汽车驱动桥总成试验方法.docx
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汽车驱动桥总成试验方法
汽车驱动桥总成试验方法
汽车驱动桥总成试验方法
1范围
本标准规定了驱动桥总成各项技术要求的检测和试验方法，
本标准适用于本公司各类汽车、农用运输车（包括拖拉机变型运输机，下同）所装用的非独立悬架的整体式前、后驱动驱动桥总成（以下简称“驱动桥”）。
本标准不适用独立悬架的，断开式前、后驱动桥总成。
2引用标准
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
Q/XXA034—2001车辆产品驱动桥总成技术条件
Q/XXA091—2003汽车钢板弹簧总成试验方法
Q/XXA089—2003汽车机械式变速箱总成试验方法
3定义
下列定义适用于本标准。
3.1驱动桥总成静扭试验：
验证驱动桥总成静扭强度后备系数是否满足设计要求而进行的试验。
3.2驱动桥桥壳垂直弯曲刚性试验：
验证驱动桥桥壳在设计规定的垂直静载荷作用于各测量点变形量
是否满足设计要求而进行的试验。
3.3驱动桥桥壳垂直弯曲静强度试验：
验证驱动桥桥壳垂直弯曲强度后备系数是否满足设计要求而进
行的试验。
3.4驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳寿命试验：
验证驱动桥桥壳在设计规定的脉动垂直载荷连续作用直至破
坏（出现裂纹、断裂）时的循环次数是否满足设计要求而进行的试验。
3.5驱动桥总成锥齿轮支承刚性试验：
验证驱动桥总成锥齿轮在设计规定的载荷作用下的支撑刚性能
是否满足设计要求而进行的试验。
3.6驱动桥总成齿轮疲劳试验：
验证驱动桥总成传动齿轮在设计规定的输入扭矩作用下，不发生齿轮
失效的循环次数（疲劳寿命）是否满足设计要求而进行的试验。
3.7驱动桥总成噪声试验：
验证驱动桥总成在规定的输入转速下其噪声值是否满足设计要求而进行的
试验。
3.8半轴静扭强度：
验证半轴静扭强度后备系数是否满足设计要求而进行的试验。
3.9半轴扭转疲劳寿命试验：
验证半轴在设计规定的输入扭矩作用下，半轴表面发生裂纹时的循环次
数（疲劳寿命）是否满足设计要求而进行的试验。
4符号
4.1本标准采用的各种符号、含义及单位见表1。
表1本标准采用的符号、名称及单位
序号
符号
符号的名称
单位
序号
符号
符号的名称
单位
1
试验计算扭矩
N·m
16
G2
后驱动桥满载轴荷
kg
2
发动机最大扭矩
N·m
17
G1
前驱动桥满载轴荷
kg
3
i
变速器1档速比
18
N
使用分动器时驱动桥数目
4
i
分动器低档速比
19
Mj
半轴试验计算扭矩
N·m
5
i
分动器高档速比
20
M
半轴断裂或最大屈服扭矩
N·m
6
i
驱动桥速比
21
B
轮距
m
7
P
设计满载轴荷
N
22
L
半浮式半轴的悬臂长度
m
8
r
轮胎滚动半径
m
23
Mt
半浮式半轴所承受的扭矩
N·m
9
ψ
附着系数
24
Mb
半浮式半轴所承受的弯矩
N·m
10
K
静扭强度后备系数
25
Mtb
半浮式半轴所受的相当扭矩
N·m
11
M
静扭断裂扭矩
N·m
26
K
半轴静扭强度失效后备系数
12
K
垂直弯曲破坏后备系数
27
Mmax
半轴疲劳寿命试验最大扭矩
N·m
13
P
垂直弯曲破坏载荷
N
28
Mmin
半轴疲劳寿命试验最小扭矩
N·m
14
M
扭力机输出扭矩
N·m
29
Ma
半轴寿命试验交变扭矩幅值
N·m
15
θ
扭力机输出转角
（°）
30
Mm
半轴寿命试验的平均扭矩
N·m
4.2部份在表1中不易说明的符号及名称在标准中出现时将在出现处给予说明。
5试验样品
5.1定型试验的样品数量由定型单位根据每项试验所要的样品数一次提供总数量。
5.2质量检查所需样品数按Q/XXA034-2001第5章的规定。
但不得少于本标准规定的样品数。
6试验项目
6.1质量检查；
6.2漆涂层质量检查；
6.3接质量检查；
6.4动桥总成静扭试验；
