【正文】 37～ 44HRC，盤部外圓硬度為 24～ 34HRC。驅(qū)動(dòng)軸一旦斷裂，拖拉機(jī)將失去支承，會(huì)造成翻車，輕則影響生產(chǎn)，重則造成人身事故，特別是在山路運(yùn)輸時(shí)斷裂，后果更為嚴(yán)重。 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的服役條件和失效形式 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸是重要的傳力部件，不僅要傳遞來自發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，還要承受車輪上作用的垂直力、側(cè)向力及牽引力所形成的縱向力，使拖拉機(jī)易損部件之一。驅(qū)動(dòng)軸的合理用料，合理選擇淬火層的深度及其分布，將大大提高驅(qū)動(dòng)軸的使用壽命。一般說，軸類零件感應(yīng)淬火后，表面層存在殘余壓應(yīng)力，次表層和淬火區(qū)域存在殘余拉應(yīng)力。其工藝流程是：下料 — 加熱 — 粗鍛 — 切飛邊 — 精鍛 — 切飛邊 — 表面清理 — 鉆孔、車大端面 — 車孔 、齊端面 — 拉花鍵 — 熱處理 — 磨大端面和內(nèi)孔。 驅(qū)動(dòng)軸齒輪廣泛用于汽車、拖拉機(jī)等一切行走機(jī)械的差速器中，應(yīng)用面廣，需求量大。驅(qū)動(dòng)軸是拖拉機(jī)的軸類零件中承受扭矩最大的零件，為了滿足驅(qū)動(dòng)軸的強(qiáng)度要求。主減速器從動(dòng)齒輪所受徑向力則由差速器殼的兩軸承直接傳給主減速器殼。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速與橫向振動(dòng)的固有頻率相同時(shí)會(huì)產(chǎn)生共振，驅(qū)動(dòng)軸的振動(dòng)通過懸掛傳遞至車身，產(chǎn)生低頻的轟鳴聲，嚴(yán)重影響乘坐舒適度，與此同時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸的共振還會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)軸萬向節(jié)的早期損壞，以及與驅(qū)動(dòng)軸配合的差速器半軸油封的早期磨損而漏油。 驅(qū)動(dòng)軸是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 部件，當(dāng)軸的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心線不重合時(shí)會(huì)產(chǎn)生方向周期性變化的慣性力，這一慣性力是激起驅(qū)動(dòng)軸橫向振動(dòng)的主要原因。如何實(shí)現(xiàn)工件設(shè)計(jì)時(shí)提出的幾何形狀和加工精度，滿足設(shè)計(jì)時(shí)所需要的各種性能指標(biāo)，熱處理工藝制定的合理與否，有著至關(guān)重要的作用。為獲得理想的組織與性能，保證零件在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量穩(wěn)定性和使用壽命，就必須從工件的特點(diǎn)、要求和技術(shù)條件入手，認(rèn)真分析產(chǎn)品在使用過程中的受力狀況和可能的失效形式，正確的選擇材料，再根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，現(xiàn)場(chǎng)條件，熱處理設(shè)備提出幾種可行的熱處理方案，最后根據(jù)其經(jīng)濟(jì)性，質(zhì)量穩(wěn)定性和便于管理，降低成本等因素，確定出一種最佳方案。 現(xiàn)在工 業(yè)的迅速發(fā)展對(duì)機(jī)械零部件，驅(qū)動(dòng)軸等提出的要求愈來愈高。 答辯過程要點(diǎn) 答辯組提問 回答問題情況 答辯組評(píng)語 成績 答辯委員會(huì)主任簽字 年 月 日 目錄 1. 前言 ..................................................1 2 驅(qū)動(dòng)軸材料與熱處理工藝概況 .............................2 驅(qū)動(dòng)軸的簡介 .........................................2 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的服役條件和失效形式 .....................3 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的性能要求 ...............................4 驅(qū)動(dòng)軸熱處理工藝概況 .................................4 3 40Cr 的基本性質(zhì) ........................................5 40cr 的化學(xué)成分及力學(xué)性能 ............................6 合金元素的作用 .......................................6 40Cr 剛中硅元素的作用 ...............................6 40Cr 剛中鉻元素的作用 ...............................7 40Cr 剛中錳元素的作用 ...............................8 組織轉(zhuǎn)變及淬透性 .....................................8 4. 