后置后驅(qū)二軸客車驅(qū)動橋設(shè)計(含CAD圖紙和說明書)

后置后驅(qū)二軸客車驅(qū)動橋設(shè)計(含CAD圖紙和說明書),后置,后驅(qū)二軸,客車,驅(qū)動,設(shè)計,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 摘 要 驅(qū)動橋位于傳動系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和車架或車身之間的作用力。它的性能好壞直接影響整車性能，而對于載重汽車顯得尤為重要。驅(qū)動橋的主要由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動橋殼等組成。其中驅(qū)動橋殼用以支承并保護主減速器、差速器、和半軸等；與從動橋一起支撐車架及其上的各總成重量；并承受汽車行駛時由車輪傳來的各種反力及力矩，經(jīng)懸架傳給車架。 由于驅(qū)動橋殼是汽車的重要的承載件和傳力件，橋殼的性能和強度顯得尤為重要，尤其是載人較多的大中型客車，對傳動系要求很高，對車橋的要求更為重要。中重型客車的驅(qū)動橋類似于載重汽車的驅(qū)動橋，但因為客車承載的是人，在可靠性、平順性和舒適性等方面要求的更為嚴格，總體布置形式兩者有所不同。 現(xiàn)在的驅(qū)動橋殼可以分類為兩種：整體式橋殼和分段式橋殼。整體式橋殼具有較大的強度和剛度，橋殼與主減速器殼分開制造，便于主減速器裝配、調(diào)整和維修等優(yōu)點。在結(jié)構(gòu)上，針對多種不同的制造方法，整體式橋殼有多種不同的形式。因而被中重型載重車輛廣泛采用。分段式橋殼分為左右兩端，制造工藝簡單，但維修時麻煩，現(xiàn)在很少采用。 本文所作的主要工作如下： （1）簡要介紹客車驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu) （2）根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)計出該車的許用彎曲應(yīng)力及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，看其是否滿足強度需求 （3）簡要介紹后橋殼制造工藝 關(guān)鍵字：驅(qū)動橋；傳動系；大型客車；制造工藝 Abstract Drive 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; and the driven axle supporting frame and the weight of each assembly; and bear the vehicle wheel came by various force and torque, the suspension to frame. Since the drive axle housing is an important vehicle carrying and passing component, axle housing performance and strength is particularly important, especially the manned more heavy passenger car, the transmission is high, the requirement is more important for axle. Heavy passenger car drive bridge similar to the truck drive axle, but because the bus carrying the people, in reliability, smoothness and comfort of more stringent requirements, the overall layout of the two different. The drive axle housing can be classified into two kinds: integral bridge shell and segmental bridge shell. Integral type axle housing with high strength and stiffness, the bridge shell and the main reducer casing of separate manufacturing, convenient for main reducer assembly, adjustment and repair etc.. In the structure, for a variety