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汽车半轴设计

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软件简介

 摘 要
半轴是汽车的轴类中承受扭矩最大的零件,它是差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴,其内端一般通过花键与半轴齿轮连接,外端与轮毂连接,该零件在机械设备中具有传动性。
在进行半轴的设计,工艺、工装设计时,首先对半轴的形式进行分析及选择。然后进行设计计算,包括载荷、强度的计算和杆部直径的选取,材料的选择和热处理等。其次对半轴的工艺性进行了详细的分析,设计出了加工的工艺过程,根据加工要求设计专用夹具设计。一付是用来车削半轴的外圆,一付是用来钻削半轴圆盘上均匀分布的小孔。在设计中注意的夹具的经济性和使用性,尽量降低加工时的成本,减少工人的劳动强度。除此还进行了组合量具的设计,用来检查6个均匀分布的小孔的位置度公差。

关键词:载荷和强度杆部直径;工艺工装设计;夹具设计

Automotive half shaft design

Abstract
The half shaft is car axle torque under the largest parts, it is the differential between the driving wheel and solid shaft transmission torque, its end and half shaft gear connection, usually by spline end connected to the hub, the parts in the mechanical equipment has sexual transmission.
In the design of the half shaft, process, tooling design,First half shaft form carries on the analysis and selection. And then to carry on the design calculation, including the calculation of load, strength, the selection of valve stem diameter, material selection and heat treatment, etc.Technology of second half shaft are analyzed in detail, designed the processing process, designing special fixture design according to processing requirements.A cylindrical pay is used to turning half shaft, a pair of half shaft is used for drilling holes evenly distributed in the disk. Efficiency and practicability of the attention in the design of fixture, try to reduce the cost of processing, reduce the labor intensity of workers. But also for the design of the combined measuring tool, used to check the six uniform distribution of holes the location of the degree of tolerance.

Key Words:The load and intensity The stem diameter The craft work packs the          
design The tongs design

目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
第二章 驱动半轴的设计 2
2.1 半轴结构形式分析 2
2.2 驱动半轴结构形式选择 2
2.3全浮式半轴计算载荷的确定 3
2.3.1 按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩 3
2.3.2 在此按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 4
2.3.3 半轴的计算转矩 4
2.4 全浮式半轴的杆部直径的初选 5
2.5 全浮式半轴的强度计算 5
2.6半轴花键的强度是否符合要求 6
2.7 半轴的结构设计及材料与热处理 7
第三章 半轴机械加工工艺及工装设计 8
3.1零件的分析 8
3.1.1零件的生产纲领及生产类型 8
3.1.2零件的作用 8
3.1.3零件的工艺分析 8
3.2 工艺规程制造的形式 9
3.2.1确定毛坯制造的形式 9
3.2.2基准的选择 9
3.2.3零件表面加工方法的选择 9
3.2.4制订工艺路线 10
3.2.5机械加工余量及毛坯尺寸的确定 10
3.3 选择加工设备 14
3.3.1选择机床 14
3.3.2选择夹具 14
3.3.3选用量具 14
3.4 切削用量、基本时间的选定 15
3.5工序10切削用量及基本时间的确定 16
3.6工序30切削用量及基本时间的确定 21

