汽车半轴综合分析报告.ppt

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1、汽车半轴综合分析报告10021332班1002133201-1002133217半轴简介汽车半轴是驱动车轮转动的直接驱动零件，也是汽车后桥中的重要受力部件。汽车运行时，发动机输出的扭矩经过变速器、差速器和减速器传递给半轴，再由半轴传给车轮，推动汽车行驶。半轴的分类1、现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有全浮式和半浮式两种。2、全浮式半轴只传递转矩，不承受任何反力和弯矩，因而广泛应用于各类汽车上。全浮式半轴易于拆装，只需拧下半轴突缘上的螺栓即可抽出半轴，而车轮与桥壳照样能支持汽车，从而给汽车维护带来方便。3、半浮式半轴既传递扭矩又承受全部反力和弯矩。它的支承结构简单、成本低，因而被广泛用

2、于反力弯矩较小的各类轿车上。但这种半轴支承拆取麻烦，且汽车行驶中若半轴折断则易造成车轮飞脱的危险。汽车半轴的工作条件与磨损情况分析半轴的工作条件：半轴在工作时主要承受扭转力矩和反复变曲以及一定的冲击载荷。例如：当汽车在启动或上坡时，扭矩很大，特别在紧急制动或行驶在不平坦的道路上时工作条件更为恶劣，半轴要承受冲击、交变弯曲疲劳荷载和扭力的作用。半轴的磨损情况分析：在通常情况下，半轴的寿命主要取决于花键齿的抗压陷和耐磨损性能，但断裂现象也时有发生。例如：载重汽车最容易损坏的部位是在轴的杆部和突缘的连接处，花键端以及花键与杆部相连的部位（如图1）。在这些部位发生损坏时，一般为疲劳断裂。（图1）半轴

3、的失效形式1、扭转疲劳断裂：零件在交变载荷下经过较长时间的工作而发生断裂的现象（偏心扭转弯曲载荷下的断口）2、过量磨损：相互接触的金属表面相对运动时，表面不断发生损耗，使金属表面状态和尺寸改变。3、过量变形：半轴发生尺寸畸变或体积畸变（长大或缩小）和形状畸变（如弯曲或翘曲）半轴的性能要求1、根据工作条件和失效形式，半轴应具有良好的综合力学性能。2、硬度心部在26~32HRC；表面在50~60HRC，表面中频淬火的淬硬层深度6~8mm3、疲劳极限σ-1=440MPa4、金相组织表面回火索氏体+部分托氏体，心部允许有8％左右的铁素体。半轴的选材根据半轴的工作条件，可知半轴要求要具有高的抗弯强度、

4、疲劳强度和较好的韧性。同时，因为汽车半轴是要求综合机械性能较高的零件，通常选用调制钢制造。中、小型汽车的半轴一般用45钢、40Cr，而重型汽车用40MnB、40CrNi或40CrMnMo等淬透性较高的合金钢制造。（1）选择中碳的原因：低碳钢塑性好，但硬度较低，焊接性与冷冲压工艺性很好。同时碳量过低，不易淬硬切回火后强度不够。不能承受高抗弯强度、疲劳强度的工作环境。高碳钢塑性差，硬度高，疲劳强度差，切削加工性能差，韧性低。不适宜半轴需要较好韧性的条件。（2）选择合金调制钢的原因：调质钢因为受力情况比较复杂，要求具有高的综合机械性能，具有高的强度和良好的塑形、韧性。为了保证零件整个截面机械性能的

5、均匀性和高的强韧性，合金调质钢有很好的淬透性。（3）重型汽车选择高淬透性的合金调制钢的原因：这类钢的油淬临界直径为60-100mm，主要是镍铬钢。镍、铬的适当配合可以大大提高淬透性，并获得优良的机械性能。例如40CrNiMo钢，不但具有良好的淬透性，还可以消除回火脆性，用于制造大截面，重载荷的重要零件。（4）中、小型用45钢、40Cr钢的原因：这类钢的淬透直径为30-40mm。中、小型汽车载荷较小，且半轴的尺寸较小，所以用45、40Cr来制造半轴几种国产汽车半轴的选材，技术条件及热处理半轴的热处理1、热处理流程半轴加工路线：下料→锻造→退火→仿形加工→调质→铣花键→表面淬火、高温回火、低温二

6、次回火→校直→检验。2、热处理步骤的目的与注意事项一、（1）退火退火目的：均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善钢的成形及切削加工性能，并为淬火作好组织准备。（2）加热温度合金钢完全退火温度一般为：Ac3+(50-70)综合考虑，最终选择加热温度为840℃（3）保温时间退火时间应考虑化学成分、原是组织、装炉量等因素。对低合金钢，当装炉量不大时，可以根据经验公式：t=aD=90mint=（1.5~2）×46=69~92min低合金钢退火的冷却速度一般控制在：50~100℃/h。注：（T——加热时间（min）；α——加热系数（min/mm）；D——工件有效厚度（m

7、m）。）注意：⑴较快的冷速会导致P片间距变小，出现S，造成硬度偏高，不利切削加工。⑵较慢的冷速不但会导致P片间距增大，而且会出现大块F，使强度、硬度降低，切削时“粘刀”，淬火时造成软点。（4）缺陷产品处理方法出现石墨化、过烧，不能返修，直接报废石墨化：钢件在工作温度和应力长期作用下，会使碳化物分解成游离的石墨，这个过程也是自发进行的，称为P热强钢的石墨化过程、它不但消除了碳化物的作用，而且石墨相当于钢中的小裂