of different manufacturing method, integral bridge shell has many different forms. So it is widely used in heavy truck. Sectional type axle housing is divided into left and right ends, the manufacturing process is simple, but repair trouble, now rarely used. Brief introduction: (1) the structure of the bridge shell (2) according to data from the design allowable bending stress and torsional stress, to see if it satisfy the intensity demand (3) processing were briefly introduced rear axle shell Key words: Drive axle; Transmission system; Heavy passenger car; Manufacturing process 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第一章 緒論 1 1.1概述 1 1.2我國客車行業(yè)現(xiàn)狀 1 1.3客車的結(jié)構(gòu)形式 1 1.4驅(qū)動橋殼的基本類型 2 1.5實際使用中對后橋殼的要求 2 第二章 后橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 3 2.1 驅(qū)動橋殼的功用 3 2.2 驅(qū)動橋殼的類型 3 2.2.1可分式橋殼 3 2.2.2整體式橋殼 3 2.2.3組合式橋殼 3 2.3 驅(qū)動橋殼的選用 4 第三章 驅(qū)動橋殼的受力分析與強度計算 5 3.1 簡介 5 3.2 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算 5 3.3 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強度計算 7 3.4 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼強度計算 7 3.5 汽車緊急制動時橋殼的強度計算 10 第四章 汽車橋殼零件制造加工方法 13 4.1 整體鑄造式 13 4.2 鋼板沖壓焊接式 14 4.2.1后橋殼殼體焊接工藝 14 4.2.2 后橋殼焊接時注意的主要問題 15 4.3 鋼管擴張成形式 15 4.4 液壓漲形成 16 結(jié) 論 18 致 謝 19 參考文獻 20 20 第一章 緒論 1.1概述 汽車驅(qū)動橋位于傳動系的末端。其基本功用是增扭，降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左右驅(qū)動車輪；另外，驅(qū)動橋還要承受作用于路面或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動力矩和反作用力矩等。驅(qū)動橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動裝置和橋殼組成。橋殼作為驅(qū)動橋的主要組成部分，其功用是支撐并保護主減速器、差速器和半軸等；使左、右驅(qū)動輪的軸向相對位置固定；與從動橋一起支撐車架及其上各總成的質(zhì)量；汽車行駛時，承受由車輪傳來的路面反作用力和力矩，并經(jīng)懸架傳給車架。 1.2我國客車行業(yè)概狀 客車因載人量大、方便、快捷，乘坐舒適，價格便宜，已成為我國居民出門旅行的主要交通工具。隨著人們生活水平的提高，人們出行頻率越來越高，客車行業(yè)形勢良好。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會匯總，2010年我國客車銷量達41.45萬輛，其中大中型客車銷售量為14.96萬輛。隨著校車、公司通勤車的普及，客車的產(chǎn)銷量將逐年穩(wěn)步上升。我國的客車行業(yè)目前已經(jīng)比較成熟，有鄭州宇通、蘇州金龍和丹東黃海等客車企業(yè)98家，年產(chǎn)客車不僅可以滿足國內(nèi)需求，而且有相當一部分銷往海外市場。 1.3客車的結(jié)構(gòu)形式 客車的主要布置形式有前置后驅(qū)、中置后驅(qū)以及后置后驅(qū)三種結(jié)構(gòu)形式。