3.6.1 切削用量 21
3.6.2 基本时间 22
3.7铣削用量的选定 23
3.7.1 刀具的选用 23
3.7.2 选择切削用量 23
3.8工序50钻削用量及基本时间的确定 24
3.8.1钻削六个Φ14的孔 24
3.8.2铰Φ14H10孔 25
3.9工序60钻削与垂直轴线 26
3.10工序70攻螺纹M6 27
3.11工序110磨削外圆表面及左端面 28
3.12夹具设计 29
3.13车削顶尖夹具的设计 29
3.13.1 提出需解决的环节 29
3.13.2 确定定位方案,设计定位元件 29
3.13.4夹紧力计算 30
3.14绘制夹具总体图 30
3.15钻孔专用夹具的设计 30
3.16夹具总体图的制图 32
3.17位置量规设计 32
3.18夹具设计 34
3.18.1夹具设计的基础理论 34
3.18.2定位原理 34
结论 37
参考文献 38
致谢 39
第一章 绪论
1.1概述
为了适应不断发展的社会主义市场经济体制的要求,国外汽车产业的发展对我国汽车产业面临的挑战日益严峻,要大力提高我国汽车产业的国际竞争力,使我国汽车产业国际竞争力达到一个新的高度,解决消费者对汽车产品的逐年的增长需求。使该政策可以具体有效的执行,使我国汽车产业在2020年前发展成为具有国际竞争力的国民经济支柱产业之一。政府职能部门依据行政法规和技术规范的强制性执行,对汽车等机动车零部件生产企业及其产品实施有效的管理,规范各类竞争企业在汽车产业领域的市场行为合乎相关法律法规。低速载货汽车在汽车发展角色中,有着重要的前途。使各类企业生产出不仅性能好、使用方便,而且性价比较高的低速载货汽车要满足大多数购车者的需求特点。在国家大力支持我国国有和民族汽车产业,要制定出和我国基本国情相匹配的政策法规,例如道路条件和经济条件的车辆,将有力推动汽车产业的高速发展。以降低油耗为目的,不仅节省发动机油耗,但还需要从传输链路来减少能量损失。这就要求在发动机的动力输出之后,在从发动机—传动轴—驱动桥这一动力输送环节中寻求能量在传递的过程中的优化节省。相对这一环节而言,发动机不仅是动力的输出者,而且是整个系统的心脏,驱动桥则是将能量转化为动力的最后一个环节。因此,在发动机参数等条件相同的情况下,驱动桥性能的选择和发动机高效节能措施之间的匹配已成为首选,因此设计新型的驱动桥成为新的课题,而汽车半轴又是驱动桥的重要组成部分,那么,汽车半轴的设计也就至关重要。
半轴是汽车传动系统的重要组成部分。半轴输出扭矩差速器半轴齿轮驱动轮或轮边减速器。半轴一般是实心,一端用花键槽与半轴齿轮相连,另一端圆盘与轮毂用螺栓连接。扭矩传递从差速器通过半轴(或轮边减速器后)、轮毂,最后发送到车轮,所以半轴的转矩传输系统的一个重要组成部分。

第二章 驱动半轴的设计
2.1 半轴结构形式分析
半轴根据其车轮端的支撑方式不同,可分为半浮式、3/4浮式和全浮式三种形式。
所谓“浮”,是指半轴不承受弯曲载荷,仅承受扭曲载荷而言。
半浮式半轴的结构特点是半轴外端支承轴承位于半轴套管外端的内孔,车轮装在半轴上。半浮式半轴除传递转矩外,其外端还承受由路面对车轮的反力所引起的全部力和力矩。半浮式半轴有结构简单,质量小,尺寸紧凑,造价低廉的优点,但所受载荷复杂且较大,因此多用于质量较小,使用条件较好,承载负荷也不大的轿车和微型、轻型货车或客车上。
3/4浮式半轴的结构特点是半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部,直接支撑着车轮轮毅,而半轴则以其端部凸缘与轮毅用螺钉联接。该形式半轴受载情况与半浮式相似,只是载荷有所减轻,一般仅用在轿车和轻型货车上。
全浮式半轴理论上只承受传动系的转矩而不承受弯矩,但实际上由于加工零件的精度和装配精度影响以及桥壳、轴承支承刚度不足等原因,仍可能使全浮式半轴承受一定弯矩。全浮式半轴的结构特点是半轴外端的凸缘用螺钉和轮毂联接,而轮毂又借用两个圆锥滚子轴承在驱动桥壳的半轴套管上。从理论上来说,半轴只承受转矩,作用于驱动桥上的其他反力和弯矩全由桥壳来承受。但桥壳变形、轮毂和差速器半轴齿轮不同心,半轴法兰平面相对其轴线不垂直的因素,会引起半轴的弯曲变形,由此引起的弯曲应力一般为5--70MPA。具有全浮式半轴的驱动桥外端结构复杂,需要采用形状复杂且质量及尺寸均较大的轮载,制造成本高,故小型车及轿车不必采用此种结构,而广泛用于轻型以上各种载货汽车、越野汽车和客车,全浮式半轴主要用于总重量较大的商用车上。
2.2 驱动半轴结构形式选择
根据所设计车辆的具体参数,是参考选择半轴的结构形式的重要根据。我们选择跃进130中型载货汽车进行设计半轴,载货质量和汽车尺寸都较大,如果采用半浮式或3/4浮式半轴时,对半轴的强度或尺寸要求会非常高,最终没有使结构简化,反而结构更加复杂,增加了制造成本和难度。因此,我们应选用全浮式,使得不仅半轴受载单一,而且会增加半轴的使用寿命。

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