车辆与动力工程学院毕业设计说明书
§3.4 驱动桥桥壳的设计计算
驱动桥壳的主要功用是支撑汽车质量，并承受由车轮传来的路面的反力和反力矩，并经悬架传给车架（或车身）；它又是主减速器、差速器、半轴的装配基体。
§3.4.1驱动桥壳结构方案分析
驱动桥壳大致可分为可分式、整体式和组合式三种形式。 一、可分式桥壳
可分式桥壳(图3—1)由一个垂直接合面分为左右两部分，两部分通过螺栓联接成一体。每一部分均由一铸造壳体和一个压入其外端的半轴套管组成，轴管与壳体用铆钉连接。
这种桥壳结构简单，制造工艺性好，主减速器支承刚度
好。但拆装、调整、维修很不 图3-1可分式桥壳 方便，桥壳的强度和刚度受结构的限制，曾用于轻型汽车上，现已较少使用。 二、整体式桥壳
整体式桥壳(图3—2)的
特点是整个桥壳是一根空心梁，桥壳和主减速器壳为两体。它具有强度和刚度较大，主减速器拆装、调整方便等
优点。 图3-2 整体式桥壳
按制造工艺不同，整体 a)铸造式 b）钢板冲压焊接式
式桥壳可分为铸造式(图3—2a)、
钢板冲压焊接式(图3—2b)和扩张成形式三种。 铸造式桥壳的强度和刚度较
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大，但质量大，制造工艺复杂，但整体式桥壳可以制成复杂的形状，壁厚能够变化，可得到理想的应力分布，故其强度和刚度均较好，工作可靠，主要用于中、重型货车上。钢板冲压焊接式和扩张成形式桥壳质量小，材料利用率高，制造成本低，适于大量生产，但其桥壳不能做成复杂而理想的断面，因壁厚一定，故难于调整应力分布。钢板冲压焊接式桥壳主要应用于轿车和中、小型货车及部分重型货车上。 三、组合式桥壳
组合式桥壳(图3—3)是将
主减速器壳与部分桥壳铸为一体，而后用无缝钢管分别压入壳体两端，两者间用塞焊或销钉固定。它的优点是从动齿轮轴承的支承刚度较好，主减速器的装配、调整比可分式桥壳方便，然而要求有较高的加工
精度，常用于轿车、轻型货车 图3-3 组合式桥壳 中。 §3.4.2驱动桥壳强度计算
对于具有全浮式半轴的驱动桥，强度计算的载荷工况与半轴强度计算的：三种载荷工况相同。图3-4为驱动桥壳受力图，桥壳危险断面通常在钢板弹簧座内侧附近，桥儿端郎的轮毂轴承座根部也应列为危险断面进行强度验算。
桥壳的许用弯曲应力为300～500MPa，许用扭转切应力为150～400MPa。
可锻铸铁桥壳取较小值，钢板冲压焊接桥壳取较大值。
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一、桥壳的静弯曲应力计算
图3-4 桥壳受力简图
桥壳像一个空心梁,两端经过轮毂支撑在车轮上,在钢板弹簧座处承受汽
车的簧上载荷。
两个钢板弹簧座之间的弯矩为：
?G?B?s M??2?gw? Nm （3-17）
?2?2计算结果为：
?1025?9.8?1290?910M???63?9.8??10?3
22??=836.97Nm
由于桥壳的危险截面在钢板弹簧座的附近,通常由于gw远小于G22,而且设计时不易准确的预计,当没有数据时,可以忽略.
而静弯曲应力则为:
?wj?M ?103 MPa （3-18）
WV其中 M----为地面对车轮垂直反力在危险断面引起的垂直平面内的弯矩
WV----危险截面处（钢板弹簧座附近）桥壳的垂向弯曲截面系数：
d4?1?4 WV??32?D
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?D3??? ? （3-19）?车辆与动力工程学院毕业设计说明书
3.14?683?584? ? ??1?4???32?68? =14523.8
计算 ?wj?836.97?103?57.63MPa
14523.8关于桥壳的危险截面在钢板弹簧座的附近的形状,主要有桥壳的结构形式和制造工艺来确定。
二、在不平的路面冲击载荷的作用下的强度计算
当汽车在不平的路面行驶,桥可还会另外的承受附加的冲击载荷,在这两种载荷的作用下所产生的弯曲应力：
?wd?kd?wjMPa （3-20）
其中 kd---动载荷系数，对轿车、客车取1.75，对货车取2.5，对越野汽车取3.0。此处取2.5。
计算结果：
?wd?kd?wj?2.0?57.63?115.26MPa
三、汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算
为使计算简化,不考虑侧向力,汽车直线行使.假设地面对后驱动桥左右轮的垂直反作用力为： Z2L?Z2R?Z21?GaL1Pmaxhg???22?LL???（3-21） ? ?而作用于左右驱动轮的转矩所引起的地面对左右驱动轮的最大切向反作用力为：
Pmax?Temaxig?i0?Trr （3-22）
?72?3.504?5.1429?0.9
0.268 ?4357.7N
由于驱动桥车轮所承受的地面对其作用的最大切向力反作用力Pmax，使
驱动桥壳也承受着水平方向的弯矩Mh，对于装有普通圆锥齿轮差速器的驱动桥，由于其左、右驱动车轮的驱动转矩相等，故有：
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Mh?PmaxB?s （3-23）
224357.71.29?0.91? 22 ? ?413.98Nm
桥壳还承受因为驱动桥传递转矩而引起的反作用力矩,这时,两个钢板弹
簧座之间的桥壳承受的转矩为: T? ?TemaxiTL?2T （3-24）
72?3.504?5.149?0.9
2 ?584.56Nm
设计中,钢板弹簧座附近的桥壳为圆管断面,在该处合成的弯矩为:
22?Mh?T2 （3-25） M??MV
该危险截面的合成应力为: ???M? （3-26） W22MV?Mh?T2 ?
W ?75.85MPa
桥壳的许用弯曲应力为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。 四、汽车紧急制动时的桥壳强度计算
假设地面对驱动桥左右轮的垂直反作用力相等,则: Z2L?Z2R?因为
Gaa ?Ga? （3-28）
gZ21Ga?22Lhg??L??1g?? a?? （3-27）
? 25