驱动桥桥壳设计

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基于参数化设计的驱动桥壳有限元分析系统设计(精)

基于参数化设计的驱动桥壳有限元分析系统设计(精)

基于参数化设计的驱动桥壳有限元分析系统设计一、前言驱动桥壳是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件,主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等零部件。

它和从动桥一起承受汽车质量,使左、右驱动车轮的轴相对位置固定,汽车行驶时,承受驱动轮传来的各种反力、作用力和力矩,并通过悬架传给车架。

桥壳可被视为一空心横梁,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弹簧上的载荷,而沿左右轮胎的中心线,地面给轮胎以反力(双轮胎时则沿双胎中心),桥壳则承受此力与车轮重力之差值。

由于其形状复杂、应力计算困难,又要求具有足够的强度和刚度,传统设计方法不免有很多局限性。

本文以某系列整体式桥壳为例,利用软件的二次开发功能便捷实现桥壳在某特定工况下的设计与分析。

二、桥壳参数化的基本内容1.设计目标以冲击载荷工况为例,由于桥壳在承受最大铅垂力时,危险断面出现在钢板弹簧座附近,因此以桥壳的轮距(方断面长、圆断面长)和断面(高度、厚度)为参数化设计目标。

此时的弯曲应力为(1)式中,G是汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷;B是驱动车轮轮距;s 是驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离;kd是动载荷系数,对载货汽车取2.5;Wv是桥壳在危险断面处的垂向弯曲截面系数,如表所示。

表钢板弹簧座附近的断面形状及截面系数2.参数化的基本方法桥壳参数化采用的是建立零件的参数化数字模型,通过修改关键尺寸参数的方法实现新零件模型建立和设计。

首先在Pro/ENGINEER中建立驱动桥壳三维模型(如图1所示),提取钢板弹簧座附近方形断面和圆形断面的尺寸变量,利用Visual Basic语言将用户输入的界面信息传递给相应的变量,然后驱动再生进程,进行修改设计。

图2为Visual Basic设计的桥壳参数化界面。

三、参数化的程序实现方法1.软件支持和设计思想Automation Gate way for Pro/ENGINEER Wildfire是基于Microsoft的ActiveX技术开发而成的,它允许Pro/ ENGINEER直接集成任何支持ActiveX的应用软件。

后置后驱二轴客车驱动桥壳方案设计书

后置后驱二轴客车驱动桥壳方案设计书

由于驱动桥壳是汽车的重要的承载件和传力件,桥壳的性能和强度显得尤为重要,尤其是载人较多的大中型客车,对传动系要求很高,对车桥的要求更为重要。

中重型客车的驱动桥类似于载重汽车的驱动桥,但因为客车承载的是人,在可靠性、平顺性和舒适性等方面要求的更为严格,总体布置形式两者有所不同。

现在的驱动桥壳可以分类为两种:整体式桥壳和分段式桥壳。

整体式桥壳具有较大的强度和刚度,桥壳与主减速器壳分开制造,便于主减速器装配、调整和维修等优点。

在结构上,针对多种不同的制造方法,整体式桥壳有多种不同的形式。

因而被中重型载重车辆广泛采用。

分段式桥壳分为左右两端,制造工艺简单,但维修时麻烦,现在很少采用。

本文所作的主要工作如下:(1)简要介绍客车驱动桥壳的结构(2)根据数据设计出该车的许用弯曲应力及扭转应力,看其是否满足强度需求(3)简要介绍后桥壳制造工艺关键字:驱动桥;传动系;大型客车;制造工艺AbstractDrive axle is at the end of the powertrain, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed,bearing the force between the road and the frame or body. Its performance will have a direct impact on automobile performance .Drive axle is mainly composed of a main speed reducer, gear, axle and drive axle housing. The drive axle housing for supporting and protecting the main reducer, differential, and the axle shaft。