前置后驅(qū)客車底盤與貨車比較類似，通用件多，易于有貨車改裝，但是車廂噪聲大，隔熱隔振困難，乘坐的舒適性較差。而中置后驅(qū)客車車廂利用率高，車廂內(nèi)噪音較小，傳動軸短；但發(fā)動機受到布置限制需專門設(shè)計，發(fā)動機冷卻、保溫以及防污困難，隔熱性差維修時不方便接近，客車底盤高。因此以上兩種結(jié)構(gòu)形式都不太理想。后置后驅(qū)客車是目前長途及旅游大型客車廣泛采用的一種布置形式。這種形式的優(yōu)點是發(fā)動機與車廂易隔離，車廂的振動與噪聲較小，乘坐舒適性較好，發(fā)動機可在車外維修，車廂地板下可布置容積較大的行李箱；其缺點是操縱距離遠結(jié)構(gòu)較復雜，駕駛員聽不清發(fā)動機的聲音致使不易及時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的故障，另外，發(fā)動機冷卻、車廂取暖困難。與前兩種布置形式相比，后置后驅(qū)還是最理想的布置形式。 1.4驅(qū)動橋殼的基本類型 驅(qū)動橋殼從結(jié)構(gòu)上可以分為整體式橋殼、分段式和組合式橋殼三種。整體式橋殼具有較大的強度和剛度，便于主減速器裝配、調(diào)整和維修等優(yōu)點。在結(jié)構(gòu)上，針對多種不同的制造方法，整體式橋殼有多種不同的形式。整體式鑄造車橋的組成：空心梁，半軸套管，主減速器殼及蓋等組成。分段式驅(qū)動橋一般分為兩段，由螺栓將兩段連接成一體。分段式橋殼最大的缺點是拆裝維修麻煩，所以現(xiàn)在以很少應(yīng)用了。 1.5實際使用中對后橋殼的要求 （1）能適應(yīng)有關(guān)標準和法規(guī)的規(guī)定。各項性能指標除應(yīng)滿足設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定和國家標準、法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對象國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求； （2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力； (3) 應(yīng)有足夠的剛度和強度，質(zhì)量要小，并便于主減速器的拆裝和調(diào)整； (4) 盡可能便于制造； (5) 在保證強度和剛度的前提下，盡量減小質(zhì)量以提高汽車行駛的平順性； (6) 保證足夠的離地間隙； (7) 結(jié)構(gòu)工藝好，成本低； (8) 保護裝于其上的傳動系部件和防止泥水侵入； (9) 拆裝，調(diào)整，維修方便。 第二章 驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 2.1 驅(qū)動橋殼的功用 驅(qū)動橋殼又稱后橋殼，其作用是支撐并保護主減速器。差速器和半軸，使左右驅(qū)動輪的軸向相對位置固定；與從動橋一起支撐車架及其上各總成的質(zhì)量；汽車行駛時，承受車輪傳來的路面的反作用力和力矩，并經(jīng)懸架傳給車架。 2.2驅(qū)動橋殼的類型 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式、整體式、組合式三種形式。 2.2.1可分式橋殼 可分式橋殼的整個橋殼由一個垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個鑄件殼體和一個壓入其外端的半軸套管組成。并且左右兩半橋殼是通過螺栓聯(lián)成一個整體。其特點是橋殼結(jié)構(gòu)簡單、制造工藝性好，主減速器軸承支承剛度好。但對住減速器的拆裝、調(diào)整、維修很不方便，橋殼的剛度和強度受結(jié)構(gòu)的限制，由于上述缺點現(xiàn)已很少采用。 2.2.2整體式橋殼 整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強度及剛度都比較好。橋殼與主減速器殼為兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨立的主減速殼里，構(gòu)成單獨的總成，調(diào)整好以后再由橋殼中部前面面裝入橋殼內(nèi)，并與橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。 整體式橋殼按其制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式、鋼板沖壓焊接式和擴張成形式三種。 2.2.3組合式橋殼 組合式橋殼是將主減速器殼與部分橋殼鑄為一體，而后用無縫鋼管分別壓入殼體兩端，兩者之間用塞焊或銷釘固定。