汽车传动轴的制造和成本分析报告文档格式.doc

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它们作用于转向驱动桥、断开式驱动桥等的车轮传动装置中，主要用于轿车中的动力传递。

当轿车为后轮驱动时，常采用十字轴式万向节传动轴；

当轿车为前轮驱动时，则常采用等速万向节。

对部分高档轿车，也有采用等速球头的。

总体来说，汽车传动轴的作用就是使在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。

2汽车传动轴的使用环境及要求

汽车传动轴一般与离合器、变速器、主减速器、差速器和半轴等组成汽车的传动系统。

它主要使用各种型号汽车的动力传输。

要求：

1、严禁汽车用高速档起步。

2、严禁汽车超载、超速行驶。

3．应经常检查传动轴工作状况。

4、应经常检查传动轴吊架紧固情况，支承橡胶是否损坏，传动轴各连接部位是否松旷，传动轴是否变形。

5、为了保证传动轴的动平衡，应经常注意平衡焊片是否脱焊。

新传动轴组件是配套提供的，在新传动轴装车时应注意伸缩套的装配标记，应保证凸缘叉在一个平面内。

在维修拆卸传动轴时，应在伸缩套与凸缘轴上打印装配标记，以备重新装配时保持原装配关系不变。

3汽车传动轴的种类

传动轴按其万向节的不同，可有不同的分类。

如果按万向节在扭转的方向是否有明显的弹性可分为刚性万向节传动轴和挠性万向节传动轴。

前者是靠零件的铰链式联接传递动力的，后者则靠弹性零件传递动力，并具有缓冲减振作用。

刚性万向节又可分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节。

等速与不等速，是指从动轴在随着主动轴转动时，两者的转动角速率是否相等而言的，当然，主动轴和从动轴的平均转速是相等的。

主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的万向节，称为等速万向节或等角速万向节。

二、汽车传动轴的制造工艺

1、材料的选择

汽车传动轴材质的选用要注意以下几点：

第一，由于需承受静、动载荷，因此应具有足够的强度。

第二，还应考虑传递动力时因扭转或弯曲而产生的绕度。

第三，汽车传动轴与轴承的接触会产生摩擦、磨损，因此应具有充分的耐磨性。

第四，对于承受振动或冲击的交变载荷，应具有耐疲劳性。

第五，应易于进行热处理和表面硬化，并能获得足够的硬度。

最后，也应考虑韧性，充分注意对缺陷的检查。

中碳钢中有害杂质及非金属夹杂物含量较少，化学成分控制也比较严格，塑性及韧性较高，多用于制造重要的零件。

经过适当的热处理（调质、表面淬火、渗碳等）可获得良好的综合力学性能，达到心部韧，表面耐磨的零件。

可以符合足够的强度、刚度和一定的韧性，良好的耐磨性，高的疲劳强度以及良好的切削加工性，即主轴具有良好的综合力学性能。

故材料选择为中碳钢

2、具体成型方法的选择

汽车传动轴的具体成型方法选择为模锻

在模锻设备上，利用高强度锻模，使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形，而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的加工方法称为模锻。

在变形过程中由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻造终了时可获得与模膛形状相符的模锻件。

与自由锻相比，模锻具有如下优点：

生产效率较高。

模锻时，金属的变形在模膛内进行，故能较快获得所需形状。

能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合理，提高零件的使用寿命。

模锻件的尺寸较精确，表面质量较好，加工余量较小。

节省金属材料，减少切削加工工作量。

在批量足够的条件下，能降低零件成本。

模锻操作简单，劳动强度低。

模锻通常按模具类型模锻可分为开式模锻、闭式模锻和多向模锻等；

按所用的设备分为锤模锻、热模锻压力机模锻、螺旋压力机模锻、水压机模锻、平锻机模锻和电热镦等。

锤模锻 

在生产中应用较广泛

图表2锤模锻基本工序

模锻锤的打击速度快，冲击能量较大，打击的轻重可以由操作者随意控制，所以对锻件的适应性好，可以锻1千克以下到200千克左右的各种复杂形状的锻件，如发动机连杆、曲轴、汽车万向节、前梁和各种齿轮。

锤模锻的生产率高,设备投资少。

3加工方法的选择

汽车传动轴加工方法选择为车削与磨削。

车削是指在车床上进行的。

车削时，工件作旋转运动，车刀作直线或曲线运动。

车削的工艺特点是：

第一，易于保证工件各种加工表面之间具有较高的位置精度；

第二，适于有色金属零件的精加工；

第三，切削过程比较平稳；

第四，刀具简单；

第五，生产率较高。

车床的种类很多，按用途和结构的不同，主要分为卧式车床及落地车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床、专门化车床，例如凸轮轴车床、曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床等。

