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统计表明，我国各类客车的需求量在不断增加。后桥总成作为客车的主要部件之一，有保护和支撑主减速器、半轴、差速器并支撑车辆重量的作用。在汽车行驶过程中，桥壳承受繁重的载荷，为保证客车后桥总成工作的安全性和可靠性，设计时必须考虑在静、动载荷下桥壳有足够的强度和刚度，满足驱动桥桥壳台架试验国家标准中规定工况下的要求，所以需要对其进行有限元分析论证。
对于汽车桥壳，文献论述了中重型商用汽车驱动桥壳的结构形式，综合分析和比较了铸造整体桥壳，冲压焊接整体桥壳的工艺、承载能力和成本以及应用场合和优势。文献讨论了后桥壳的可靠性优化设计问题，应用随机摄动法和约束随机方向法对后桥桥壳进行可靠性优化设计。文献提出一种基于FEM的轻量化设计方法，以力学计算结果为基础，参照实验结果，借助有限元分析的方法实现汽车结构件的轻量化设计。
本文对某客车后桥壳总成结构形式进行选择，并对其进行多种工况下的理论计算，验证了该客车后桥壳总成设计的合理性。
根据制造工艺的不同，后桥壳总成使用最多的结构型式为铸造整体式桥壳和钢板冲压焊接整体式桥壳。铸造整体式结构的桥壳韧性差、疲劳强度低，而且桥壳的外形尺寸和质量大、难以形成大批量生产。此外，铸造加工需消耗大量能源，并排出废气污染环境。钢板冲压焊接整体式后桥壳总成质量高，采用气体保护焊工艺，桥壳的疲劳值可达100万次，安全可靠；并且钢板冲压焊接整体式后桥壳总成生产成本低，生产率高，易于实现机械化大批量生产。鉴于以上分析，本设计选用钢板冲压焊接式桥壳。
根据整车厂的使用要求，该后桥壳总成由钢板冲压件焊成的桥壳壳体、两端焊有带凸缘的半轴套管、后桥壳盖、加强圈、气室支架座等构成，如图所示。桥壳壳体由上下对焊的上半壳体、下半壳体、三角板构成，如图所示。上、下半壳体采用材质强度高、冲压性能和焊接性能好的16MnL，厚度为14mm的钢板经气割或等离子切割、在自然环境温度条件下通过弯曲和拉深及机械加工形成，各零部件间圆角连接并平滑过渡。设计桥壳承受的弯曲应力不超过500 N/mm2，剪切应力不超过250 N/mm2，对于钢板冲压焊接整体式桥壳，多采用16MnL，35或40号中碳钢板。半轴套管多采用40Cr，40MnB等中碳合金钢或45号中碳钢的无缝钢管或锻件。考虑到该桥壳为客车桥壳，本体材料选用优质合金钢16MnL。
为准确了解该桥壳的主要受力情况，对所设计的桥壳作以下四种工况的受力分析，为设计提供理论依据。计算桥壳的弯曲应力简，桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近。根据已有条件，经计算可知静弯曲应力：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载荷外，还承受附加的冲击载荷。这时桥壳在动载荷下的弯曲应力，不考虑侧向力，客车以最大牵引力行驶时作用在左右驱动车轮上除有垂向反力外，尚有切向反力。由于驱动车轮的最大切向反力只nax使桥壳也承受水平方向的弯矩，并且桥壳还承受因驱动桥传递驱动转矩而引起的反作用力矩。计算知此时在两板簧座间桥壳受的弯曲应力。
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