它的優(yōu)點是從動齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便；然而要求有較高的加工精度，故常用于微型汽車、轎車及輕型以下的載貨汽車。另一些汽車由于布置上的需要，例如前驅(qū)動橋的位置受到發(fā)動機油底殼、減震器及轉(zhuǎn)向器的限制而只得采用尺寸緊湊、易于布置的組合式橋殼。 2.3 驅(qū)動橋殼的選用 在這次設(shè)計中我們選用整體式橋殼。整體式橋殼按其制造工藝分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴張成型式三種。鑄造整體式橋殼多用于在載荷大的重型客車，也用于少數(shù)中型貨車和越野汽車。鋼板沖壓焊接整體式橋殼近些年來不僅在轎車，輕、中型載貨汽車上得到了廣泛應(yīng)用，而且有些噸位大更大的（載荷14t以下的）汽車也開始廣泛使用。鋼管擴張成型整體式橋殼適用于轎車，輕中型載貨汽車的大量生產(chǎn)。本次畢業(yè)設(shè)計的汽車為十多米長的客車后橋殼，因現(xiàn)在汽車橋殼以沖壓式為主所以選擇鋼板沖壓焊接式整體式橋殼。 鋼板沖壓焊接整體式橋殼以中厚鋼板為原料，是由上、下對焊的一對橋殼主件、四塊三角鋼板、加強環(huán)、兩個半軸套管、法蘭盤、一個后蓋以及兩個鋼板彈簧座等沿它們之間的接縫組焊而成。橋殼主件的上、下兩半是一種沖壓件。這種橋殼主件的板料為矩形，下料方便而且材料的利用率高，但上、下兩橋殼主件對焊時需四塊三角鋼板補焊到橋殼中部前后兩側(cè)的缺口處。也可以采用不需要三角鋼板補缺口的結(jié)構(gòu)方案。這時上、下半橋殼主件的對縫平直，易于實現(xiàn)焊接自動化，橋殼主件在焊接處的倒角容易焊接。 第三章 驅(qū)動橋殼的受力分析與強度計算 3.1 簡介 后橋的后橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一,其形狀復雜，而汽車的行駛條件如道路狀況、氣候條件以及車輛行駛狀態(tài)等又是千變?nèi)f化的，因此要精確地計算出汽車行駛時作用于橋殼各處的應(yīng)力大小較困難。過去我國主要靠對橋殼樣品進行臺架試驗和整車行駛試驗來考核其強度與剛度，有時還采用電測方法，使汽車在選定的典型路段上滿載行駛以測定橋殼的應(yīng)力。其計算結(jié)果受到很大限制往往結(jié)論不準確，而現(xiàn)在我們通常采用的方法為有限單元法。國內(nèi)外多家汽車汽車企業(yè)都曾用它分析過汽車后橋殼的強度。我國通常推薦：計算時將橋殼復雜的受力狀況簡化成三種典型的計算工況。只要在這三種載荷計算工況下橋殼的強度得到保證，就認為該橋殼在汽車的各種行駛條件下是可靠的。 在進行上述三種載荷工況下橋殼的受力分析之前，還應(yīng)先分析一下汽車滿載靜止于水平路面時橋殼最簡單的受力情況，即進行橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算。 3.2 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算 橋殼猶如一空心橫梁，兩端經(jīng)輪轂軸承支承于車輪上，在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車的簧上載荷，而左、右輪胎的中心線，地面給輪胎的反力（雙輪胎時則沿雙胎中心），橋殼則承受此力與車輪重力之差值，即（），計算簡圖如3-1所示。 圖3-1 橋殼靜彎曲應(yīng)力計算簡圖 橋殼按靜載荷計算時，在其兩鋼板彈簧座之間的彎矩為 N·m ………………………… (3-1) 式中：——汽車滿載時靜止于水平路面時驅(qū)動橋給地面的載荷，在此116000N； ——車輪（包括輪轂、制動器等）重力，N； ——驅(qū)動車輪輪距，在此為1900mm; ——驅(qū)動橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離，在此為1030mm. 橋殼的危險斷面通常在鋼板彈簧座附近。通常由于遠小于，且設(shè)計時不易準確預(yù)計，當無數(shù)據(jù)時可以忽略不計所以 =25230N·m 而靜彎曲應(yīng)力則為 MPa ………………………… （3-2） 式中：——見（3-1）； ——危險斷面處（鋼板彈簧座附近）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)，具體見下： 截面圖如圖3-2所示，其中B=170mm，H=170mm，=12mm，=12mm. 