汽車半軸斷裂原因分析及對策研究

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1、汽車半軸斷裂原因分析及對策研究摘要在當今社會，汽車已經(jīng)走入了尋常百姓的家里，可以說汽車已經(jīng)成為了我們生活中的一個重要部分。而半軸是汽車傳動系統(tǒng)的一個重要組成部分，它是差速器與驅(qū)動輪之間傳遞扭矩的實心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接，外端與輪轂連接。根據(jù)其支承型式不同，可分為全浮式半軸和半浮式半軸。汽車半軸在使用過程中常出現(xiàn)彎曲、扭曲和斷裂以及花鍵齒磨損或扭斜等敵障。我們課題將對半軸所出現(xiàn)的斷裂問題進行分析，并對其提出相應的對策。首先是對半軸材料以及處理工藝上進行分析，找出其對于半軸斷裂的影響，并提出解決方案；其次是對半軸

2、結(jié)構(gòu)上的受力分析，運用ANSYS有限元分析軟件，對半軸模型施加不同作用力，通過分析其位移云圖，節(jié)點等效應力圖，位移矢量圖等，分析半軸受力與變形情況，對此在半軸結(jié)構(gòu)上提出相應的解決對策。最終，我們通過分析研究，發(fā)現(xiàn)對于半軸材料及處理工藝上，往往是在材料選取上以及熱處理工藝上出現(xiàn)不達標等問題造成的。而你對于半軸結(jié)構(gòu)的受力分析，我們通過對軟件結(jié)構(gòu)進行分析，最終得出半軸兩端部以及花鍵，變直徑等應力集處，最容易產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，所以在半軸的設(shè)計與制造時，應當盡量避免這些不利因素。關(guān)鍵詞汽車半軸全浮式半浮式ANSYS軟件受力分析引言汽車自1

3、9世紀末誕生至今100余年期間,汽車工業(yè)從無到有,以驚人的速度發(fā)展,寫下了人類近代文明的重要篇章。汽車是數(shù)量最多、最普及、活動范圍最廣泛、運輸量最大的現(xiàn)代化交通工具。而汽車半軸是汽車的一個重要部件，它是差速器與驅(qū)動輪之間傳遞轉(zhuǎn)矩的實心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接，外端以凸緣與輪轂連接。汽車半軸的結(jié)構(gòu)形式取決于驅(qū)動車輪的結(jié)構(gòu)，根據(jù)半軸的受力情況，半軸分為全浮式半軸和半浮式半軸。由此可見汽車半軸是汽車正常行駛的一個重要的部件，半軸性能的好壞對于汽車的安全行駛起著重要的因素。我們的課題將對汽車半軸常出現(xiàn)的斷裂問題進行分析，

4、通過查找資料并運用ANSYS有限元分析軟件，找到半軸斷裂原因并提出相應的解決方案。汽車半軸介紹汽車半軸是差速器與驅(qū)動輪之間傳遞轉(zhuǎn)矩的實心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵1與半軸齒輪連接，外端以凸緣2與輪轂連接。汽車半軸分類汽車半軸的結(jié)構(gòu)形式取決于驅(qū)動車輪的結(jié)構(gòu)，根據(jù)半軸的受力情況，半軸分為全浮式半軸和半浮式半軸。全浮式半軸：這種支承形式的半軸除受扭矩外，不在承受任何反力以及彎矩。這一類比較常用。半浮式半軸：車輪所受x、y、z方向的各種反力都經(jīng)過半軸傳給橋殼，使半軸不僅要傳遞扭矩，而且要承受各種反力及其引起的各種彎矩。這一類運用較少。全

5、浮式半軸半浮式半軸汽車半軸斷裂原因分析及對策研究汽車半軸斷裂類型汽車的半軸在長期的扭轉(zhuǎn)疲勞和沖擊力的作用下，容易出現(xiàn)彎曲、扭曲和斷裂以及花鍵齒磨損或扭斜等敵障。而對于半軸的斷裂，則有以下幾種形貌類型：（1）半軸發(fā)蘭盤脫落或裂紋（2）半軸軸部平齊斷裂（3）半軸軸部螺旋斷裂（4）半軸軸部混合斷裂及裂紋（5）半軸花鍵處斷裂（6）半軸其他形貌斷裂及裂紋半軸發(fā)蘭盤脫落或裂紋半軸軸部平齊斷裂半軸軸部螺旋斷裂半軸軸部混合斷裂及裂紋半軸花鍵處斷裂汽車半軸斷裂分析對與汽車半軸斷裂原因的分析，我們總體上可分為兩方面上的分析：半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計上的分析

6、與半軸材料以及熱處理工藝上的分析。一、半軸材料以及熱處理工藝上的分析：汽車半軸早期時由于選材不合理以及熱處理上工藝上沒有達到標準，導致汽車半軸常常出現(xiàn)斷裂的問題。所以我們首先對于半軸的選材上進行分析，找到其原因和解決方案。半軸選材分析：1）材料有雜質(zhì)；通過電子儀器對斷面進行觀察，斷口表面處存在許多非金屬雜質(zhì)，如條狀硫化物與球狀氧化物等。在汽車正常行駛時，半軸受到扭矩、彎矩、力等作用時，半軸中這些雜質(zhì)會使得半軸各部分強度、剛度、彈性等性能不均勻，從而使得各部分受力不均，對于有雜質(zhì)的地方容易成為疲勞源，從而在力的作用下使得疲勞源

7、進行擴展，成為裂紋，最終使半軸斷裂。2）材料選取不正確早期時，汽車半軸的材料使用40MnB等中碳合金鋼，經(jīng)過人們實驗分析發(fā)現(xiàn)這類材料的強度、硬度偏低，特別是淬火層深度較淺且，而且隨著半徑的不同，淬火層深度差異很大，所以容易導致半軸在受力時，那些性能差、淬火層淺的位置產(chǎn)生裂紋從而使得半軸斷裂等問題。材料熱處理問題在對半軸斷裂原因的分析時，我們發(fā)現(xiàn)熱處理工藝對于材料的性能影響非常大。同種材料受不同熱處理工藝的影響，其強度、剛度、彈性、塑性以及材料的綜合力學性能差異較大。如果熱處理工藝。以40Cr為例，如果熱處理工藝不達標，其強度

8、、硬度等都會不符合性能要求，而且其綜合性能差，淬火層淺，使得半軸在受力很容易在低于預定受力范圍以及周期作用力次數(shù)時，半軸就發(fā)生斷裂的問題。材料加工工藝當在加工半軸時，因為加工設(shè)備精度變差，以及工人加工技術(shù)不達標時，很容易使得半軸的表面精度達不到預定的要求，而且很容易使其表面存在不平整，有小