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1、2021-6-14 1 后橋半軸介紹車橋研究所2008-10-21 2021-6-14 2 目錄1、半軸的定義；2、半軸的功用；3、半軸的分類；4、半軸的主要特征尺寸；5、半軸的技術(shù)條件；6、半軸的受力示意圖；7、半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；8、半軸的臺(tái)架試驗(yàn)9、半軸的DFMEA分析： 2021-6-14 3 半軸介紹 一、半軸定義: 半軸是在差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞動(dòng)力的實(shí)心軸,其內(nèi)端與差速器半軸齒輪連接,而外端則與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂(或制動(dòng)鼓制動(dòng)盤等)相連. 圖例一 2021-6-14 4 半軸介紹 圖例二 2021-6-14 5 半軸介紹 圖例三 2021-6-14 6 半軸介紹 二、半軸的功用: 從差速器
2、傳來(lái)的扭矩經(jīng)過半軸、輪轂等，最終傳遞給車輪，是傳動(dòng)系中傳遞扭矩的一個(gè)重要零件。三、半軸的分類：半浮式、全浮式和3/4浮式三種，所謂”浮“是指卸除半軸的彎曲載荷而言，其中半浮式和全浮式兩種型式應(yīng)用的較為廣泛。3.1半浮式半軸: 半浮式半軸除傳遞扭矩外,還要承受垂直力、側(cè)向力及縱向力所作用的彎矩；常用于輕型客車上，屬于安全件。圖例： 2021-6-14 7 半軸介紹 3.2全浮式半軸: 全浮式半軸除傳遞扭矩外,其它的力和力矩均由橋殼來(lái)承受，常應(yīng)用于重型客貨車上。（不屬于安全件）圖例： 2021-6-14 8 尺寸A尺寸B尺寸C尺寸D尺寸E尺寸F G尺寸H尺寸J尺寸K粗糙度與軸承配合與油封配合與油封
3、配合與制動(dòng)鼓配合半軸桿部直徑輪胎分布尺寸花鍵參數(shù)半軸長(zhǎng)度半軸介紹 四、半浮式半軸的一些特征尺寸： 2021-6-14 9 尺寸A尺寸B尺寸C尺寸D半軸軸徑花鍵參數(shù)輪轂螺栓分布尺寸半軸長(zhǎng)度半軸介紹 四、全浮式半軸的一些特征尺寸： 2021-6-14 10 半軸介紹 五、半軸技術(shù)條件： 5.1在保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能要求條件下，推薦采用的半軸材料牌號(hào)為40Cr、42CrMo、40MnB、40CrMnMo、35CrMo等等5.2半軸熱處理工藝，推薦采用預(yù)調(diào)質(zhì)處理后表面中頻淬火處理工藝。預(yù)調(diào)質(zhì)處理后心部硬度為HRC2430；中頻淬火處理后桿部表面硬度不低于HRC52；花鍵處允許降低3個(gè)硬度單位，桿部硬化層深
4、度范圍為桿部直徑的1020，硬化層深度變化不大于桿部直徑的5，桿部圓角應(yīng)淬硬，法蘭盤可不調(diào)質(zhì)。5.3感應(yīng)淬火后半軸的金相組織a.預(yù)調(diào)質(zhì)處理后表面中頻淬火處理，硬化層為回火馬氏體，心部為回火索氏體；5.4粗糙度：法蘭盤安裝端面不大于Ra32，經(jīng)過加工的桿部不大于Ra63 ，與軸承配合表面不大于Ra 0.8，與防塵油封配合表面不大于Ra0.8，與半軸油封配合表面粗糙度為Ry(0.8-3.2)，花鍵表面粗糙度不大于Ra3.2；5.5半軸應(yīng)100%探傷檢查；5.6半軸表面不應(yīng)有折疊、凹陷、黑皮、砸痕、裂紋等缺陷。桿部表面允許有磨去裂紋的痕跡，磨削后存在的磨痕深度不大于0.5mm，同一橫斷面不允許超過兩
5、處。 5.7油封配合處、軸承配合處、花鍵處加工后，應(yīng)預(yù)以防護(hù)，禁止磕碰。 2021-6-14 11 六、半軸的受力示意圖：全浮式半軸受力情況半浮式半軸受力情況 2021-6-14 12 半軸介紹 七、半軸的計(jì)算： 半軸計(jì)算首先確定作用在半軸上的載荷：7.1扭矩計(jì)算:按發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩計(jì)算與按最大附著力計(jì)算,取兩者中較小的一個(gè);7.1.1全浮式半軸扭矩計(jì)算:a、按發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩計(jì)算：Mj=Temaxikio其中：:差速器轉(zhuǎn)矩分配系數(shù),對(duì)于普通圓錐行星齒輪差速器=0.6Temax:發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩,Nmi k：變速器一檔速比；io：驅(qū)動(dòng)橋主減速比；b、按最大附著力計(jì)算：Mj=mG2rr/2其中：m：汽
6、車加速和減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋可取1.2-1.4；G2：后橋滿載軸荷；：輪胎與地面的附著系數(shù)，取=0.8；rr：輪胎滾動(dòng)半徑7.1.2半浮式半軸計(jì)算：應(yīng)考慮到以下三種可能的工況載荷：縱向力X 2（驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力）最大時(shí)，同時(shí)承受垂直力Z2，沒有側(cè)向力Y2作用，半軸同時(shí)承受由X2力及Z2力引起的彎矩和由X2引起的轉(zhuǎn)矩X2rr。對(duì)左、右半軸來(lái)說，垂直力為：Z2L=Z2R=Z2-gw=mG2/2-gw 2021-6-14 13 式中：gw：一側(cè)車輪（包括輪轂、制動(dòng)器等）本身對(duì)地面的垂直載荷；G2：后橋滿載軸荷；m：汽車加速和減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋可取m=1.2-1.4；縱向力
