桥壳项目报告.

《汽车制造工艺》

三级项目报告书

载荷1.5吨桥壳结构设计及制造工艺制定

班级：12级车辆工程卓越班

组员：梁宏宇陈尔康黄业兴

指导教师：***

日期：2014年12月22日

一、汽车桥壳的功能及特征分析

（1）驱动桥壳的功用

1、和从动桥一起承受汽车质量

2、使左、右驱动车轮的轴向相对位置固定

3、汽车行驶时，其作为行驶系的组成部分时功用主要是安装悬架或轮毂，支撑汽车悬架以上各部分重量，承受驱动轮传来的反力和力矩，并在驱动轮与悬架之间传力

（2）桥壳的特征

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。同时，桥壳又是行驶系的主要组成件之一。

驱动桥壳应有足够的强度和刚度，质量小，并便于主减速器的拆装和调整。

（3）驱动桥壳的设计要求

⑴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。

⑵在保证强度和刚度的前提下，尽量减轻质量以提高行驶的平顺性。

⑶结构工艺性好，成本低。

⑷拆装、调整、维修方便

⑸保护装于其上的传动系部件和防止泥水侵入。

⑹保证足够的离地间隙。

二、汽车桥壳制造方法的确定

驱动桥壳可分为整体式桥壳和分段式桥壳，分段式桥壳一般分为两段，因而易于铸造加工，但检修及拆卸很不方便。目前较少采用分段式桥壳，使用较为广泛的是整体式桥壳。

常见的整体式桥壳制造方式有整体铸造式、钢板冲压焊接式、钢管扩张成形式以及液压涨形式等.

1.整体铸造式

整体铸造式桥壳的主要优点在于刚性好、塑性变形小、强度高、易铸成等强度梁，可根据各截面不同的强度要求设计铸造不一样的壁厚。其缺点是弹性及韧性较冲焊桥壳差、铸造质量不易保证，且整体质量大、成本较高，不适合整车进行轻量化及降成本设计。整体铸造式桥壳在现今的汽车工业市场上仍有大量的应用，世界范围内的重型车辆上仍普遍采用铸造桥壳，只是材料及结构作了一些变化，包括采用高强度ＱＴ及高牌号铸钢，结构设计更加合理等。

铸造整体桥壳通常采用球墨铸铁、可锻铸铁或铸钢铸造。铸造整体桥壳的主要优点在于可制成复杂面和理想的形状，壁厚可以变化，易得到理想的应力分布，其强度及刚度均较好，工作可靠，故要求负载较大的中型重型汽车，适于采用这种。然而由于其质量大、加工面多、制造工艺复杂。且需要相当规模的铸造设备，在铸造时质量不易控制，也容易出现废品，故仅用于载荷大的重型汽车，不适用于载重1.5吨的货车。

2.钢板冲压焊接式

钢板冲压焊接式桥壳具有质量小、制造工艺简单、材料利用率

高、抗冲击性能好以及成本低等优点，并适于大量生产。目前非铸造桥壳中最主要的结构型式就是钢板冲压焊接式，近年来不仅在客车、轿车、轻型载货汽车以及中型载货汽车上得到了广泛的应用，而且有些吨位更大的汽车也开始采用此种工艺的桥壳。钢板冲压焊接式整体桥壳主要组成部分包括上、下对焊的一对桥壳主件、两个突缘、四块三角钢板、两个半轴套管、加强圈、一个后盖以及两个钢板弹簧座，整体沿其间接缝组焊而成。桥壳主件是由钢板冲压而成的上、下两半壳，具体焊接方法可将桥壳主件（上、下半壳）与半轴套管间对焊，也可以将上、下桥壳主件两侧的半圆形端部与半轴套管内端的外圆对其贴紧，沿接缝焊一圈，伴以塞焊。钢板冲压焊接式桥壳的优点在于工艺简单、质量小（仅为铸造整体式桥壳的７５％左右）、弹性好、韧性高、材料利用率高、成本低，却比有些铸造式车桥更安全可靠。

3.钢管扩张成形整体式

钢管扩张成形整体式桥壳是由中碳无缝钢管或钢板卷焊钢管

扩张、滚压成形制成。将钢管中间扩孔、两端液压变细，再加焊凸缘及钢板弹簧座等，这种制造工艺的生产效率高，材料的利用率最高，桥壳质量小而强度和刚度却比较好，但需要专用扩张、液压成形轧制设备。适用于轿车和轻、中型载货汽车的大批量生产。

4.液压涨形式

汽车桥壳液压胀形工艺方法是一种可代替冲压焊接方法的先进技术，这种方法节约能源和材料，而且制造的整体桥壳强度高、质量好、成本低。液压涨形式工艺是指首先选择适当尺寸的管坯，

先将其两端部分缩径至零件图要求，再将中间部分进行轴向压缩液压胀形至最终尺寸。

综合选择，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。

对于载重1.5吨货车而言，载重较轻，后桥应采用最常用的钢板冲压焊接整体式桥壳。

三、汽车桥壳的结构设计

四、汽车桥壳的强度计算及校核

驱动桥壳应满足以下设计要求：

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，尽量减小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防止泥水进入。

6.拆装，调整，维修方便。

平面草图：

已知条件：驱动车轮轮距B=1.640m

驱动桥壳上俩钢板弹簧座中心间的距离b=1.07m

静载系数2-2.5取2.5

载荷F=1.5t

计算简图如下：

桥壳所受载荷： N F F F k 375.188.92

105.15.23

21=⨯⨯⨯=== 钢板弹簧座之间的弯矩： m 875.52362

b s ⋅=-⨯==N B F F M 4-1 而静弯曲应力()MPa wj σ则为 v

wj W M 310=σ (Mpa) 式中 v W —危险断面处（钢板弹簧座内侧）桥壳的垂向弯曲截