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、半軸的技術條件；6、半軸的受力示意圖；7、半軸的設計計算；8、半軸的臺架試驗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動輪之間傳遞動力的實心軸,其內端與差速器半軸齒輪連接,而外端則與驅動輪的輪轂(或制動鼓制動盤等)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: 從差速器傳來的扭矩經(jīng)過半軸、輪轂等，最終傳遞給車輪，是傳動系中傳遞扭矩的一個重要零件。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承受，常應用于重型客貨車上。（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配合與制動鼓配合半軸桿部直徑輪胎分布尺寸花鍵參數(shù)半軸長度半軸介紹 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、半軸技術條件： 5.1在保證產(chǎn)品設計性能要求條件下，推薦采用的半軸材料牌號為40Cr、42CrMo、40MnB、40CrMnMo、35CrMo等等5.2半軸熱處理工藝，推薦采用預調質處理后表面中頻淬火處理工藝。預調質處理后心部硬度為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個硬度單位，桿部硬化層深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，桿部圓角應淬硬，法蘭盤可不調質。5.3感應淬火后半軸的金相組織a.預調質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100%探傷檢查；5.6半軸表面不應有折疊、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處。 5.7油封配合處、軸承配合處、花鍵處加工后，應預以防護，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、半軸的計算： 半軸計算首先確定作用在半軸上的載荷：7.1扭矩計算:按發(fā)動機最大扭矩計算與按最大附著力計算,取兩者中較小的一個;7.1.1全浮式半軸扭矩計算:a、按發(fā)動機最大扭矩計算：Mj=Temaxikio其中：:差速器轉矩分配系數(shù),對于普通圓錐行星齒輪差速器=0.6Temax:發(fā)動機最大轉矩,Nmi k：變速器一檔速比；io：驅動橋主減速比；b、按最大附著力計算：Mj=mG2rr/2其中：m：汽車加速和減速時的質量轉移系數(shù)，對于后驅動橋可取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：輪胎滾動半徑7.1.2半浮式半軸計算：應考慮到以下三種可能的工況載荷：縱向力X 2（驅動力或制動力）最大時，同時承受垂直力Z2，沒有側向力Y2作用，半軸同時承受由X2力及Z2力引起的彎矩和由X2引起的轉矩X2rr。對左、右半軸來說，垂直力為：Z2L=Z2R=Z2-gw=mG2/2-gw 2021-6-14 13 式中：gw：一側車輪（包括輪轂、制動器等）本身對地面的垂直載荷；G2：后橋滿載軸荷；m：汽車加速和減速時的質量轉移系數(shù)，對于后驅動橋可取m=1.2-1.4；縱向力應按最大附著力計算，即X2L=X2R=mG2/2式中：輪胎與地面的附著系數(shù)，取=0.8；另：對于驅動車輪來說，當按發(fā)動機最大轉矩Temax及傳動系最低擋傳動比iTL計算所得的縱向力小于由最大附著力所決定的縱向力時，則應按下式計算，即X 2L=X2R=TemaxiTLT/rr式中：差速器的轉矩分配系數(shù)，對于普通差速器=0.6；Temax：發(fā)動機最大轉矩，N.mT：汽車傳動系效率，計算時可忽略不計或取為0.9；iTL：傳動系最低檔傳動比，即為變速器擋傳動比、分動器或副變速器低檔傳動比iFL及主減速比i0之乘積；rr：輪胎滾動半徑；左、右半軸所承受的合成彎矩 半軸介紹 2021-6-14 14 式中：b是輪胎中心與軸承中心的距離。轉矩：T=X2Lrr=X2Rrr側向力Y2最大時，沒有縱向力X2作用，半軸只受彎矩，在側向力Y2的作用下，左、右車輪承受的垂向力Z2L、Z2R和側向力Y2L、Y2R各不相等，而半軸所受的力為：式中的“+”、“-”號的取舍規(guī)定為：當側向力Y 2向右作用時，取上面的號，當Y2向左作用時，取下面的號。式中：B2輪距，mm；hg汽車的質心高度，mm；1輪胎與路面的側向附著系數(shù)，取1.0；所以：由Z2、Y2所引起的半軸彎矩，在一側半軸上應相加，而在另一側半軸上則應相減，即在左、右半軸上同Z2和Y2引起的合成彎矩分別為：式是的“+”、“-”號的取舍與上述相同。 半軸介紹 2021-6-14 15 汽車通過不平路面垂直力最大時，沒有縱向力和側向力作用，半軸只受垂向彎矩：式中：kd動載荷系數(shù)，轎車、客車取1.75；載貨汽車取2.5，越野汽車取3.0.7.2半軸的強度計算：上述幾種型的半軸，強度均可按下式計算其扭轉應力：式中：半軸的扭轉應力，MPa；T半軸的計算扭矩，N.md半軸的桿部直徑，mm；半軸扭轉的許用應力，可取為=490588MPa。 半軸介紹 2021-6-14 16 八、半軸的臺架試驗8.1、半軸的臺架試驗分類：半軸靜扭強度試驗和半軸扭轉疲勞壽命試驗。8.2、試驗件取樣要求：半軸靜扭強度試驗：試驗樣品為3件，試驗樣品必須為隨機抽樣，抽樣基數(shù)不少于200件。半軸扭轉疲勞壽命試驗：試驗樣品不得少于5件，試驗樣品必須為隨機抽樣，抽樣基數(shù)不少200件。8.3、半軸臺架試驗評價指標：8.3.1、半軸靜扭強度試驗評價指標：K=M/Mj1.8式中：K靜扭強度失效后備系數(shù)；M半軸破壞扭矩，N.m；Mj半軸的計算（計算方式同前）8.3.2、半軸扭轉疲勞壽合試驗評價指標：全浮式半軸，B5030l0 4， B1020l04；半浮式半軸，B5040l04， B1025l04。8.4、半軸的靜扭強度試驗和半軸扭轉疲勞壽命試驗失圖圖樣（見下頁） 半軸介紹 2021-6-14 17 八、半軸的靜扭強度試驗失效件圖樣半軸介紹 2021-6-14 18 八、半軸的扭轉疲勞壽命試驗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 ！