圖3-2 鋼板彈簧座附近橋殼的截面圖 垂向彎曲截面系數(shù): ==373370.73mm 水平彎曲截面系數(shù): =≈373370.73mm 扭轉(zhuǎn)截面系數(shù): =2×12×158×158=599136mm 垂向彎曲截面系數(shù), 水平彎曲截面系數(shù), 扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)的計算參考《材料力學》[9]。關(guān)于橋殼在鋼板彈簧座附近的危險斷面的形狀，主要由橋殼的結(jié)構(gòu)形式和制造工藝來確定，從橋殼的使用強度來看，矩形管狀（高度方向為長邊）的比圓形管狀的要好。所以在此采用矩形管狀。 根據(jù)上式橋殼的靜彎曲應(yīng)力≈67.57 MPa 3.3 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強度計算 當汽車在不平路面上高速行駛時，橋殼除承受靜止狀態(tài)下那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷。在這兩種載荷總的作用下，橋殼所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為 MPa ………………………… (3-3) 式中：——動載荷系數(shù)，對于轎車、客車取1.75； ——橋殼在靜載荷下的彎曲應(yīng)力 ，MPa。 根據(jù)上式 MPa 3.4 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼強度計算 在此不考慮側(cè)向力，如圖所示為汽車以最大牽引力行駛的受力簡圖。此時作用在左右驅(qū)動車輪上除有垂向反力外，尚有切向反力。地面對左右驅(qū)動車輪的最大切向反力共為 ………………………………………(3-4) 圖3-3汽車以最大牽引力行駛的受力簡圖 式中：——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 取790 N.m ——傳動系的最低傳動比取4.875； ——傳動系的傳動效率 取0.9 ； ——輪胎的滾動半徑，經(jīng)查表取0.52 后驅(qū)動橋橋殼在左、右鋼板彈簧座之間的垂向彎矩（N·M）為 ………………………… (3-5) 式中 : ，，，見式1 ； ——汽車加速行駛時質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對于客車后驅(qū)動橋在此我們?nèi)?.2 由于驅(qū)動車輪所承受的地面對其作用的最大切向反作用力，使驅(qū)動橋殼也承受著水平方向的彎矩，對于裝有普通圓錐齒輪差速器的驅(qū)動橋，在兩簧座之間橋殼所受的水平方向的彎矩為： 橋殼還承受因驅(qū)動橋傳遞驅(qū)動轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩，這時在兩鋼板彈簧座間橋殼承受的轉(zhuǎn)矩為: …………………………………… (3-6) 式中 ——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，在此為790N·m; ——傳動系的最低傳動比,取4.875； ——傳動系的傳動效率，在此取0.9； 當橋殼在鋼板彈簧座附近的危險斷面處為矩形時，該斷面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為： ………………………… (3-7) 式中： ——分別為橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩和水平彎矩，見上式 ——分別為橋殼在危險斷面處的垂向彎曲截面系數(shù)，水平彎曲截面系數(shù)和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)。 由于橋殼的許用彎曲應(yīng)力值為300—500MPa,許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力值為150—400MPa。=50.81MPa<=300MPa，=15,。283MPa<=150MPa, 所以該設(shè)計的橋殼滿足這種條件下的強度要求。 3.5 汽車緊急制動時橋殼的強度計算 在此不考慮側(cè)向力，圖為汽車緊急制動時后驅(qū)動橋殼的受力分析簡圖，此時作用在左右驅(qū)動車輪上除了有垂向反作用力外，尚有切向反力，即地面對驅(qū)動輪的制動力，因此可求得： 緊急制動時橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩及水平方向的彎矩分別為： ………………………… （3-8） ………………………… （3-9） 式中：,,,s——見下式說明； ——汽車制動時的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)： ； 上式中=用于前驅(qū)動橋，=用于后驅(qū)動橋。