驱动桥壳毕业设计

驱动桥壳毕业设计

驱动桥壳毕业设计【篇一:驱动桥毕业设计111】某型重卡驱动桥设计摘要驱动桥是构成汽车的四大总成之一,一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成,它位于传动系末端,其基本作用是增矩、降速,承受作用于路面和车架或车身之间的力。

它的性能好坏直接影响整车性能,而对于载重汽车显得尤为重要,采用传动效率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。

本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计本次设计首先对驱动桥的特点进行了说明,根据给定的数据确定汽车总体参数,再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型及参数,并对其强度进行校核。

数据确定后,利用autocad建立二维图,再用catia软件建立三维模型,最后用caita中的分析模块对驱动桥壳进行有限元分析。

关键词:驱动桥;cad;catia;有限元分析abstractdrivie axle is one of the four parts of a car, it is generally constituted by the main gear box, the differential device, the wheel transmission device and the driving axle shell and so on it is at the end of the powertrain.its basic function is increasing the torque and reducing speed and bearing the force between the road and the frame or body.its performance will have adirect impact on automobile performance,and it is particularly important for the truck. using single stage and high transmission efficiency of the drive axle has become the development direction of the future trucks.this article referred to the traditional driving axles design method to carry on the truck driving axles design.in this design,first part is the introduction of the characteristics of the drive axle,according to the given date to calculate the parameters of the automobile,then confirm the structure types and parameters of the main reducer, differentialmechanism,half shaft and axle housing,then check thestrength and life of them.after confirming theparameters, using autocad to establish 2 dimensionalmodel,then using catia establish 3 dimensional model. finally using the analysis module in catia to finite element analysis for the axle housing.key words: drive axle;cad;catia;finite element analysis目录1 绪论 (1)1.1 驱动桥简介 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 驱动桥设计要求 (1)2 驱动桥设计 (3)2.1 主减速器设计 (3)2.1.1 主减速器的结构形式 (3)2.1.2 主减速器的减速形式 (4)2.1.3 主减速器主,从动锥齿轮的支撑方案 (4)2.1.4 主减速器基本参数选择与计算载荷的确定 (6)2.2 差速器设计 (17)2.2.1 对称锥齿轮式差速器工作原理 (17)2.2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (17)2.2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 (18)2.3 驱动半轴的设计 (23)2.3.1 结构形式分析 (23)2.3.2全浮式半轴的结构设计 (24)2.3.3 全浮式半轴的强度计算 (24)2.3.4 半轴的结构设计及材料与热处理 (25)2.3.5 半轴花键的强度计算 (25)2.4 驱动桥壳的设计 (26)2.4.1整体式桥壳的结构 (27)2.4.2 桥壳的受力分析与强度计算 ......................................... 27 3 catia三维建模 ........................................ 错误!未定义书签。

驱动桥壳设计

驱动桥壳设计

3.5 驱动桥壳设计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。

因此桥壳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。

3.5.1 桥壳的结构型式桥壳的结构型式大致分为可分式(1)可分式桥壳可分式桥壳的整个桥壳由一个垂直接合面分为左右两部分,每一部分均由一个铸件壳体和一个压入其外端的半轴套管组成。

