半轴结构形式的选择
驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末端,其功用是将转矩由差速器的半轴齿轮传给驱动车轮。在一般的非断开式驱动桥上,驱动车轮的传动装置就是半轴,半轴将差速器的半轴齿轮与车轮的轮毂联接起来,半轴的形式主要取决半轴的支承形式:普通非断开式驱动桥的半轴,根据其外端支承的形式或受力状况不同可分为半浮式,3/4浮式和全浮式。
其具体结构如下:
汽车轮毂
(1)半浮式半轴
图4.1半浮式半轴
如图4.1所示,半浮式半轴以靠近外端的轴颈直接支承在置于桥壳外端内孔中的轴承上,而端部则以具有锥面的轴颈及键与车轮轮毂相固定,或以突缘直接与车轮及制动鼓相联接)。因此,半浮式半轴除传递转矩外,还要承受车轮传来的弯矩。由此可见,半浮式半轴承受的载荷复杂,但它具有结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点。用于质量较小、使用条件较好、承载负荷也不大的乘用车。
(2)3/4浮式半轴
图4.2  3/4浮式半轴
如图4.2所示,3/4浮式半轴的结构特点是半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部,直接支承着车轮轮毂,而半轴则以其端部与轮毂相固定。
由于一个轴承的支承刚度较差,因此这种半轴除承受全部转矩外,弯矩得由半轴及半轴套管共同承受,
即3/4浮式半轴还得承受部分弯矩,后者的比例大小依轴承的结构型式及其支承刚度、半轴的刚度等因素决定。侧向力引起的弯矩使轴承有歪斜的趋势,这将急剧降低轴承的寿命。可用于轿车和轻型载货汽车,但未得到推广。
(3)全浮式半轴
图4.3 全浮式半轴
如图4.3所示,全浮式半轴的外端与轮毂相联,而轮毂又由一对轴承支承于桥壳的半轴套管上。多采用一对圆锥滚子轴承支承轮毂,且两轴承的圆锥滚子小端应相向安装并有一定的预紧,调好后由锁紧螺母予以锁紧,很少采用球轴承的结构方案。由于车轮所承受的垂向力、纵向力和侧向力以及由它们引起的弯矩都经过轮毂、轮毂轴承传给桥壳,故全浮式半轴在理论上只承受转矩而不承受弯矩。但在实际工作中
由于加工和装配精度的影响及桥壳与轴承支承刚度的不足等原因,仍可能使全浮式半轴在实际使用条件下承受一定的弯矩,弯曲应力约为5~70MPa。具有全浮式半轴的驱动桥的外端结构较复杂,需采用形状复杂且质量及尺寸都较大的轮毂,制造成本较高,故轿车及其他小型汽车不采用这种结构。但由于其工作可靠,故广泛用于各类载货汽车上。
综合考虑各种半轴的优缺点和本车的实际情况,本设计采用全浮式半轴。