创新训练报告DOC.docx

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创新训练报告DOC

创新训练报告

班级：

12级车辆工程卓越班

学号：

120113050011

姓名：

指导教师：

目录

一、半轴1

1Baja部分参数1

2半轴的结构设计1

2.1计算载荷的确定1

2.2全浮式半轴杆部直径的初选2

3半轴的强度计算2

3.1半轴的扭转应力2

3.2半轴花键的剪切应力3

3.3半轴花键的挤压应力3

4二维图和三维图4

4.1半轴三维图4

4.2半轴二维图6

5半轴的材料与热处理8

一、半轴

半轴是在差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴,其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。

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。

由于巴哈赛车没有差速器，大多机构都是简约为主，半轴的类型均有采用，根据相关经验，结合赛车需要布置灵活，便于拆装的特点，我们采用全浮式半轴。

1Baja部分参数

由于半轴的设计受到车架，轮距等部分基本参数的影响，因此在对半轴设计之前，得到部分参数值。

表1部分基本参数

名称

数值

轮距

1350mm

轴距

1580mm

变速器挡传动比

0.43

主减速比

8.05

发动机最大转矩

15N*m

2半轴的结构设计

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，在这里选择40Cr。

结构上由于没有差速器，所以我们在左右半轴的中央处，采用了一根中间轴代替，通过了三枢轴万向节连接左、右半轴；整跟半轴的组成就是左、右半轴和一根中间轴，如下图所示。

2.1计算载荷的确定

按最大附着力计算半轴转矩T；

按发动机最大转矩计算半轴转矩T的公式。

计算公式如下：

（1）

：

差速器转矩分配系数,对于普通圆锥行星齿轮差速器ξ=0.6

：

变速器挡传动比

：

主减速比

2.2全浮式半轴杆部直径的初选

（2）

d---半轴的杆部直径，mm；

T---半轴的计算转矩，N·m；

[τ]---半轴扭转许用应力，MPa

图1左半轴

3半轴的强度计算

3.1半轴的扭转应力

半轴的扭转应力：

（3）

T—半轴的计算转矩，取2701.04N·m

d—在“b”段范围内，半轴直径40mm。

[τ]—半轴扭转的许用应力，可取为[τ]=490~588MPa

3.2半轴花键的剪切应力

半轴花键的剪切应力：

（4）

DB—半轴花键外径32.809mm。

dA—与半轴花键配合的花键孔内径31.115mm。

z—半轴花键齿数30。

Lp—半轴花键工作长度35mm。

b—半轴花键齿宽1.66mm。

φ—半轴花键载荷分配的不均匀系数，取0.75。

3.3半轴花键的挤压应力

半轴花键的挤压应力：

（5）

4二维图和三维图

4.1半轴三维图

图2右半轴

图3左半轴

图4中轴右部

图5中轴左部

图6中轴整体

图7整装半轴

4.2半轴二维图

图8右半轴

图9中轴右部

图10中轴左部分

图11中轴

图12整装半轴

5半轴的材料与热处理

5.1、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。

5.2、感应淬火后半轴的金相组织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；

5.3、粗糙度：

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；

5.4、半轴应100%探伤检查；

5.5、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。

5.6、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。