汽車半軸綜合分析報(bào)告

1、汽車半軸綜合分析報(bào)告10021332班1002133201-1002133217半軸簡介汽車半軸是驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的直接驅(qū)動(dòng)零件，也是汽車后橋中的重要受力部件。汽車運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩經(jīng)過變速器、差速器和減速器傳遞給半軸，再由半軸傳給車輪，推動(dòng)汽車行駛。半軸的分類半軸的分類1、 現(xiàn)代汽車常用的半軸，根據(jù)其支承型式不同，有全浮式和半浮式兩種。2、 全浮式半軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受任何反力和彎矩，因而廣泛應(yīng)用于各類汽車上。全浮式半軸易于拆裝，只需擰下半軸突緣上的螺栓即可抽出半軸，而車輪與橋殼照樣能支持汽車，從而給汽車維護(hù)帶來方便。3、 半浮式半軸既傳遞扭矩又承受全部反力和彎矩。它的支承結(jié)構(gòu)簡單、成本低

2、，因而被廣泛用于反力彎矩較小的各類轎車上。但這種半軸支承拆取麻煩，且汽車行駛中若半軸折斷則易造成車輪飛脫的危險(xiǎn)。汽車半軸的工作條件與磨損情況分析半軸的工作條件：半軸在工作時(shí)主要承受扭轉(zhuǎn)力矩和反復(fù)變曲以及一定的沖擊載荷。例如：當(dāng)汽車在啟動(dòng)或上坡時(shí)，扭矩很大，特別在緊急制動(dòng)或行駛在不平坦的道路上時(shí)工作條件更為惡劣，半軸要承受沖擊、交變彎曲疲勞荷載和扭力的作用。半軸的磨損情況分析：在通常情況下，半軸的壽命主要取決于花鍵齒的抗壓陷和耐磨損性能，但斷裂現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。例如：載重汽車最容易損壞的部位是在軸的桿部和突緣的連接處，花鍵端以及花鍵與桿部相連的部位（如圖1）。在這些部位發(fā)生損壞時(shí)，一般為疲勞斷裂。

3、 （圖1）半軸的失效形式半軸的失效形式1、扭轉(zhuǎn)疲勞斷裂：零件在交變載荷下經(jīng)過較長時(shí)間的工作而發(fā)生斷裂的現(xiàn)象 （偏心扭轉(zhuǎn)彎曲載荷下的斷口）2、過量磨損：相互接觸的金屬表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面不斷發(fā)生損耗，使金屬表面狀態(tài)和尺寸改變。3、過量變形：半軸發(fā)生尺寸畸變或體積畸變（長大或縮?。┖托螤罨儯ㄈ鐝澢蚵N曲）半軸的性能要求半軸的性能要求 1、根據(jù)工作條件和失效形式，半軸應(yīng)具有良好的綜合力學(xué)性能。 2、硬度 心部在2632HRC；表面在5060HRC，表面中頻淬火的淬硬層深度68mm 3、疲勞極限 -1=440MPa 4、金相組織 表面回火索氏體+部分托氏體，心部允許有8左右的鐵素體。半軸的選材根據(jù)半

4、軸的工作條件，可知半軸要求要具有高的抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和較好的韌性。同時(shí)，因?yàn)槠嚢胼S是要求綜合機(jī)械性能較高的零件，通常選用調(diào)制鋼制造。中、小型汽車的半軸一般用45鋼、40Cr，而重型汽車用40MnB、40CrNi或40CrMnMo等淬透性較高的合金鋼制造。（1）選擇中碳的原因：低碳鋼塑性好，但硬度較低，焊接性與冷沖壓工藝性很好。同時(shí)碳量過低，不易淬硬切回火后強(qiáng)度不夠。不能承受高抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度的工作環(huán)境。 高碳鋼塑性差，硬度高，疲勞強(qiáng)度差，切削加工性能差，韌性低。不適宜半軸需要較好韌性的條件。（2）選擇合金調(diào)制鋼的原因：調(diào)質(zhì)鋼因?yàn)槭芰η闆r比較復(fù)雜，要求具有高的綜合機(jī)械性能，具有高的強(qiáng)度和良

