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1、后桥半轴介绍后桥半轴介绍车桥研究所车桥研究所2008-10-2112/17/20221 目录目录1、半轴的定义；、半轴的定义；2、半轴的功用；、半轴的功用；3、半轴的分类；、半轴的分类；4、半轴的主要特征尺寸；、半轴的主要特征尺寸；5、半轴的技术条件；、半轴的技术条件；6、半轴的受力示意图；、半轴的受力示意图；7、半轴的设计计算；、半轴的设计计算；8、半轴的台架试验、半轴的台架试验9、半轴的、半轴的DFMEA分析：分析：12/17/20222半轴介绍半轴介绍 一、半轴定义一、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
2、等)相连.图例一图例一 12/17/20223半轴介绍半轴介绍 图例二图例二 12/17/20224半轴介绍半轴介绍 图例三图例三 12/17/20225半轴介绍半轴介绍 二、半轴的功用二、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：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：12/17/20226半轴介绍半轴介绍 3.2
3、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：12/17/20227尺寸A尺寸B尺寸C尺寸D尺寸E尺寸FG尺寸H尺寸J尺寸K粗糙度与轴承配合与油封配合与油封配合与制动鼓配合半轴杆部直径轮胎分布尺寸花键参数半轴长度半轴介绍半轴介绍 四、半浮式半轴的一些特征尺寸：四、半浮式半轴的一些特征尺寸：12/17/20228尺寸A尺寸B尺寸C尺寸D半轴轴径花键参数轮毂螺栓分布尺寸半轴长度半轴介绍半轴介绍 四、全浮式半轴的一些特征尺寸：四、全浮式半轴的一些特征尺寸：12/17/20229半轴介绍半轴介绍 五、半轴技术条件：五、半轴技术条件：5.1
4、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
5、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。12/17/202210六、半轴的受力示意图六、半轴的受力示意图：全浮式半轴受全浮式半轴受力情况力情况半浮式半轴受半浮式半轴受力情况力情况12/17/202211半轴介绍半轴介绍 七、半轴的计算：七、半轴的计算：半轴计算首
6、先确定作用在半轴上的载荷：7.1扭矩计算扭矩计算: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全浮式半轴扭矩计算:a、按发动机最大扭矩计算：、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=0.6Temax:发动机最大转矩,Nmik：变速器一档速比；io：驱动桥主减速比；b、按最大附着力计算：、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半浮式半轴
7、计算：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X2rr。对左、右半轴来说，垂直力为：Z2L=Z2R=Z2-gw=mG2/2-gw12/17/202212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Temax及传动系
8、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.mT：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半轴介绍 12/17/202213式中：b是轮胎中心与轴承中心的距离。转矩：T=X2Lrr=X2Rrr侧向力侧向力Y2最大时，没有纵向力最大时，没有纵向力X2作用，半轴只受弯矩，在侧
9、向力作用，半轴只受弯矩，在侧向力Y2的作用下，左、右车的作用下，左、右车轮承受的垂向力轮承受的垂向力Z2L、Z2R和侧向力和侧向力Y2L、Y2R各不相等，而半轴所受的力为各不相等，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。半轴介绍半轴介绍 12/17/202214
10、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：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：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=490588MPa。半轴介绍半轴介绍 12/17/202215八、半轴的台架试验八、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
11、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/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）半轴介绍半轴介绍 12/17/202216八、半轴的静扭强度试验失效件图样八、半轴的静扭强度试验失效件图样半轴介绍半轴介绍 12/17/202217八、半轴的扭转疲劳寿命试验失效件图样八、半轴的扭转疲劳寿命试验失效件图样半轴介绍半轴介绍 12/17/202218九、半轴的九、半轴的DFMA分析：分析：半轴介绍半轴介绍 12/17/202219九、半轴的九、半轴的DFMA分析：分析：半轴介绍半轴介绍 12/17/202220 谢 谢！12/17/202221