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LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 工程设计 题 目 轴的选材及加工工艺设计 学生姓名 英英 学 号 专业班级 金属材料工程 指导教师 张建斌，郭鑫 学 院 材料科学与工程 答辩日期 2016  汽车传动轴的选材及加工工艺设计 摘要：轴是组成机器零件的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件（：齿轮，蜗轮等）安装在传动轴上才能运动的传动。传动的主要作用为传递力矩和矩。轴常用于变速箱与驱动桥之间的这种轴一般较长，且转速高只能扭矩而不能承受弯矩。应该传动轴具有足够的强度和高临界转速，在强度计中，由于所获取的安全系数较大，从而使轴尺寸过大，因此本文讨论的主要内容是传动的如何选材，传动的分析和加工方法的选择 通过对汽车传动轴工作条件分析，以及轴材料的机械性能和工艺性能的要求最终将材料定为金r。钢必须进行热处理工艺。根据轴的性能要求制定热处理工艺为：正火——低温回火—温回火——回火加工颈气体渗碳—成品。根据产品的尺寸、加热温度等确定所需的热处理炉。工艺布置应尽量满足工艺生产流程。关键词：、40C、强度、热处理目录 一．汽车传动轴工况分析及选材 3 （一）工况分析 3 （二）汽车传动轴的失效分析 4 （三） 性能要求 4 二. 汽车传动轴的材料选择 4 （一）材料初选 4 （二）材料终选 5 （三）合金元素作用分析 5 三、万向节的加工工艺路线 5 四．汽车传动轴热处理工艺设计 6 （一）、预备热处理 6 （二）、最终热处理 6 （三）万向节的热处理工艺卡 8 五．汽车传动轴热处理的常见缺陷及防止方法 9 六．热处理设备、组织与性能 10 （一）、热处理设备选择 10 （二）、使用状态组织与性能 10 七．结论 10 参考文献 12 致谢 13 小结 14 汽车传动轴的选材及加工工艺设计 一．汽车传动轴工况分析及性能要求 （一）工况分析 们的生活中，传动轴的运用广泛。传动的作用传递力矩和扭矩。传动又分为，转轴和心轴，转轴既能弯矩。心只能承受弯矩，不能承受转矩。传动轴一般用来支撑齿轮等做转运动的零件，所以对于轴有严格的要求。传动的组织性能直接影响到的使用寿命；表面质量的好坏直接影响的传动，所以为了达到轴的使用性能，对于轴的制造要有着严格的选材和工序。传动是机械零件中重要零件之一，它起到传递矩就来传动的问题很多的，重要表面质量达不到，中密封不到位等，尤其是方面。很多生产商不得不把自己所产汽车召回，浪费了大量的人力物力，也给消费者带来了诸多麻烦，给自己企业造成了负面影响。（二）的失效分析 传动轴与离合器、、半轴等组成传动系零件之间通过各种形式的连接构成了力学特性较为复杂的传动链，它不仅受到来自发动机周期性，受到路面的随机激励。传动外力激励和系统本身弹性恢复力下，会发生扭转振动激励的频率和振动的固有频率接近。应会产生共振现象易造成零部件的早期失效。(1)传动轴平衡失效；(2)磨损失效；(3)轴相关零部件损坏失效；(4)塑性变形失效件松向节十字轴与轴承磨损松旷轴中间轴承磨损橡胶垫损坏架松动轴弯曲变形；壳裂；橡胶衬垫的疲劳损坏。（三） 性能要求 汽车传动轴对材料热处理后应具备下列性能： (1)的综合力学性能(2)较好的切削加工性能(3)较高的抗磨寿命(4)足够的硬度 (5)的耐疲劳性(6)一定的性二. 汽车传动轴的材料选择 （一）材料初选 目前，国内使用最久应用最为广泛的是40Cr，其成分特点是：（）是i含量为，残余量残余量残余量, Cu允许残余量后使零件具有良好综合性能，调质淬火提高零件表面耐磨、部冲击的重载零件，其耐磨性调质淬火高。其含碳量0.8~1.2%心部一般在情况下采用）热处理后，表面可以获得很高的硬度（）部，耐冲击。 （二）材料终选 40Cr是零件中较为广泛的钢，它的使用量很大，国外所使用的轴的成分也大致相似。0Cr是合金钢含有少量合金元素，综合性能良好后硬度比略高，硬度低，同时硬度也低于钢；从冲击来看，处理后冲击韧性比正火高，从金相显微组织来看，正火的室温组织为铁素体与珠光体，因此可以处理后既有比较的和强度，同时又具有比较好的韧性，即具有良好的综合机械性能，经调质处理后的钢可以用来制作汽车的传动。综上所述，的传动轴可以选用钢。 （三）合金元素作用分析 表1 40Cr的主要化学成分（wt.%） 元素 Cr Mn Si P S Cu Ni 含量 40 0.80~1.10 0.50~0.80 0.17~0.37 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.030 碳的作用其主要作用是保证钢的硬度、强度