，车向右侧滑，左侧为内侧，右侧为外侧。 右侧车轮得支反力为
1hg?10.4*1)?22392?(0.5?)?17247.892N （6-11） Z2R?G2(?2b1.48式中：hg：质心高度?1：侧滑时的附着系数
侧向力 Y2R?Z2R?1?17247 .892?1?17247.892N （6-12）驱动轮右轮轮毂的左轴承径向支撑力
S1R?rrb0.3910.0338Y2R?Z2R??17247.892??17247.892?86709N0.08450.0845a?ba?b（6-13）
S2R?rrb0.3910.0338Y2R?Z2R??17247.892—?17247.892?72911Na?ba?b0.08450.0845 （6-14）
所以 MA?A?S2R(a?b)?729111?0.0845?6161N?m （6-15）
?wA?A?MA?A6161??263.1MPa （6-16） W23419.4288S1R?86709?50.27MPa （6-17）
?A?A??4*(D2?d2)?4?(0.0702?0.0522)22?A合成应力 ??A?A??wA（6-18） ?A?3?A?277.04MPa?[?]?490MPa
所以，桥壳是满足要求的。
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