后桥半轴介绍.ppt

29 03 2020 1 后桥半轴介绍车桥研究所2008 10 21 29 03 2020 2 目录1 半轴的定义 2 半轴的功用 3 半轴的分类 4 半轴的主要特征尺寸 5 半轴的技术条件 6 半轴的受力示意图 7 半轴的设计计算 8 半轴的台架试验9 半轴的DFMEA分析 29 03 2020 3 半轴介绍 一 半轴定义 半轴是在差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴 其内端与差速器半轴齿轮连接 而外端则与驱动轮的轮毂 或制动鼓 制动盘等 相连 图例一 29 03 2020 4 半轴介绍 图例二 29 03 2020 5 半轴介绍 图例三 29 03 2020 6 半轴介绍 二 半轴的功用 从差速器传来的扭矩经过半轴 轮毂等 最终传递给车轮 是传动系中传递扭矩的一个重要零件 三 半轴的分类 半浮式 全浮式和3 4浮式三种 所谓 浮 是指卸除半轴的弯曲载荷而言 其中半浮式和全浮式两种型式应用的较为广泛 3 1半浮式半轴 半浮式半轴除传递扭矩外 还要承受垂直力 侧向力及纵向力所作用的弯矩 常用于轻型客车上 属于安全件 图例 29 03 2020 7 半轴介绍 3 2全浮式半轴 全浮式半轴除传递扭矩外 其它的力和力矩均由桥壳来承受 常应用于重型客货车上 不属于安全件 图例 29 03 2020 8 半轴介绍 四 半浮式半轴的一些特征尺寸 29 03 2020 9 半轴介绍 四 全浮式半轴的一些特征尺寸 29 03 2020 10 半轴介绍 五 半轴技术条件 5 1在保证产品设计性能要求条件下 推荐采用的半轴材料牌号为40Cr 42CrMo 40MnB 40CrMnMo 35CrMo等等5 2半轴热处理工艺 推荐采用预调质处理后表面中频淬火处理工艺 预调质处理后心部硬度为HRC24 30 中频淬火处理后杆部表面硬度不低于HRC52 花键处允许降低3个硬度单位 杆部硬化层深度范围为杆部直径的10 20 硬化层深度变化不大于杆部直径的5 杆部圆角应淬硬 法兰盘可不调质 5 3感应淬火后半轴的金相组织a 预调质处理后表面中频淬火处理 硬化层为回火马氏体 心部为回火索氏体 5 4粗糙度 法兰盘安装端面不大于Ra3 2 经过加工的杆部不大于Ra6 3 与轴承配合表面不大于Ra0 8 与防尘油封配合表面不大于Ra0 8 与半轴油封配合表面粗糙度为Ry 0 8 3 2 花键表面粗糙度不大于Ra3 2 5 5半轴应100 探伤检查 5 6半轴表面不应有折叠 凹陷 黑皮 砸痕 裂纹等缺陷 杆部表面允许有磨去裂纹的痕迹 磨削后存在的磨痕深度不大于0 5mm 同一横断面不允许超过两处 5 7油封配合处 轴承配合处 花键处加工后 应预以防护 禁止磕碰 29 03 2020 11 六 半轴的受力示意图 全浮式半轴受力情况 半浮式半轴受力情况 29 03 2020 12 半轴介绍 七 半轴的计算 半轴计算首先确定作用在半轴上的载荷 7 1扭矩计算 按发动机最大扭矩计算与按最大附着力计算 取两者中较小的一个 7 1 1全浮式半轴扭矩计算 a 按发动机最大扭矩计算 Mj Temax ik io其中 差速器转矩分配系数 对于普通圆锥行星齿轮差速器 0 6Temax 发动机最大转矩 N mik 变速器一档速比 io 驱动桥主减速比 b 按最大附着力计算 Mj m G2 rr 2其中 m 汽车加速和减速时的质量转移系数 对于后驱动桥可取1 