半轴套管与壳体用铆钉联接。

在装配主减速器及差速器后左右两半桥壳是通过在中央接合面处的一圈螺栓联成一个整体。

其特点是桥壳制造工艺简单、主减速器轴承支承刚度好。

但对主减速器的装配、调整及维修都很不方便,桥壳的强度和刚度也比较低。

过去这种所谓两段可分式桥壳见于轻型汽车,由于上述缺点现已很少采用。

(2)整体式桥壳整体式桥壳的特点是将整个桥壳制成一个整体,桥壳犹如一整体的空心粱,其强度及刚度都比较好。

且桥壳与主减速器壳分作两体,主减速器齿轮及差速器均装在独立的主减速壳里,构成单独的总成,调整好以后再由桥壳中部前面装入桥壳内,并与桥壳用螺栓固定在一起。

使主减速器和差速器的拆装、调整、维修、保养等都十分方便。

整体式桥壳按其制造工艺的不同又可分为铸造整体式、钢板冲压焊接式和钢管扩张成形式三种。

3.5.2 桥壳的受力分析及强度计算我国通常推荐:计算时将桥壳复杂的受力状况简化成三种典型的计算工况(与前述半轴强度计算的三种载荷工况相同)。

湿式制动驱动桥壳冲压模具设计

湿式制动驱动桥壳冲压模具设计

湿式制动驱动桥壳冲压模具设计湿式制动驱动桥壳冲压模具设计随着汽车工业的快速发展,汽车制动系统成为汽车安全的重要组成部分。

其中,湿式制动是汽车制动系统中常用的一种方式。

湿式制动通常用于大型卡车和公共汽车等大型车辆,因为它们需要更大的制动力来停止。

湿式制动系统常常是在车轮上运用,需要一种适合制造的桥壳来保护制动系统。

在制造桥壳时,冲压模具是关键。

设计一套用于湿式制动驱动桥壳的冲压模具时有几个关键的方面需要考虑。

首先,必须考虑的是材料的选择。

因为桥壳需要承受巨大的力量,所以材料必须足够坚固以承受强大的压力。

钢铁是过去常用的选择,但现代技术正在发现新材料,比如复合材料,能够提供更高的强度和更轻的重量。

然而,不论材料选择何种,都必须保证均匀分布的强度,以确保桥壳在以后的使用中持久耐用。

其次,设计师必须考虑桥壳的形状和尺寸,以提供最佳的制动系统操作。

这意味着必须考虑到不同制动组件的大小和形状,以便在组装时严密贴合。

这还需要考虑到制动管路和润滑管路的位置及其它的零部件。

在考虑桥壳形状和尺寸时,设计师还必须考虑到模具能否容纳设计进去的复杂形状。

传统上,模具设计师是通过手工刻画模具的相关设计来生产模具。

然而,现在的技术已经有了更先进的计算机属性,可用于帮助设计者更精确地绘制奇特的设计。

最后,考虑到使用方便的问题,设计师还必须设计出一个桥壳的便携式模具。

制造车辆时需要生产大量的桥壳,所以需要一种快速且易于使用的冲压模具。

设计师需要考虑到模具的流程,不仅可以快速调整生产量,而且可以轻松实现生产流程的完整性。

在总结这个湿式制动驱动桥壳冲压模具设计的时候,我们必须关注设计的各个方面,从选择到使用方便,以确保最终产品的存在价值。

一个好的设计需要综合考虑许多因素,以确保最终的产品能够防止生产期间的生产瓶颈,并能够成为一个成功的制造产品。

随着科技的不断发展,数据分析正在成为企业决策中的重要组成部分。

通过收集和分析数据,企业可以更好地了解市场和客户需求,并制定出更有针对性的战略和决策。

汽车驱动桥壳壳盖优化设计二次开发研究

汽车驱动桥壳壳盖优化设计二次开发研究

汽车驱动桥壳壳盖优化设计二次开发研究随着汽车工业的快速发展,汽车驱动桥的优化设计已经成为了一个研究的热点。

作为汽车动力传输的重要组成部分,驱动桥的设计要求不仅要满足汽车的行驶要求,还要具备较高的安全性和可靠性。

其中,驱动桥壳壳盖的设计尤其重要,因为它负责保护驱动桥的内部零部件,同时也影响着驱动桥的散热性能。

在现有的驱动桥壳壳盖设计中,存在一些问题需要解决。