當、 知時，對載貨汽車的后驅(qū)動橋亦可取=0.75～0.95； ——汽車的質(zhì)心高度，m； ——汽車質(zhì)心離前軸中心的距離，m； ——驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)，取=0.8 由于此車為后橋驅(qū)動，所以選用為汽車制動時的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù) 圖3-4 汽車緊急制動時后驅(qū)動橋的受力簡圖 橋殼在兩鋼板彈簧座的外側(cè)部分同時還承受制動力所引起的轉(zhuǎn)矩 ……………………………………………（3-10） 將上式所得的、和所求的的分別代入計算出橋殼在兩鋼板彈簧座附近的危險斷面的合成應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 由于橋殼的許用彎曲應(yīng)力值為300—500MPa,許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力值為150—400MPa。=64.147MPa<=300MPa，=18.08MPa<=150MPa, 所以該設(shè)計的橋殼滿足這種條件下的強度要求。 第四章 汽車橋殼零件制造加工方法 近幾十年來，我國汽車工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，汽車零件加工制造業(yè)是汽車工業(yè)的一個重要的支撐行業(yè)，也同樣是發(fā)展迅速。驅(qū)動橋殼是零件加工制造業(yè)的主要內(nèi)容之一，驅(qū)動橋殼既是傳動系的組成部分，也是行駛系的組成部分。它作為傳動系的一部分是主要功用是安裝并保護主減速器，差速器和半軸。而其作為行駛系的組成部分時公用主要是安裝懸架或輪轂，支撐汽車懸架以上各部分重量，承受驅(qū)動輪傳來的返利和力矩，并在驅(qū)動輪與懸架之間傳力。橋殼的功能決定了它應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)，主要有中間琵琶包，兩端軸頭，兩側(cè)軸管以及一些焊接件等組成；軸管占整個橋殼長度的一半以上，琵琶包是橋殼形成最復雜部分。除去焊上的加強環(huán)和后蓋外，焊前的橋殼本體由上下對稱的兩個半殼組成。在汽車工業(yè)中要求橋殼具有足夠的強度，并且要求質(zhì)量小，便于主減器的拆裝和調(diào)整。 驅(qū)動橋殼可分為整體式橋殼和分段式橋殼，分段式橋殼一般分為兩段，因而易于鑄造加工，但檢修及拆裝不太方便。目前較少采用分段式橋殼，使用較為廣泛的是整體式橋殼。常見的整體式橋殼制造方式有整體鑄造式、鋼板沖壓式、鋼管擴張成形式以及液壓漲形式等。 4.1 整體鑄造式 整體鑄造式橋殼是汽車發(fā)展史上最早采用的結(jié)構(gòu)，整體鑄造式橋殼優(yōu)缺點都較為明顯。整體鑄造式橋殼可采用可鍛造鐵、球墨鑄鐵以及鑄鋼鑄造，為進一步提高整體式鑄造式橋殼的強度和剛度，還可以在整體鑄造式橋殼兩端壓入較長的無縫鋼管作為半軸套管，并用銷釘固定。這樣可以由里向外逐漸加大表面直徑，以得到較好的壓配效果。整體鑄造式橋殼的主要優(yōu)點在于剛性好、塑性變形小、強度高、易鑄成等強度梁，可根據(jù)各截面不同的強度要求設(shè)計鑄造不一樣的壁厚。其缺點是彈性及韌性較沖焊橋殼差，鑄造質(zhì)量不易保證，且整體質(zhì)量大、成本較高，不適合整體進行輕量化及降低成本設(shè)計。 整體鑄造式橋殼在現(xiàn)今的汽車工業(yè)市場上仍有大量的應(yīng)用，世界范圍內(nèi)的重型車輛上仍普遍采用鑄造橋殼，只是材料及結(jié)構(gòu)作了一些變化，包括采用高強度QT及高牌號鑄鋼，結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理等。 4.2 鋼板沖壓焊接式 鋼板沖壓焊接式整體橋殼主要組成部分包括上、下對焊的一對橋殼主件、兩個凸緣、四塊三角鋼板、兩個半軸套管、加強圈、一個后蓋以及兩個鋼板彈簧座。整體沿其間接縫組焊而成。橋殼主件是由鋼板沖壓而成的上、下兩半殼，具體焊接方法可將橋殼主件與半軸套管間對焊，也可以將上、下橋殼主件兩側(cè)的半圓形端部與半軸套管內(nèi)端的外圓對其貼緊，沿接縫焊一圈，伴以塞焊。 目前非鑄造橋殼中最主要的結(jié)構(gòu)形式就是鋼板沖壓焊接式，近年來不僅在客車、轎車、輕型載貨汽車以及中型載貨汽車上得到了廣泛的應(yīng)用，而且有些噸位更大的汽車也開始采用此種工藝的橋殼。鋼板沖壓焊接式橋殼的優(yōu)點在于工藝簡單、質(zhì)量?。▋H為鑄造整體式橋殼的75%左右）、彈性好、韌性高、材料利用率高、成本低。