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸生產(chǎn)工藝路線及分析 ........................10 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的選材 ...................................10 40Cr 熱處理工藝特性 ...................................11 40Cr 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸工藝路線及熱處理方案分析 .............11 熱處理工藝的確定 .....................................13 熱處理常見的缺陷及防護(hù)措施 ...........................15 氧化和脫碳 .........................................15 過熱和過燒 .........................................16 淬火硬度不夠 .......................................16 軟點(diǎn) ..............................................17 變形和開裂 .........................................17 回火缺陷 ...........................................18 熱處理工藝及曲線圖 ...................................19 正火工藝的制定 .....................................19 淬火工藝的制定 .....................................19 回火工藝的制定 .....................................20 金相分析 .............................................21 正火熱處理的金相 分析 ...............................21 調(diào)原始組織為熱處理的金相組織 .......................22 5 質(zhì)量檢驗(yàn) ...............................................23 檢驗(yàn)項(xiàng)目 .............................................23 硬度 ...............................................23 變形 ...............................................23 外觀 ...............................................23 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) .............................................23 設(shè)計(jì)總結(jié) .................................................27 致謝 .....................................................28 參考文獻(xiàn) .................................................29 1 前言 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》《熱處理原理》《熱處理工藝》和《金屬材料學(xué)》等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上并且結(jié)合本人今年在陜西飛機(jī)（集團(tuán)）有限公司的實(shí)習(xí)經(jīng)歷，是理論與實(shí)際相結(jié)合所完成的。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 材料工程 系 金屬材料與熱處理技術(shù) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 40Cr 東方紅 40 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸熱處理工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 0825126 指導(dǎo)教師 職稱 工程師 2021 年 3 月 5 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 材料工程 系 金屬材料與熱處理技術(shù) 專業(yè) 學(xué)生 姓名 學(xué)號(hào) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 40Cr 東方紅 40 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸熱處理工藝設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間 2021 年 11 月 01 日 至 2021 年 5 月 1 日 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn)： 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求： ⑴ 了解所選用剛的性質(zhì)、所制造零件的概況 ⑵ 掌握 加工工藝路線及其工藝性 ⑶ 熱處理后組織與性能分析 ⑷ 熱處理缺陷及控制 ⑸ 制定熱處理工藝規(guī)程 指導(dǎo)教師 陳海英 2021 年 3 月 5 日 批 準(zhǔn) 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)定表 姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 金屬材料與熱處理技術(shù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 40Cr 東方紅 40 拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)軸熱處理工藝設(shè)計(jì) 評(píng)閱意見 評(píng)閱教師： 年 月 日 答辯組成員 答辯時(shí)間 答辯地點(diǎn) 本人陳述 從驅(qū)動(dòng)軸的常規(guī)材料入手，分析驅(qū)動(dòng)軸的失效形式及其服役條件和 加工中常見缺陷。 