首先,在某些情况下,驱动桥的高负载状态下,壳壳盖的密封性能和结构强度容易出现问题,严重影响驾驶安全。

其次,在某些工况下,驱动桥内部的温度会升高,进而影响器件寿命和性能,因此壳壳盖的散热性能也需要得到优化。

针对以上问题,可以采取以下措施进行壳壳盖的优化设计。

首先,可以采用改进的材料进行壳壳盖的生产,以提升其密封性和结构强度。

此外,可以采用现代先进的加工工艺,比如激光切割、折弯等,以保证产品的精度和质量。

其次,可以在壳壳盖的设计中优化散热结构,以提升驱动桥的散热性能。

例如,在壳壳盖的外壳表面添加散热片,或在壳壳盖的进风口和出风口设计合理的结构,以最大程度地增强散热效果。

同时,还可以采用现代先进的散热材料,如石墨烯等,以提升壳壳盖的散热能力。

此外,还可以采用二次开发的方式进行壳壳盖的优化设计。

二次开发是指在原有设计基础上,通过修改、调整等方式,对产品性能进行进一步改进的过程。

在壳壳盖的优化设计中,可以采用三维建模软件等工具,进行模拟分析,进而确定最佳壳壳盖结构。

通过二次开发,可以最大程度地提升产品性能和质量,进而满足市场需求。

总之,汽车驱动桥壳壳盖的优化设计是一个复杂的过程,需要从材料、结构、散热等多个方面进行综合考虑。

通过现代先进的技术手段,结合二次开发等方式,可以最大程度地提升产品性能和质量,进而满足市场需求,为汽车工业的发展做出更多的贡献。

除了二次开发外,还可以采用仿真分析的方法对汽车驱动桥壳壳盖进行优化设计。

在不需要花费大量的物理实验和成本的情况下,通过仿真分析可以快速确定壳壳盖的最佳结构和材料,同时能够提高设计的可靠性和精度。

汽车驱动桥壳现代设计

汽车驱动桥壳现代设计

汽车驱动桥壳现代设计摘要在汽车设计教材和企业实际设计过程中, 汽车驱动桥壳的设计仍然采用传统的设计方法, 随着国内计算机应用水平大幅度的提高, 将CAD/ CAE 技术运用在汽车桥壳设计中是势在必行。

本文在以往汽车驱动桥壳CAD/ CAE 研究的基础上, 提出了一套桥壳的现代设计方法, 为改进传统设计方法提供了设计思路。

前言汽车驱动桥作为整车关键总成之一,直接影响着整车的安全性、承载性、平顺性和舒适性,其主要零件的设计至关重要。

但目前有关桥壳的设计方法却存在相对滞后的问题,在高校的汽车设计教材和车桥厂的实际设计过程中,仍然采用传统方法进行设计,这不可避免与现代设计方法发生脱节,造成产品更新换代慢、开发成本高等一系列问题。

因此非常有必要提出一套利用CAD/CAE技术进行驱动桥壳设计的现代方法。

本文以某车桥厂驱动桥壳设计为例提出了一套可行的现代设计方法,并进行了相关的试验,验证该计算的正确性,为改进传统设计方法提供了设计思路。

1研究汽车驱动桥壳现代设计方法的思路传统的汽车驱动桥壳设计方法是:将桥壳复杂的受力状况简化成三种典型的计算工况,即当车轮承受最大的铅垂力、承受最大切向力以及承受最大侧向力时。

只要在这三种载荷计算工况下桥壳的强度得到保证,就认为该桥壳在汽车各种行驶条件下是可靠的。

设计桥壳时将桥壳看成简支梁并校核某[1]在企业实际设计过程中,往往根据上述方法和经验,设计出驱动桥壳,然后进行试产,并对驱动桥壳进行台架试验。

在这个过程中,经常会有一些设计满足三种典型工况要求的桥壳,在台架试验中不符合标准。

因此设计过程是一个反复修改和调整的过程,费时费力。

由于按传统设计方法设计的桥壳最终应以台架试验为检验标准,并且经过大量的实践证明,当设计的驱动桥壳满足其台架试验标准时,桥壳在汽车各种工况下是可靠的。

因此汽车驱动桥壳现代设计方法的思路是:在计算机上根据经验建立汽车驱动桥壳的三维CAD初始模型,模拟其三种台架试验,以满足试验标准为设计要求,并对结构参数进行优化设计。

