汽车驱动桥主减速器装配工艺设计分析 朱永恒

汽车驱动桥主减速器装配工艺设计分析朱永恒

发表时间：2018-12-25T15:06:08.827Z 来源：《信息技术时代》2018年1期作者：朱永恒杨申

[导读] 汽车驱动桥模块化设计很大程度上由各个零件间的关联关系确定，但零件配合属性通常是模糊的。为方便汽车驱动桥产品的模块化设计，运用了模糊关联分析与求解的设计方法。

（精诚工科汽车系统有限公司，河北保定 071000）

摘要：汽车驱动桥模块化设计很大程度上由各个零件间的关联关系确定，但零件配合属性通常是模糊的。为方便汽车驱动桥产品的模块化设计，运用了模糊关联分析与求解的设计方法。根据模糊概念理论，运用模糊关联规则对数据进行了规整和优化，建立了产品设计的模糊关联系统，给出了属性模糊矩阵，从而有效地处理模糊信息，为后续的模块化设计奠定基础。

关键词：驱动桥；主减速器；装配工艺

引言

驱动桥是车辆的重要组成部分，一般由桥壳、主减速器、差速器、半轴、轮边减速器等组成。汽车驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。因此，汽车生产商一般都会对每一批驱动桥进行可靠性试验，以考核驱动桥的质量。

1、主减速器和差速器的主要零件清单

根据零件模糊语义配合关系确定驱动桥中主减速器和差速器存在的零件。汽车驱动桥是个很复杂的整体，通过分解、分析并建立各个零件间功能、联接、物理关联关系，确定汽车驱动桥中主减速器及差速器总成的主要零件清单，如表1所示。

表1汽车驱动桥中主减速器的主要零件清单

2、驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验

2.1、试验方法驱动桥桥壳承受着复杂的作用力，尤其是在汽车行驶过程中通过不平的路面、车轮与地面间所产生的冲击载荷。如果桥壳疲劳强度不够，会引起桥壳的变形或断裂。桥壳垂直弯曲疲劳试验主要是模拟桥壳在实车上的垂向工况，一般取样5件，以中值疲劳寿命不低于80万次、且试验样品中最低寿命不低于50万次来评判。，将桥壳安装在支架上，支点为该桥轮距的相应点，垂直载荷加载点为二钢板弹簧中心。安装时加力方向应与桥壳轴管中心线垂直，支点应能滚动，以适应加载变形不致运动干涉。以驱动桥满载轴荷的2.5倍作为最大载荷，以应力为零时的载荷作为最小载荷，利用液压疲劳试验机施加近似正弦波的交变载荷，频率一般为5～6Hz，直至桥壳破裂。

2.2、失效分析

机械零部件在循环载荷的作用下，在某个或者某些应力较大部位产生损伤并且逐渐累积，以致机械性能退化，裂纹产生、扩展直到完全断裂的失效形式，即为疲劳失效。受到垂向载荷的桥壳，最容易产生疲劳失效的地方是过渡连接的地方，比如说桥壳凸缘与半轴套管过渡区域、板簧位置和桥壳连接焊缝处等。是垂直弯曲疲劳试验波形曲线，是一款桥壳在28.96万次试验后板簧座下侧旁开裂的情况，是一款

桥壳在42.58万次试验后套管与支架处断裂的情况。可以看出:的桥壳失效位置均为加载载荷的板簧位置附近。由于桥壳下部受拉应力，上部受压应力，所以桥壳下方的圆弧过渡处或结构改变处首先形成裂纹。而裂纹的存在会造成应力集中，在承受交变载荷循环一定次数下裂纹会继续扩展，使桥壳疲劳强度急剧下降，直至强度不足最终造成零件断裂。此时应该考虑改善板簧座及连接位置的受力状况，缓解应力集中状况；对桥壳表面质量进行淬火等强化处理，以提高桥壳疲劳寿命。

3、半轴扭转疲劳试验

3.1、试验方法

汽车半轴是将差速器与驱动轮连接起来的轴，当汽车平稳匀速行驶时，半轴承受和传递恒定的扭矩，半轴在汽车起动、刹车以及在崎岖道路上行驶时，要承受扭转交变的冲击载荷，且载荷值较大，造成半轴断裂或损伤。由于半轴主要承受的是扭矩，所以扭转疲劳试验就是很好的考察半轴寿命质量的方法。同样地，一般取样5件，以中值疲劳寿命和试验样品中最低寿命来评判。试验计算扭矩按发动机最大扭矩计算与按最大附着力计算，取两者中较小的一个。正式进行试验时，以0.1倍计算扭矩作为最小试验扭矩，计算扭矩与最小试验扭矩的和作为最大试验扭矩，对半轴加载非对称的近似正弦波，直至半轴出现损坏。由于半轴的端部是花键，不能通过直接夹持来加载扭矩，不然很大可能会造成花键磨损或者半轴松脱，导致试验失败，所以一般会使用半轴端部花键配合的半轴齿轮，再固定在法兰盘上，通过法兰盘再与试验机固定，保证试验正常进行。

3.2、失效分析

从结构上分析，半轴主要分为法兰盘、杆部和花键3个部分，两端分别与半轴齿轮和车轮连接。花键输入扭矩，杆部传递扭矩，法兰盘输出扭矩。花键与杆部连接处以及半轴杆部与法兰盘的圆弧连接处，是半轴截面发生变化的过渡圆角处，应为整个半轴应力集中严重的部位。在应力集中的局部区域易形成疲劳裂纹，造成疲劳断裂的现象。是一款半轴在花键与杆部连接处断裂的损坏情况。另外花键齿顶部与齿轮直接接触，受到很大冲击扭转力，损坏的概率也较大。

结束语

汽车作为一种常见的出行工具，人们不仅仅关注车辆的安全性能，也开始注重车辆的舒适性，其中一个方面就是车辆的振动与噪音特性。本文主要对驱动桥总成的振动与噪音进行实验研究和有限元分析，并提出桥壳结构的改进方案。由于驱动桥总成较复杂，涉及零部件较多，目前在一些方面仍需要进一步的研究。

参考文献

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