5、好的塑形、韌性。為了保證零件整個(gè)截面機(jī)械性能的均勻性和高的強(qiáng)韌性，合金調(diào)質(zhì)鋼有很好的淬透性。（3）重型汽車選擇高淬透性的合金調(diào)制鋼的原因：這類鋼的油淬臨界直徑為60-100mm，主要是鎳鉻鋼。鎳、鉻的適當(dāng)配合可以大大提高淬透性，并獲得優(yōu)良的機(jī)械性能。例如40CrNiMo鋼，不但具有良好的淬透性，還可以消除回火脆性，用于制造大截面，重載荷的重要零件。（4）中、小型用45鋼、40Cr鋼的原因：這類鋼的淬透直徑為30-40mm。中、小型汽車載荷較小，且半軸的尺寸較小，所以用45、40Cr 來制造半軸幾種國產(chǎn)汽車半軸的選材，技術(shù)條件及熱處理幾種國產(chǎn)汽車半軸的選材，技術(shù)條件及熱處理 半軸的熱處理半軸的熱

6、處理1、熱處理流程 半軸加工路線：下料 鍛造退火 仿形加工 調(diào)質(zhì) 銑花鍵 表面淬火、高溫回火、低溫二次回火 校直 檢驗(yàn)。2、熱處理步驟的目的與注意事項(xiàng) 一、（1）退火 退火目的：均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化，改善鋼的成形及切削加工性能，并為淬火作好組織準(zhǔn)備。 （2） 加熱溫度 合金鋼完全退火溫度一般為： Ac3+(50-70) 綜合考慮，最終選擇加熱 溫度為840（3）保溫時(shí)間 退火時(shí)間應(yīng)考慮化學(xué)成分、原是組織、裝爐量等因素。對(duì)低合金鋼，當(dāng)裝爐量不大時(shí)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：t=aD=90mint=（1.52）46 =6992min低合金鋼退火的冷卻速度一般控制

7、在：50100 /h。注：（注：（T加熱時(shí)間（加熱時(shí)間（min）；）； 加熱系數(shù)（加熱系數(shù)（min/mm）；）； D工件有效厚度工件有效厚度（mm）。）。 ）注意：注意：較快的冷速會(huì)導(dǎo)致較快的冷速會(huì)導(dǎo)致P片間距變小，出現(xiàn)片間距變小，出現(xiàn)S，造成硬度偏高，不利，造成硬度偏高，不利 切削加工。切削加工。 較慢的冷速不但會(huì)導(dǎo)致較慢的冷速不但會(huì)導(dǎo)致P片間距增大，而且會(huì)出現(xiàn)大塊片間距增大，而且會(huì)出現(xiàn)大塊F，使強(qiáng)，使強(qiáng)度、硬度降低，切削時(shí)度、硬度降低，切削時(shí)“粘刀粘刀”，淬火時(shí)造成軟點(diǎn)。，淬火時(shí)造成軟點(diǎn)。（4）缺陷產(chǎn)品處理方法 出現(xiàn)石墨化石墨化、過燒過燒，不能返修，直接報(bào)廢 石墨化：鋼件在工作溫度和應(yīng)力長

8、期作用下，會(huì)使碳化物分解成游離的石墨，這個(gè)過程也是自發(fā)進(jìn)行的，稱為P熱強(qiáng)鋼的石墨化過程、它不但消除了碳化物的作用，而 且石墨相當(dāng)于鋼中的小裂紋，使鋼的強(qiáng)度和塑性顯著降低而引起鋼件脆斷。 過燒：制品超過燒成溫度稱為過燒。燒結(jié)溫度過高和（或）燒結(jié)時(shí)間過長致使產(chǎn)品最終性能惡化的燒結(jié)。 過燒的制品易出現(xiàn)變形、尺寸不符合要求、坯體或釉面有氣泡等 二、調(diào)制處理（1）淬火 1、淬火目的、淬火目的：提高工件的強(qiáng)度、硬度，是目前工業(yè)上強(qiáng)化 鋼鐵工件的主要手段。 2、加熱溫度、加熱溫度：亞共析鋼淬火加熱溫度為： Ac3 +（3050） 綜合考慮，最終選擇加熱溫度為：880 。 3、保溫時(shí)間、保溫時(shí)間：半軸是中小工