EQ1135F19D东风重型汽车9吨级驱动桥桥壳设计开题报告

EQ1135F19D东风重型汽车9吨级驱动桥桥壳设计开题报告
[11]胡家秀.简明机械零件设计实用手册,机械工业出版社,1999.52[12]汽车工程手册(第源自分册),机械工业出版社,1984.93
[13]郑明新.工程材料,清华大学出版社,1991.76
[14]徐达.我国专用汽车的现状及发展,《专用汽车》,2002(3)
[15]罗建军,杨琦.MATLAB教程,北京:电子工业出版社,2005.36
开题报告
1.结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:
文献综述
课题来自东风汽车车桥厂开发部。随着我国工业化建设的高速发展,西部大开发,公路条件不断完善,运输业大型化,专业化高速发展,尤其是高等级公路和高速公路的不断建设,国家对大型基建项目的大量投入,必将重型货车的广泛应用创造很好的条件,促进重型载货货车向大型化发展[1]。考虑到目前国内只有八级重型载货货车供求基本平衡,供给略大于需求,大吨级的载货汽车必将成为需求的热点。重型汽车从2004年到2006年一直处于高速攀升阶段,市场规模从2004年的39万辆上升到2006年的70万辆,近几年其所占比例不断增加[2]。2005年及以后的几年内,重型汽车所需桥总成将会形成一下产品格局:公路运输以9t级以上单级减速驱动桥、承载轴为主;工程、港口等用车以10t级以上双极减速驱动桥为主。但又考虑到市场需求和企业成本利益的问题,9t级的重型已经能满足国内外需求,因此9t级重型车车桥设计势在必行[3]。
从国外形式来看,国外的车桥厂家为了更好的适应市场需求,使自己在竞争中始终处于领先地位,已经全面地对技术进行了改革,现在他们主要采用的技术有:斯太尔核心技术和德国MAN公司前轴先进技术。斯太尔系列驱动桥总成是奥地利斯太尔公司车桥产品生产制造和技术设计而开发的,包括转向驱动前桥、贯通桥、单后桥三种桥总成[4]。ABS防抱死装置、集中润滑和中央充放气系统、空气悬挂、自动间隙调整臂以及膜片式制动气室的采用,提高了桥总成的整体性能[5][6]。值得一提的是桥壳从原STR桥壳到淬火桥—加强桥—加强淬火桥。使桥总成性能更能满足广大用户的要求[7]。MAN技术系列转向前轴是德国MAN技术开发的九吨级货车、客车系列产品,具有当今国际先进水平。经过改进和二次开发,在原产品鼓式制动器的基础上,开发出盘式制动器。面向现代物流及客车行业,全新技术的MAN9吨前轴总成,具有高承载、高性能、高可靠的特点。像这样的技术改革还有很多,而国外企业正式通过这样的技术改革,使自己在很大程度上已经适应了世界潮流。这样的改革给企业带来利益的同时,也满足了广大用户的需求[8][9]。
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驱动桥桥壳设计本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March目录摘要Abstract1 绪论..........................................................2 桥壳设计......................................................2.1桥壳的设计要求................................................2.2桥壳的结构型式................................................2.3桥壳的三维参数化设计..........................................2.4桥壳强度计算..................................................2.4.1 桥壳的静弯曲应力计算 .......................................2.4.2 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 .....................2.4.3 汽车以最大牵引力行驶时桥壳的强度计算 .......................2.4.4 汽车紧急制动时桥壳的强度计算 ...............................2.4.5 汽车受最大侧向力时桥壳的强度计算 ...........................3 半轴的设计....................................................3.1半轴形式......................................................3.2三维建模......................................................3.3实心半轴强度校核计算:........................................3.3.1 半轴材料的性能指标: (13)3.3.2 断面B-B处的强度计算:..............................................................................3.3.3 断面B-B处的强度计算 (四档时) ..................................................................3.3.4 断面C-C处强度计算......................................................................................3.4空心半轴强度校核 .............................................................................................3.4.1断面B-B处的强度校核 (15)3.4.2 断面B-B处的强度计算 (四档时) ..................................................................3.4.3 断面C-C处的强度计算.................................................................................. 结论 ........................................................................................................................... 参考文献致谢微型汽车后驱动桥半轴和桥壳设计1 绪论驱动桥壳是汽车的主要部件之一,它既是传动系的主要组件,又是行驶系的主要组件。