選用 40Cr 鋼 作為 驅(qū)動(dòng)軸材料，分析 40Cr 鋼的基本性質(zhì)確定 40Cr 鋼驅(qū)動(dòng)軸熱處理 的工藝過程 ，通過金相實(shí)驗(yàn)觀察它的組織結(jié)構(gòu)并且分析它的力學(xué)性質(zhì)等，分析了 驅(qū)動(dòng)軸的 預(yù)備熱處理 與 最終熱處理 的目的與性能， 最后還進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)軸熱處理后的 質(zhì)量檢驗(yàn)。通過本次畢業(yè)課程設(shè)計(jì)，可使自己在綜合運(yùn)用化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)能力方面得到訓(xùn)練，學(xué)習(xí)獨(dú)立分析問題和解決問題的方法，提高工程意識(shí)和工程設(shè)計(jì)能力。熱處理不僅對(duì)鍛造機(jī)械加工的順序進(jìn)行和保證加工效果超著重要作用，而且在改善或消除加工后的缺陷，提高工件使用壽命的方面起著重要作用。 熱處理工藝設(shè)計(jì) 是整個(gè)機(jī)械加工過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，他與工件設(shè)計(jì)及其他加工工藝間存在密切關(guān)系。 2 驅(qū)動(dòng)軸材料與熱處理概況 驅(qū)動(dòng)軸的簡介 驅(qū)動(dòng)軸是傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它是用來將差速器半軸齒輪輸出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪或輪邊減速器，對(duì)于采用非獨(dú)立式旋架的驅(qū)動(dòng)橋，根據(jù)其驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)端與外端的手里狀況，一般又分為全浮式驅(qū)動(dòng)軸、四分之三浮式驅(qū)動(dòng)軸與半浮式驅(qū)動(dòng)軸三種。驅(qū)動(dòng)軸呈細(xì)長形狀，柔度較大，固有頻率低。 驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)端以花鍵連接著驅(qū)動(dòng)軸齒輪，驅(qū)動(dòng)軸齒輪在工作時(shí)只將扭矩傳給驅(qū)動(dòng)軸，幾個(gè)行星齒輪對(duì)驅(qū)動(dòng)軸齒輪施加的徑向力是互相平衡的，因 而并不傳給驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)端。因而，驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)端只受扭矩而不受彎曲力矩。多年來，世界各國除了用各種各樣的計(jì)算方法外，還在材料選擇、毛坯成型、機(jī)械加工和熱處理等方面進(jìn)行著不懈的努力。驅(qū)動(dòng)軸已普遍采用精密模鍛工藝生產(chǎn)。 感應(yīng)加熱表面淬火亦感應(yīng)淬火，由于它的加熱速度和卻速度都很快，使零件的表面至心部有著巨大的溫度梯度，而且淬火后零件由表及里存在著激烈的組織變化，這些特點(diǎn)決定它有著特殊的殘余壓應(yīng)力形態(tài)。殘余拉應(yīng)力的合理分布，能夠大大提高零件強(qiáng)度，特別是疲勞強(qiáng)度。 在車孔、齊端面工序中，由于夾具調(diào)整不便，更換供狀時(shí) 工件找正極其困難，耗工費(fèi)時(shí)，齒輪裝夾定位精度低，生產(chǎn)效率低。由于拖拉機(jī)重量通過軸頸、法蘭盤加到后輪上，后輪遇到障礙、石塊等，驅(qū)動(dòng)軸還承受一定的沖擊。 失效形式主要是由于扭轉(zhuǎn)力矩作用，工作時(shí)頻繁啟動(dòng) 、變速、反向、路面顛簸和部分磨損而引起的疲勞破壞，斷裂位置主要集中于軸桿部或花鍵根部。 驅(qū)動(dòng)軸熱處理工藝概況 推薦采用預(yù)調(diào)質(zhì)處理后表面中頻淬火處理工藝，預(yù)調(diào)質(zhì)處理后心部硬度為 24— 30HRC；中頻淬火處理后桿部表面硬度不允許低于 52HRC；花鍵處允許降 低 3 個(gè)硬度單位，桿部硬化層深度范圍為桿部直徑的 10—20%，硬化層深度變化不大于桿部直徑的 5%，桿部圓角應(yīng)淬硬，法蘭盤硬度不低于 24HRC。 感應(yīng)淬火后驅(qū)動(dòng)軸的金相組織為： 理，硬化層為回火馬氏體，心部為回火索氏體： 淬火處理，硬化層為回火馬氏體，心部為珠光體加鐵素體。 當(dāng)以驅(qū)動(dòng)軸軸線為基準(zhǔn)線時(shí)，有關(guān)部位的形狀和位置公差應(yīng)符合以下規(guī)定： 9 級(jí)； 配合的軸頸表面徑向圓跳動(dòng)公差等級(jí)不低于 7 級(jí)； 表面徑向圓跳動(dòng)公差等級(jí)不低于 9 級(jí)； 差等級(jí)不低于 10 級(jí)； 12 級(jí)； 螺栓孔德位置度公差不大于φ 。 花鍵應(yīng)用綜合量規(guī)檢驗(yàn)，花鍵齒的周接累積公差、齒形公差和齒向公差應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣規(guī)定。桿部表面允許有磨去裂紋的痕跡。 驅(qū)動(dòng)軸的靜扭強(qiáng)度失效后備系數(shù) K 應(yīng)不大于 。但是焊接性能不 佳，容易產(chǎn)生裂紋，焊接之前要預(yù)熱到 100~150。 合金元素的作用 40Cr 鋼中硅元素的作