乘用車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋車輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u19974乘用車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋車輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算案例 1195771.1半軸的型式 1245161.2半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 2319761.3半軸的強(qiáng)度較核 2224341.4半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料與熱處理 4193191.5花鍵的選擇 5133901.6平鍵的選擇 6本章的目的就是將轉(zhuǎn)矩從上章所研究機(jī)構(gòu)的半軸齒輪上齒輪轉(zhuǎn)運(yùn)到兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，這就是安置于整車內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)尾端的驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的本職工作。在此次設(shè)計(jì)選用斷開式的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)里，半軸和萬向傳動(dòng)裝置等零件控制汽車的內(nèi)部傳動(dòng)完全不能沒有等速萬向節(jié)。本次設(shè)計(jì)的轎車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)型式為。1.1半軸的型式根據(jù)研究可得在整體式驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)的半軸種類通常需要取決于其機(jī)構(gòu)外端所依靠的支撐方法或者其內(nèi)端所能承受力的受壓情況來細(xì)致劃分為半浮式，3/4浮式和全浮式的類型。第一類型直接支撐到其端部帶有一圓錐形橫截面軸徑及鍵以致于可以和整車車輪輪轂相互聯(lián)系而固定（或者通過一個(gè)凸緣直接與整個(gè)車輪輪盤及其制動(dòng)鼓組件進(jìn)行相互聯(lián)接）的一安放于橋殼外部?jī)?nèi)側(cè)面上孔中的軸承之上，可以達(dá)到此目的取決于其距離緊靠著外端的軸頸部位。所以第一組類型的半軸除去可以傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，還要承擔(dān)起支撐從驅(qū)動(dòng)車輪上高速移動(dòng)旋轉(zhuǎn)過來彎矩的責(zé)任。綜上所示，此類型通過其造型的單一及各種優(yōu)越的條件且物美價(jià)廉的比較，就可經(jīng)?？梢钥匆娖漕l繁出沒于與之相對(duì)應(yīng)的車型上，也就是人們?nèi)粘Ｉ钪锌梢姷捷^中庸的款式所選。而該章所計(jì)算內(nèi)容主要根據(jù)半浮動(dòng)式半軸為基礎(chǔ)來展開。1.2半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算首先第一步按照下列公式計(jì)算其相應(yīng)轉(zhuǎn)矩：（5-1）將上述數(shù)據(jù)代入公式（5-1）可得N·m第二步根據(jù)下式計(jì)算其半軸直徑：（5-2）則能算出其mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)mm。1.3半軸的強(qiáng)度較核1.3.1半浮式半軸計(jì)算載荷的確定考慮到選擇的該機(jī)構(gòu)只有一組軸承組織故相對(duì)于其他的所承受的壓力會(huì)更大為此會(huì)專門有涉及到有三種可能發(fā)生情況的工況計(jì)算：①縱向力最大和側(cè)向力為0時(shí)。此時(shí)豎直方向?yàn)椋v向力最大值，其，。半軸彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：(5-3)(5-4)合成應(yīng)力為：(5-5)上式結(jié)果為：NNMPaMPa所以合格。②當(dāng)側(cè)向的力最大與它的縱向力時(shí)，此時(shí)汽車可能發(fā)生側(cè)滑。外輪上的垂直反力和內(nèi)輪上的垂直反力分別為:外側(cè)車輪上的側(cè)向力和內(nèi)側(cè)車輪上的側(cè)向力分別為：(5-8)(5-9)內(nèi)外車輪上的總側(cè)向力為。則外輪半軸的彎曲應(yīng)力為和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力為：計(jì)算可得：③當(dāng)汽車通過顛簸路面時(shí)垂向力最大時(shí)，縱向力，側(cè)向力。則計(jì)算公式如下：結(jié)果代入式(5-12)可得N。半軸彎曲應(yīng)力為：(5-13)上述結(jié)果代入式(5-13)可得MPa，合格。1.4半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料與熱處理該件依據(jù)國(guó)內(nèi)研究多年的經(jīng)驗(yàn)可適當(dāng)在初步規(guī)定時(shí)增大其花鍵端部的橫向剖面直徑，再合理增高花鍵凹槽的高度以此將花鍵內(nèi)部直徑控制在多于其桿直徑的較小范圍內(nèi)，從而產(chǎn)生的連鎖影響需要相應(yīng)在適用于乘用轎車的10齒到適用于載貨汽車的18尺這范圍內(nèi)合理增大花鍵齒數(shù)。此外又考慮到該結(jié)構(gòu)通常由于過度扭轉(zhuǎn)而造成一定程度上的磨損最后失去作用，為避免該缺點(diǎn)則從球體上獲取經(jīng)驗(yàn)即：可使該構(gòu)件的棱角部分變成相對(duì)圓潤(rùn)的曲線來防止過度磨損。由于重型車該部件的剖面直徑比較大，其桿部外端的突緣也非常大，所以即使當(dāng)沒有較大的鍛造裝置時(shí)，仍然有所選擇的余地，只需要選擇一整根半軸上頭和尾與花鍵連接的結(jié)構(gòu)。市面上的所存在該構(gòu)件大多數(shù)用大量富含鉻的中碳合金鋼為主要材料進(jìn)行制造，值得一提的是40MnB型鋼是目前為止我國(guó)實(shí)行自主創(chuàng)新研制設(shè)計(jì)開發(fā)的一種新型種類，相較于過去的要更適合被使用。此機(jī)構(gòu)的熱處理在傳統(tǒng)上使用調(diào)質(zhì)處理的技術(shù)，但隨著科技的發(fā)展現(xiàn)在使用高頻、中頻感應(yīng)淬火加工技術(shù)的工藝越來越多，這種熱處理技術(shù)一般可以使半軸表面淬火淬硬度可以高達(dá)HRC52-63。由于這些前沿制造工藝的不斷引入，直接使用中碳鋼的半軸越來越多。1.5花鍵的選擇1.1.1選擇漸開線花鍵選擇漸開線花鍵，標(biāo)準(zhǔn)壓力角，計(jì)算轉(zhuǎn)矩可以通過求得，其中和的計(jì)算方法可以根據(jù)以下方法計(jì)算并選取兩者中最小值。①若按最大附著力計(jì)算，即：N(5-14)②按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，即：(5-15)的計(jì)算公式如下：(5-16)可得代入(5-15)可得N，從中取最小值N，所以N·m。1.1.2校核花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力選取30°外花鍵大徑基本尺寸，其中齒數(shù)=3，取10。①半軸花鍵的剪切應(yīng)力為：(5-17)將上述結(jié)果代入公式(5-17)可得到②半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為：(5-18)所以校核成功。1.6平鍵的選擇選取普通平鍵（A型）半軸=30mm。選取鍵尺寸，深度mm，mm，長(zhǎng)度L=40mm。鍵連接的長(zhǎng)度校核：動(dòng)、靜連接