但由于材料在沖壓過程中受熱較強，材料妃子結(jié)構(gòu)會發(fā)生相應(yīng)變化，從而失去原有材料狀態(tài)致使材料強度降低。因此鋼板沖壓焊接橋殼的剛度和強度除涉及因素之外，還取決于焊縫質(zhì)量焊透率、鋼板材質(zhì)，、氣孔夾渣以及其他焊接缺陷等因素。另外，由于鋼板沖壓焊接式橋殼不能做成復雜而理想的斷面，壁厚均勻從而導致難于調(diào)整應(yīng)力分布。 4.2.1后橋殼殼體焊接工藝 埋弧自動焊具有生產(chǎn)效率高，電弧熔透能力強，焊縫熔深增加，焊縫變形小，焊縫表面平整，節(jié)省材料和電能的特點。 1.焊前準備：首先首先用銑邊機將半橋殼開坡口 提前烘干埋弧焊焊劑，要求在250 ℃的溫度下烘干2小時 將兩半橋殼組對定位夾緊。 2.焊接工藝過程及參數(shù)的選擇 后橋殼由兩個半橋殼焊接成形，共四條平直焊縫。其定位夾緊焊接過程是：兩半橋殼組對定位夾緊→焊槍對準正面焊縫起始端→送絲、引弧、焊槍沿焊縫行走→至焊縫終端送絲停止、滅弧焊槍抬起→橋殼翻轉(zhuǎn)→重復前述過程→橋殼成下線。 焊接工藝參數(shù)選擇 （1）焊接電壓 ：32~34V （2）焊接電流 ：100~650A （3）焊接速度 ：10mm/s 3.后橋殼焊接設(shè)備 后橋殼焊接設(shè)備由NZA-1000焊接電源、液壓站、機座體、專用翻轉(zhuǎn)夾具、焊接行走機構(gòu)、伺服送絲機構(gòu)等組成。 圖4-1 埋弧自動焊專機 4.2.2 后橋殼焊接時注意的主要問題 1.橋殼焊接所用的材料應(yīng)具有良好的可塑性。 2.橋殼焊縫的布置應(yīng)有利于減少焊接應(yīng)力及變形。 3.橋殼焊接件的技術(shù)要求應(yīng)合理。 4. 橋殼每條焊縫的焊接接頭形式、位置和尺寸應(yīng)能滿足焊接質(zhì)量要求。 4.3 鋼管擴張成形式 鋼管擴張成形殼體在選材上有較高限制，一般均要求鋼管具有較高強度，并且含碳量在0.35%左右。制造工藝上首先使鋼管中央部分擴張，兩端滾壓縮徑，然后再焊加強圈和后蓋。鋼管擴張成形的制造工藝生產(chǎn)效率很高，材料利用率高，橋殼重量輕，焊接工作量少，而且生產(chǎn)的橋殼剛度和強度均較好。采用鋼管擴張成形工藝生產(chǎn)的橋殼疲勞壽命是沖壓焊接橋殼的2倍以上，很適合自卸車等非公路用車橋的需要。但使用這種工藝開發(fā)橋殼需要專用的擴張成形軋制設(shè)備及工裝。 4.4 液壓漲形成 汽車橋殼液壓脹形工藝方法是一種可代替沖壓焊接方法的先進技術(shù)，這種方法節(jié)約能源和材料，而且制造的整體橋殼強度高、質(zhì)量好、成本低。液壓漲形式工藝與其他沖壓成形技術(shù)相比有幾項明顯優(yōu)點： （1） 因為液體在成形過程中使工件被冷作強化，從而工件強度比一般沖壓加工的強度更高。從而可以采用更薄的板材，因而使工件更輕量化； （2） 在成形過程中可一次加工大型復雜的三維幾何形狀的工件； （3） 工件外表板面只與壓力液體接觸，加壓過程較平緩，零部件成形變化均勻，可獲得勻稱的壓力分布，并能獲得好得多的平滑外表面； （4） 沖壓和工具費用大大下降，特別降低了凸型零件加工的時間和費用，生產(chǎn)周期時間較短； （5） 生產(chǎn)的橋殼疲勞壽命時間長，按照標準JB3803—84《汽車驅(qū)動橋臺架試驗方法》對液壓脹形的整體式驅(qū)動橋殼進行臺架試驗，考核橋殼的疲勞壽命。臺架試驗結(jié)果表明，該類橋殼的垂直彎曲疲勞壽命遠遠高于標準要求的中值壽命80萬次，甚至大于120萬次。 液壓漲形式工藝是指首先選擇適當尺寸的管坯，先將其兩端部分縮徑至零件圖要求，再將中間部分進行軸向壓縮液壓脹形至最終尺寸。此項技術(shù)中橋殼脹形極限成形系數(shù)的求解、橋殼緯向小圓角的成形、液體脹形壓力和軸向壓縮力的匹配等是核心問題。而近年來，隨著成型設(shè)備及相關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展，以液體作傳導介質(zhì)的液壓脹形技術(shù)在國外發(fā)展迅速。廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)，并開始在許多其它工業(yè)領(lǐng)域引起人們的重視，前景十分廣闊。 驅(qū)動橋殼鑄件是汽車上重要的球鐵鑄鋼件，但目前市場上沖焊橋殼已經(jīng)取代鑄造橋殼成為了主流橋殼，近年來國門引進的許多產(chǎn)品就均采用了沖焊橋殼。沖焊式橋殼質(zhì)量輕、外觀好，附件結(jié)構(gòu)形狀和位置調(diào)整的可能性較大，但沖壓焊接式橋殼材料成形困難，有的還需增加退火工藝，工序多，能耗高、生產(chǎn)成本高。沖壓焊接式橋殼焊接處在較差路面上易出現(xiàn)脫焊開裂問題，超載易變形，疲勞性能差，會減少驅(qū)動橋總成的使用壽命。 