此外，在大批量生产中还有各种各样专用车床。

在所有车床中，以卧式车床应用最为广泛。

由车削加工的工艺特点可知，各种回转体表面都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等。

可以加工的工件材料有钢、铸铁、有色金属和某些非金属材料。

车削一般用来加工单一轴线零件如台阶轴和盘套类零件等。

磨削是指用磨料，磨具切除工件上多余材料的加工方法。

磨削的工艺特点是：

第一，加工精度高且表面粗糙度值小；

第二砂轮具有自锐性。

；

第三，可加工高硬度材料；

第四，磨削温度高，；

第五，径向切削分力较大。

根据工艺目的和要求不同，通常根据磨床产品的磨削加工形式及其加工对象，将磨削加工方法划为四种方式：

按磨削精度分粗磨,半精磨,精磨,镜面磨削,超精加工;

按进给形式分切入磨削,纵向磨削,缓进给磨削,无进给磨削,定压研磨,定量研磨.;

按磨削形式分砂带磨削,无心磨削,端面磨削,周边磨削,宽砂轮磨削,成型磨削,仿形磨削,振荡磨削,高速磨削,强力磨削,恒压力磨削,手动磨削,干磨削,湿磨削,研磨,珩磨等.;

按加工表面分外圆磨削,内圆磨削,平面磨削和刃磨。

磨削加工应用范围广泛，他不但对内、外圆柱面，内、外圆锥面，平面，各种沟槽，螺纹，齿轮，花键以及各种成形表面进行精加工，也可以对一般加工方法难于加工的各种高硬度材料进行精加工。

随着精密磨削、高速磨削、强力磨削等新技术的发展，磨削加工的应用领域也在不断扩大，比如精加工中以磨代刮，粗加工中以磨代刨等。

4强化性能和热处理的方法

汽车传动轴的热处理的选择为正火和调制处理。

正火是亚共析钢加热至Ac3以上30~50℃，过Accm以上30~50℃，保温，然后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

对于中碳钢，正火可以使组织均匀化和细化，为淬火处理作组织准备。

淬火+高温回火=调质，调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。

传动轴的热处理为整根轴轧为棒料后进行正火处理，840-860℃加热一定时间后空冷，得到铁素体+珠光体组织，获得较好的切削加工性能，加工后整体进行调质热处理，一般为840-860℃加热一定时间后油淬，再进行550-650℃的高温回火，得到回火索氏体组织，获得强度、韧性、塑性都较好的综合力学性能（抗扭、抗弯、无脆性断裂），然后对其花键进行精加工，此时的花键硬度较低（约HRC35-40）不耐磨，还需要对花键进行二次热处理强化，目前多为高频感应热处理，获得隐晶马氏体，花键表面硬度可达到HRC58-62，具有较高的抗磨寿命。

5、工艺过程和工艺比较

材料：

中碳钢和灰铸铁都有良好的耐磨性能、良好的切削加工性能。

而且灰铸铁的抗压强度也与中碳钢相当。

但是由于灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于中碳钢。

汽车传动轴的主要作用是支撑回转体、传递动力。

工作条件一般会承受交变转矩及拉压载荷，轴颈与键部位承受较大的摩擦与磨损。

所以选择中碳钢要比灰铸铁好。

成型方法：

砂型铸造适于各种金属且不受铸件大小、形状的限制，但是铸件的尺寸精度低、表面粗糙，生产率低。

模锻生产效率较高。

汽车传动轴是汽车上的重要部件，要求精度高，表面光滑，可以批量生产。

所以选择模锻比砂型铸造更好。

三、汽车传动轴的成本核算

用中碳钢制造汽车传动轴比合金钢更加便宜实惠，模锻生产效率高，能够在一定时间内生产更多的产品，节省劳动成本和其他相关制造费用。

而且采用车削和磨削等普通的加工技术，并不会产生高额的加工费用。

与退火相比正火更加节省资本。

总的来说，我认为本方案成本比较低，并且可以达到汽车传动轴的技术要求。

四、可以谈谈你对本题目的未来设想和本课程的建议

未来设想：

万向节传动轴的缺点是金属用量大,容易振动,可靠性不够高,消除上述缺点的最根本办法是用聚合材料代替金属。

国外许多汽车公司的经验证明了这一点。

例如,美国格兰策、斯帕赛尔（GlanzerSpicer）公司准备用合成材料的管子生产传动轴,先用在4×

4轿车上。

苏联汽车研究所也研制成轿车或货车用的这种传动轴系列。

所以如何研发先进材料克服汽车传动轴的缺点是传动轴发展的趋势。

建议：

通过这门课的学习，让我懂得了工件制造的大部分流程，并使我真正的了解了现代的工业技术。

我希望这门课程既能够通过上课老师的讲解让我们学习知识，还能多举办一些实践活动，必要的时候可以提倡同学们动手去做，激发同学们学习这门课的热情。