在传动系中驱动桥壳主要作用是支承并保护主减速器,差速器和半轴等;在行驶系中,驱动桥壳的主要作用是使左右驱动车轮的轴向相对位置固定,与从动桥一起支承车架及其上的各总成质量,同时,在汽车行驶时,承受有车轮传来的路面反作用力和力矩,并经悬架传给车架。

因此,驱动桥壳应有足够的强度和刚度,质量小,以便主减速器的拆装和调整。

半轴是差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴,其首要任务是传递扭矩。

本桥采用非断开式驱动桥,普通非断开式驱动桥由于其结构简单、造价低廉、工作可靠,最广泛地用在各种汽车上。

采用钢板冲压-焊接的整体式桥壳可显着地减轻驱动桥的质量。

采用半浮式半轴,它具有结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点,质量较小、使用条件较好、承载负荷也不大。

本设计过程中采用UG软件进行三维参数化设计。

UG致力于CAD/CAM/CAE一体化即从概念设计到制造到工程分析的整个产品开发过程。

通过应用主模型方法,使得从设计到制造的所有应用相关联。

通过使用主模型,支持扩展企业范围的并行协作,可进行无图加工。

考虑到目前实际设计要求,利用UG3D-2D转换功能将其输出为Auto CAD 格式文件,并在Auto CAD环境下进行修改编辑。

本文拟通过桥壳和半轴强度校核计算的设计方法,实现UG三维模型到二维图纸转化的目标。

2 桥壳设计2.1 桥壳的设计要求驱动桥壳应满足如下设计要求:(1)应具有足够的强度和刚度,以保证主减速器齿轮啮合正常并不使半轴产生附加弯曲应力。

(2)在保证强度和刚度的前提下,尽量减少质量以提高行驶平顺性。

(3)保证足够的离地间隙。

(4)结构工艺性好,成本低。

(5)保护装于其上的传动系部件和防止泥水侵入。

(6)拆装、调整和维修方便[1]。

2.2 桥壳的结构型式驱动桥壳大致可分为可分式,整体式和组合式三种形式。

本桥采用整体式桥壳,它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。

按制造工艺不同,整体式桥壳可分为铸造式,钢板冲压焊接式和扩张成形式三种。

迄今为止,国内微型车驱动桥壳一直采用钢板冲压焊接式驱动桥壳。

它具有很多优点:(1)冲焊桥壳自重轻,材料利用率高。

据国外统计,冲焊桥壳比铸钢桥壳的自重减小37%左右,其单轴负荷也大为增加,达169~125%。

(2)质量高,尤其是疲劳强度。

电子束焊接的钢板冲压桥壳疲劳值达150~200万气体保护焊焊接钢板冲压桥壳的疲劳值也可达100万次左右,均超过次;采用CO2JB3804-84规定桥壳疲劳值不低于80万次的要求,从而使用更安全可靠。