9、件，所以爐溫到溫后的保持時(shí)間用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： t=aKD90min （省略計(jì)算） 注：t-保溫時(shí)間（min） a-加熱系數(shù)（min/mm） K-工件加熱時(shí)的修正系數(shù) D-工件的有效厚度（mm）4、冷卻介質(zhì)及淬火方式、冷卻介質(zhì)及淬火方式介質(zhì)：查閱資料，廣泛應(yīng)用于合金鋼及小截面碳鋼件的淬火介質(zhì)是全損耗系統(tǒng)用油。低溫區(qū)冷速較慢，有利減小淬火畸變、開裂傾向。方式：垂直淬入冷卻介質(zhì)中，并上下或左右運(yùn)動(dòng);帶盤半軸應(yīng)盤面先淬入介質(zhì)中，并上下或左右運(yùn)動(dòng)。注：1、全損耗系統(tǒng)用油：是采用加氫高粘度礦物基礎(chǔ)油，精選防銹、防老、抗泡、抗氧化、抗磨修復(fù)等進(jìn)口復(fù)合添加劑，科學(xué)配方調(diào)和而成，全損耗系統(tǒng)油,機(jī)械油應(yīng)用于對(duì)潤滑

10、油無特殊要求的全損耗系統(tǒng)用油。 2、全損耗系統(tǒng)用油的特點(diǎn)： 具有良好的抗磨損性能，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)提供良好的防護(hù)； 具有良好的氧化安定性，和抗泡性能 具有良好的剪切安定性，高溫時(shí)提供有效的潤滑保護(hù) 具有高粘度指數(shù)能保障良好的潤滑性能。 具有優(yōu)異的防銹性、防腐蝕性、抗磨修復(fù)性，提高機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件使用壽命。5、缺陷產(chǎn)品的處理辦法、缺陷產(chǎn)品的處理辦法 硬度不足硬度不足：進(jìn)行高溫回火、退火，消除應(yīng)力，然后重新加熱淬火。 軟點(diǎn)軟點(diǎn)：欠熱和冷卻不均造成的軟點(diǎn)，可以進(jìn)行一次回火，再重新加熱，并用適當(dāng)?shù)拇慊鸾橘|(zhì)及方式進(jìn)行淬火。 開裂開裂：直接報(bào)廢。（3）表面淬火 表面淬火是將鋼件的表面層淬透到一定的深度，而心部分仍保

11、持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火的方法 1、目的目的：獲得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韌性 2、方法：方法：表面淬火時(shí)通過快速加熱，使鋼件表面很快到淬火的溫度，在熱量來不及穿到工件心部就立即冷卻，實(shí)現(xiàn)局部淬火。 注： 采取表面淬火的原因：對(duì)于截面受力不均勻的零件，承受扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力的軸，受力較大的表面區(qū)有較好的性能，心部要求可低一點(diǎn)，則不要求全部淬透。 （3）回火回火1、回火目的：減少或消除淬火應(yīng)力、回火目的：減少或消除淬火應(yīng)力，保證相應(yīng)的組織轉(zhuǎn)變，提高鋼的韌性和塑形，獲得硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性的適當(dāng)配合，以滿足各種用途工件的性能要求。2、回火溫度：、回火溫度：根據(jù)鋼的力學(xué)性能要求與回火溫度的關(guān)系，回火溫度取560左右。3、回火時(shí)間：、回火時(shí)間： 確定回火時(shí)間的基本原則：保證工件透熱和組織轉(zhuǎn)變能充分進(jìn)行。 回火保持時(shí)間按經(jīng)驗(yàn)公式：t=K+AD 120min注：A為加熱系數(shù)（根據(jù)爐型而定） D為工件有效厚度(mm) K為附加時(shí)間一般為10-20min 4、冷卻方式 高溫回火容易產(chǎn)生高溫回火脆性。為了控制高溫回火脆性，回火后應(yīng)進(jìn)行快冷（水冷、油冷）。5、低溫二次回火 為了消除高溫回火后，