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統計表明，我國各類客車的需求量在不斷增加。后橋總成作為客車的主要部件之一，有保護和支撐主減速器、半軸、差速器并支撐車輛重量的作用。在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，為保證客車后橋總成工作的安全性和可靠性，設計時必須考慮在靜、動載荷下橋殼有足夠的強度和剛度，滿足驅動橋橋殼臺架試驗國家標準中規定工況下的要求，所以需要對其進行有限元分析論證。
對于汽車橋殼，文獻論述了中重型商用汽車驅動橋殼的結構形式，綜合分析和比較了鑄造整體橋殼，沖壓焊接整體橋殼的工藝、承載能力和成本以及應用場合和優勢。文獻討論了后橋殼的可靠性優化設計問題，應用隨機攝動法和約束隨機方向法對后橋橋殼進行可靠性優化設計。文獻提出一種基于FEM的輕量化設計方法，以力學計算結果為基礎，參照實驗結果，借助有限元分析的方法實現汽車結構件的輕量化設計。
本文對某客車后橋殼總成結構形式進行選擇，并對其進行多種工況下的理論計算，驗證了該客車后橋殼總成設計的合理性。
根據制造工藝的不同，后橋殼總成使用最多的結構型式為鑄造整體式橋殼和鋼板沖壓焊接整體式橋殼。鑄造整體式結構的橋殼韌性差、疲勞強度低，而且橋殼的外形尺寸和質量大、難以形成大批量生產。此外，鑄造加工需消耗大量能源，并排出廢氣污染環境。鋼板沖壓焊接整體式后橋殼總成質量高，采用氣體保護焊工藝，橋殼的疲勞值可達100萬次，安全可靠；并且鋼板沖壓焊接整體式后橋殼總成生產成本低，生產率高，易于實現機械化大批量生產。鑒于以上分析，本設計選用鋼板沖壓焊接式橋殼。
根據整車廠的使用要求，該后橋殼總成由鋼板沖壓件焊成的橋殼殼體、兩端焊有帶凸緣的半軸套管、后橋殼蓋、加強圈、氣室支架座等構成，如圖所示。橋殼殼體由上下對焊的上半殼體、下半殼體、三角板構成，如圖所示。上、下半殼體采用材質強度高、沖壓性能和焊接性能好的16MnL，厚度為14mm的鋼板經氣割或等離子切割、在自然環境溫度條件下通過彎曲和拉深及機械加工形成，各零部件間圓角連接并平滑過渡。設計橋殼承受的彎曲應力不超過500 N/mm2，剪切應力不超過250 N/mm2，對于鋼板沖壓焊接整體式橋殼，多采用16MnL，35或40號中碳鋼板。半軸套管多采用40Cr，40MnB等中碳合金鋼或45號中碳鋼的無縫鋼管或鍛件。考慮到該橋殼為客車橋殼，本體材料選用優質合金鋼16MnL。
為準確了解該橋殼的主要受力情況，對所設計的橋殼作以下四種工況的受力分析，為設計提供理論依據。計算橋殼的彎曲應力簡，橋殼的危險斷面通常在鋼板彈簧座附近。根據已有條件，經計算可知靜彎曲應力：當汽車高速行駛于不平路面上時，橋殼除承受在靜載狀態下的載荷外，還承受附加的沖擊載荷。這時橋殼在動載荷下的彎曲應力，不考慮側向力，客車以最大牽引力行駛時作用在左右驅動車輪上除有垂向反力外，尚有切向反力。由于驅動車輪的最大切向反力只nax使橋殼也承受水平方向的彎矩，并且橋殼還承受因驅動橋傳遞驅動轉矩而引起的反作用力矩。計算知此時在兩板簧座間橋殼受的彎曲應力。
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