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1、2021/3/2,1,后桥半轴介绍 车桥研究所 2008-10-21,2021/3/2,2,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：,2021/3/2,3,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.,图例一,2021/3/2,4,半轴介绍,图例二,2021/3/2,5,半轴介绍,图例三,2021/3/2,6,半轴介绍,二、半轴的功用:
2、 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：,2021/3/2,7,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：,2021/3/2,8,半轴介绍,四、半浮式半轴的一些特征尺寸：,2021/3/2,9,半
3、轴介绍,四、全浮式半轴的一些特征尺寸：,2021/3/2,10,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HRC2430；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1020，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
4、回火索氏体； 5.4粗糙度：法兰盘安装端面不大于Ra32，经过加工的杆部不大于Ra63 ，与轴承配合表面不大于Ra 0.8，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。,2021/3/2,11,六、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,2021/3/2
5、,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=Temaxikio 其中：:差速器转矩分配系数,对于普通圆锥行星齿轮差速器=0.6 Temax:发动机最大转矩,Nm ik：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=mG2rr/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
6、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X2rr。对左、右半轴来说，垂直力为： Z2L=Z2R=Z2-gw=mG2/2-gw,2021/3/2,13,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=mG2/2 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T
7、emax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=TemaxiTLT/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,2021/3/2,14,式中：b是轮胎中心与轴承中心的距离。 转矩： T=X2Lrr=X2Rrr 侧向力Y2最大时，没有纵向力X2作用，半轴只受
8、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Z2、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Z2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,2021/3/2,15,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：
9、 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.m d半轴的杆部直径，mm； 半轴扭转的许用应力，可取为=490588MPa。,半轴介绍,2021/3/2,16,八、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
10、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/Mj1.8 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，B5030l04， B1020l04； 半浮式半轴，B5040l04， B1025l04。 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,2021/3/2,17,八、半轴的静扭强度试验失效件图样,半轴介绍,2021/3/2,18,八、半轴的扭转疲劳寿命试验失效件图样,半轴介绍,2021/3/2,19,九、半轴的DFMA分析：,半轴介绍,2021/3/2,20,九、半轴的DFMA分析：,半轴介绍,2021/3/2,21,谢 谢！,