7、應(yīng)按最大附著力計(jì)算，即X2L=X2R=mG2/2式中：輪胎與地面的附著系數(shù)，取=0.8；另：對(duì)于驅(qū)動(dòng)車輪來(lái)說，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax及傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比iTL計(jì)算所得的縱向力小于由最大附著力所決定的縱向力時(shí)，則應(yīng)按下式計(jì)算，即X 2L=X2R=TemaxiTLT/rr式中：差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于普通差速器=0.6；Temax：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N.mT：汽車傳動(dòng)系效率，計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)或取為0.9；iTL：傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比，即為變速器擋傳動(dòng)比、分動(dòng)器或副變速器低檔傳動(dòng)比iFL及主減速比i0之乘積；rr：輪胎滾動(dòng)半徑；左、右半軸所承受的合成彎矩 半軸介紹 2021-6-14 14 式中
8、：b是輪胎中心與軸承中心的距離。轉(zhuǎn)矩：T=X2Lrr=X2Rrr側(cè)向力Y2最大時(shí)，沒有縱向力X2作用，半軸只受彎矩，在側(cè)向力Y2的作用下，左、右車輪承受的垂向力Z2L、Z2R和側(cè)向力Y2L、Y2R各不相等，而半軸所受的力為：式中的“+”、“-”號(hào)的取舍規(guī)定為：當(dāng)側(cè)向力Y 2向右作用時(shí)，取上面的號(hào)，當(dāng)Y2向左作用時(shí)，取下面的號(hào)。式中：B2輪距，mm；hg汽車的質(zhì)心高度，mm；1輪胎與路面的側(cè)向附著系數(shù)，取1.0；所以：由Z2、Y2所引起的半軸彎矩，在一側(cè)半軸上應(yīng)相加，而在另一側(cè)半軸上則應(yīng)相減，即在左、右半軸上同Z2和Y2引起的合成彎矩分別為：式是的“+”、“-”號(hào)的取舍與上述相同。 半軸介紹 2
9、021-6-14 15 汽車通過不平路面垂直力最大時(shí)，沒有縱向力和側(cè)向力作用，半軸只受垂向彎矩：式中：kd動(dòng)載荷系數(shù)，轎車、客車取1.75；載貨汽車取2.5，越野汽車取3.0.7.2半軸的強(qiáng)度計(jì)算：上述幾種型的半軸，強(qiáng)度均可按下式計(jì)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：式中：半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，MPa；T半軸的計(jì)算扭矩，N.md半軸的桿部直徑，mm；半軸扭轉(zhuǎn)的許用應(yīng)力，可取為=490588MPa。 半軸介紹 2021-6-14 16 八、半軸的臺(tái)架試驗(yàn)8.1、半軸的臺(tái)架試驗(yàn)分類：半軸靜扭強(qiáng)度試驗(yàn)和半軸扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗(yàn)。8.2、試驗(yàn)件取樣要求：半軸靜扭強(qiáng)度試驗(yàn)：試驗(yàn)樣品為3件，試驗(yàn)樣品必須為隨機(jī)抽樣，抽樣基數(shù)不少于200件
10、。半軸扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗(yàn)：試驗(yàn)樣品不得少于5件，試驗(yàn)樣品必須為隨機(jī)抽樣，抽樣基數(shù)不少200件。8.3、半軸臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)：8.3.1、半軸靜扭強(qiáng)度試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)：K=M/Mj1.8式中：K靜扭強(qiáng)度失效后備系數(shù)；M半軸破壞扭矩，N.m；Mj半軸的計(jì)算（計(jì)算方式同前）8.3.2、半軸扭轉(zhuǎn)疲勞壽合試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)：全浮式半軸，B5030l0 4， B1020l04；半浮式半軸，B5040l04， B1025l04。8.4、半軸的靜扭強(qiáng)度試驗(yàn)和半軸扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗(yàn)失圖圖樣（見下頁(yè)） 半軸介紹 2021-6-14 17 八、半軸的靜扭強(qiáng)度試驗(yàn)失效件圖樣半軸介紹 2021-6-14 18 八、半軸的扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗(yàn)失效件圖樣半軸介紹 2021-6-14 19 九、半軸的DFMA分析： 半軸介紹 2021-6-14 20 九、半軸的DFMA分析： 半軸介紹 2021-6-14 21 謝 謝 ！
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