此外，液壓漲形式的新工藝由于其先進的技術(shù)帶來的諸如壁厚控制合理、加工工藝簡單特點給橋殼制造帶來了新的選擇，而鋼管擴張成形式橋殼在中微型汽車上還占有一定的市場。 總之，整體式橋殼因其強度和剛度性能好，便于主減速器的安裝調(diào)整及維修而得到廣泛應(yīng)用，而其多種制造加工方式也極大豐富橋殼零件的制作手段，更加適應(yīng)各種不同種類的汽車工業(yè)應(yīng)用需求。 結(jié) 論 客車已經(jīng)是我們現(xiàn)在日常出行離不開的交通工具。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國在客車行業(yè)已經(jīng)有了長足的發(fā)展?，F(xiàn)在的客車已經(jīng)不再像當初用貨車底盤進行改裝生產(chǎn)。為了提高乘坐舒適性，現(xiàn)在大中型客車廣泛采用后置后驅(qū)的布置形式。 本次設(shè)計課題為后置后驅(qū)二軸客車驅(qū)動橋殼設(shè)計，設(shè)計與現(xiàn)代客車結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，具有實際意義。這次設(shè)計的橋殼采用整體式橋殼，因其結(jié)構(gòu)簡單、主減速器造價低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種大型載客載貨汽車。 設(shè)計中闡述了驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)形式、工作原理以及生產(chǎn)制造工藝等。并且對橋殼的受力進行了科學的受力分析以及強度計算。分析、計算嚴格遵照相關(guān)教材，且符合要求。設(shè)計中繪制出了相關(guān)零件圖以和裝配圖。 設(shè)計出來的驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)較合理，符合相關(guān)應(yīng)用要求，具有良好的強度和承載能力。制造工藝盡可能簡單；設(shè)計尺寸設(shè)置較為合理，盡量滿足零件的標準化、系列化，使其具有較高的互換性，且便于保養(yǎng)和維修。 因沒有豐富的實踐經(jīng)驗，設(shè)計時更多的依靠理論知識或參照有限的數(shù)據(jù)，設(shè)計出來的橋殼與實際應(yīng)用中的差別較大。相信通過經(jīng)驗不斷的積累，以后的設(shè)計會有更大的改進，更加合理。 致 謝 經(jīng)過了近兩個月的努力，論文寫作工作終于接近了尾聲。論文的順利完成除了我個人的努力外，更多的要歸功于系里的老師們。在此，我首先要感謝我的指導老師孫飛豹老師，在這段時間里，孫老師盡心盡力、認真負責的指導我進行畢業(yè)論文的寫作工作。無論是論文的寫作思路、整體結(jié)構(gòu)，還是設(shè)計圖紙、數(shù)學計算。我前進的每一步都是與孫老師的幫助分不開的。除了專業(yè)知識，在孫老師身上我還學到了應(yīng)該具有一絲不茍的工作態(tài)度與積極進取的工作作風。相信這些會在我以后的學習與生活中帶給我更多的收獲。 除了孫老師以外，我還要特別感謝教研室的趙老師、崔老師，實驗室的王老師、劉老師和賈老師，他們在我的理論學習和實驗內(nèi)容上給了我許多幫助指導，同時也教會了我許多實踐技能。 最后對所有在論文寫作過程中幫助過我的朋友和同學表示深深的謝意！ 參考文獻 [1] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京:清華大學出版社,2001 [2] 王望予.汽車設(shè)計.4版.北京：機械工業(yè)出版，2004 [3] 關(guān)文達.汽車構(gòu)造.2版.北京：機械工業(yè)出版，2004 [4] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [5] 余志生. 汽車理論[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 1990 [6] 劉鴻文.簡明材料力學.2版.北京：高等教育出版社,2008 [7] 劉惟信.驅(qū)動橋.北京：人民交通出版社，1987 [8] 曾東建.汽車制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，2005 [9] 石琴，陳朝陽，錢鋒，溫千紅．汽車驅(qū)動橋殼模態(tài)分析[J].上海汽車，1999 [10] 王樑.汽車后橋殼工藝分析及解決方案.河南：安陽工學院，2002. [11] 楊成愷，遲維祥.汽車后橋半殼成形工藝及模具設(shè)計.山東蓬萊：一汽山東汽車改裝廠