(3)成本低,生产率高,易实现大批量机械化生产。

据国外资料介绍,批量生产16000根以上,成本可降低30~50%。

冲焊桥壳工艺性好,便于实现机械化,自动化生产,也利于多品种专业化生产。

因此,国外大中小型车桥基本上都采用冲焊桥壳,铸造桥壳极少。

在汽车行驶过程中,桥壳承受繁重的负荷,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。

桥壳是为驱动各种零部件提供定位连接和支承包容的基础件。

桥壳焊接总成的成本,约占驱动桥总成的1/5~1/6。

因此桥壳的合理设计和经济制造,对确保驱动桥性能和降低生产成本,具有十分重要的意义[1]。

2.3 桥壳的三维参数化设计在UG三维环境下,运用草图、拉伸、旋转、镜像、布尔运算等功能建立了桥壳的三维参数化模型,如图2-1所示。

图2-1 微型车桥结构示意图该桥壳结构主要由中间琵琶包、两侧轴管、两端轴头和一些焊接件(如加强环、后盖、板簧座、减振器支架、缓冲垫和油管支架)等组成,轴管占整个桥壳长度一半以上,琵琶包是桥壳形成最复杂部分。

除去焊上的加强环和后盖外,桥壳本体(即焊前桥壳)中间的上下两部分的材料配置,相当于轴管部分沿轴向一分为二。

上下半体,桥壳凸缘,后盖,半轴套管,内衬套,板簧支座的轴头等零件焊接而成,属冲压焊接式桥壳,是分开式结构,上下半体采用厚3mm的20钢板,半轴套管采用无缝钢管,桥壳凸缘采用厚7mm钢板制成。

其主要制造工艺:首先组焊上下半体,机加工(车两端,车中间直径145mm孔),其次焊桥壳凸缘及后盖。

然后将半轴套管扩孔后车端面,倒角后加内衬套与上述组件焊合[2]。

2.4 桥壳强度计算驱动桥的桥壳是汽车上的主要承载构件之一,其形状复杂,汽车的行驶条件又多变,因此要精计算汽车行驶时桥壳上各处的应力大小较困难。

在通常的情况下,在设计桥壳时多采用常规设计方法,这时将桥壳看成是一简支梁并校核某些特定断面的最大应力值。

例如日本有的公司对驱动桥壳的设计要求是在2.5倍满载时轴负荷的作用下,各断面(弹簧座处、桥壳与半轴套管焊接处、轮毂内轴承根部圆角处)的应力不应超过屈服极限[3]。

我国通常推荐:计算时将桥壳复杂的受力状况简化成三种典型的计算工况,只要在这三种载荷计算工况下桥壳的强度的到保证,就认为该桥壳在汽车的各种行驶条件下是可靠的。

在上述三种载荷工况下桥壳的受力分析前,需对汽车在满载静止于水平路段时桥壳的最简单的受力情况进行分析[4]。

2.4.1 桥壳的静弯曲应力计算桥壳静弯曲应力计算简图如图2-2所示。

桥壳可视为一空心横梁,两端经轮毂轴承支承于车轮上,在钢板弹簧座处桥壳承受簧上载荷,而沿两侧轮胎中心线,地面给轮胎以反力2G /2(双胎时则沿双胎之中线),桥壳则承受此力与车轮重力w g 之差值,即(w g G -22 )。

因此桥壳按静载荷计算时,在其两钢板弹簧之间的弯矩为: M =(w g G -22 )2s B - (N m ⋅) (2-1)式中 2G —汽车满载静止于水平路面时的驱动桥给地面的载荷,7650N ;w g —车轮(包括轮毂,制动器等)的重力,N ;B —驱动车轮轮距,1.2m ;s —驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离,0.8m 。

图2-2 桥壳静弯曲应力的计算简图由弯矩图可见,桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近。

由于w g 大大地小于G 2/2 ,且设计时不宜准确预计,当无数据时可以忽略去[5]。

因此由式(2-1) M =2765028.02.1-⨯=765(N m ⋅) 而静弯曲应力()MPa wj σ则为 v wj W M 310=σ (MPa ) (2-2)式中 v W —危险断面处(钢板弹簧座附近)桥壳的垂向弯曲截面系数(见表2-1)M —见式(2-1)因此 V W =)1(32443D d D -π=)5.605.521(325.60443-π=9.41 )1(16443D d D W t -=π=4.71 v wj W M 310=σ3310904176510⨯==84.61(MPa ) 2.4.2 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。

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