2 1 4 G2 后桥满载轴荷 轮胎与地面的附着系数 取 0 8 rr 轮胎滚动半径7 1 2半浮式半轴计算 应考虑到以下三种可能的工况载荷 纵向力X2 驱动力或制动力 最大时 同时承受垂直力Z2 没有侧向力Y2作用 半轴同时承受由X2力及Z2力引起的弯矩和由X2引起的转矩X2 rr 对左 右半轴来说 垂直力为 Z 2L Z 2R Z2 gw m G2 2 gw 29 03 2020 13 式中 gw 一侧车轮 包括轮毂 制动器等 本身对地面的垂直载荷 G2 后桥满载轴荷 m 汽车加速和减速时的质量转移系数 对于后驱动桥可取m 1 2 1 4 纵向力应按最大附着力计算 即X2L X2R m G2 2式中 轮胎与地面的附着系数 取 0 8 另 对于驱动车轮来说 当按发动机最大转矩Temax及传动系最低挡传动比iTL计算所得的纵向力小于由最大附着力所决定的纵向力时 则应按下式计算 即X2L X2R Temax iTL T rr式中 差速器的转矩分配系数 对于普通差速器 0 6 Temax 发动机最大转矩 N m T 汽车传动系效率 计算时可忽略不计或取为0 9 iTL 传动系最低档传动比 即为变速器 挡传动比 分动器或副变速器低档传动比iFL及主减速比i0之乘积 rr 轮胎滚动半径 左 右半轴所承受的合成弯矩 半轴介绍 29 03 2020 14 式中 b是轮胎中心与轴承中心的距离 转矩 T X2L rr X2R rr 侧向力Y2最大时 没有纵向力X2作用 半轴只受弯矩 在侧向力Y2的作用下 左 右车轮承受的垂向力Z2L Z2R和侧向力Y2L Y2R各不相等 而半轴所受的力为 式中的 号的取舍规定为 当侧向力Y2向右作用时 取上面的号 当Y2向左作用时 取下面的号 式中 B2 轮距 mm hg 汽车的质心高度 mm 1 轮胎与路面的侧向附着系数 取1 0 所以 由Z 2 Y2所引起的半轴弯矩 在一侧半轴上应相加 而在另一侧半轴上则应相减 即在左 右半轴上同Z 2和Y2引起的合成弯矩分别为 式是的 号的取舍与上述相同 半轴介绍 29 03 2020 15 汽车通过不平路面垂直力最大时 没有纵向力和侧向力作用 半轴只受垂向弯矩 式中 kd 动载荷系数 轿车 客车取1 75 载货汽车取2 5 越野汽车取3 0 7 2半轴的强度计算 上述几种型的半轴 强度均可按下式计算其扭转应力 式中 半轴的扭转应力 MPa T 半轴的计算扭矩 N md 半轴的杆部直径 mm 半轴扭转的许用应力 可取为 490 588MPa 半轴介绍 29 03 2020 16 八 半轴的台架试验 8 1 半轴的台架试验分类 半轴静扭强度试验和半轴扭转疲劳寿命试验 8 2 试验件取样要求 半轴静扭强度试验 试验样品为3件 试验样品必须为随机抽样 抽样基数不少于200件 半轴扭转疲劳寿命试验 试验样品不得少于5件 试验样品必须为随机抽样 抽样基数不少200件 8 3 半轴台架试验评价指标 8 3 1 半轴静扭强度试验评价指标 K M Mj 1 8式中 K 静扭强度失效后备系数 M 半轴破坏扭矩 N m Mj 半轴的计算 计算方式同前 8 3 2 半轴扭转疲劳寿合试验评价指标 全浮式半轴 B50 30 l04 B10 20 l04 半浮式半轴 B50 40 l04 B10 25 l04 8 4 半轴的静扭强度试验和半轴扭转疲劳寿命试验失图图样 见下页 半轴介绍 29 03 2020 17 八 半轴的静扭强度试验失效件图样 半轴介绍 29 03