6.5动桥桥壳垂直弯曲刚性和垂直弯曲静强度试验；
6.6动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验
6.7桥总成锥齿轮支承刚性试验
6.8动桥总成齿轮疲劳试验
6.9动桥总成噪声试验
6.10轴静扭强度和扭转疲劳寿命试验
6.11动桥总成解体清洁度检查
7试验方法
7.1外观检查
7.1.1检验环境
检验室场地的长度和宽度应比驱动桥长出3m，四周墙壁为白色，地面不应为黑色。
屋内放置检查用平台，屋内照明用带反射板自然纯正白色日光灯，照度（1000～2000）
。
7.1.2样品数量不少于3件。
7.1.3将去掉油漆后的驱动桥总成擦拭干净后，放在检测平台上（或翻转支架上）。
用目测检查驱动桥外观，并用放大镜和超声波探伤仪，检查驱动桥的上、下、左、右各面有无铸造气孔和裂纹。
7.1.4检查驱动桥总成应装零件是否齐全、正确，并用扭力搬手检查紧固件扭矩。
7.2焊接质量检查
7.2.1检验环境同7.1.1。
7.2.2检验样品不少于3件。
7.2.3用铁刷清除去焊接处的油漆,用目测或放大镜检查焊接处有无焊接缺陷,并用超声波探伤仪,检
查焊接质量。
7.2.4总成焊接强度检查不单独进行,以第6章中6.1～6.7而不出现裂纹、变形和其它异常做为强度合格依据。
7.3油漆涂层检查
7.3.1检验样品数每项检验不少于3件。
7.3.2检验方法按Q/XXA091－2003的5.2.2规定执行。
7.4驱动桥总成静扭试验
7.4.1试验装置
驱动桥总成静扭试验台。
7.4.2试验样品
试验样品不得少于3件。
7.4.3试验计算扭矩
试验计算扭矩由下式计算确定
a）按发动机最大扭矩确定试验计算扭矩:
式中:
Mpe——按发动机最大扭矩计算的试验计算扭矩；
n1——使用分动器低档时的驱动桥数。
b）按最大附着力计算的试验计算扭矩：
式中:
Mpψ——按最大附着力计算的试验计算扭矩；
——取0.8。
c）驱动桥总成静扭试验计算扭矩
的选取：
取
与
之中较小的一个。
7.4.4试验程序
7.4.4.1将装好的驱动桥总成的桥壳按驱动桥工作状态牢固地固定在试验台上。
驱动桥总成输入端（即减速器主动齿轮一端）与扭力机输出端相连。
驱动桥输出端（即半轴输出端或轮毂）固定在试验台固定装置上。
7.4.4.2调整扭力机力臂，使力臂在试验过程中处在水平位置上下摆动，并校准仪器。
7.4.4.3动扭力机缓慢加载（扭力机输出端转速n≤0.25转/分），通过XY记录仪记录M—θ曲线直至任意一个零件扭断为止。
记录扭断时的扭矩和扭角。
7.4.4.4计算静扭试验断裂扭矩
取n件样品扭断时扭矩的算术平均值，即
。
7.4.4.5静扭强度后备系数按下式计算:
7.4.4.6与评价指标进行对比分析
驱动桥总成静扭强度后备系数应符合Q/TA034-2001中3.3.3的规定。
7.4.4.7对断裂断面进行拍照，观察金相组织、断口形状，提取材料分析。
7.4.4.8试验结果处理
对试验后损坏零件断面形状、金相组织、材料等情况及后备系数值大小进行分析，写入试验报告中。
7.5驱动桥桥壳垂直弯曲刚性和垂直弯曲静强度试验（只适用于非独立悬挂、全浮式半轴结构的驱动桥桥壳）
7.5.1试验设备
液压疲劳试验机及相关附件。
7.5.2试验样品
试验样品的数量不得少于3件。
7.5.3垂直弯曲刚性试验的试验载荷
垂直弯曲刚性试验的试验载荷依桥的用处不同而有区别，见表3。
表3垂直弯曲刚性试验的试验载荷
驱动桥类别
垂直弯曲刚性试验时试验载荷
货车驱动桥
满载时驱动桥轴荷×2.5
越野车驱动桥
越野车满载时驱动桥轴荷×3
7.5.4试验程序
7.5.4.1把装有减速器壳后盖的桥壳按车上实际工作状态安装在试验台上（见图1）。
加力点为二钢板弹簧座中心，则支点为该桥轮距的相应点。
7.5.4.2安装时加力方向应与桥壳轴管中心线垂直，支点应能滚动，以适应加载变形不致干涉。
7.5.4.3选定测点位置，测点位置不应少于7点，测点布置见图1。
安装百分表或位移计及应变片。
7.5.4.4安装之后予加载至满载轴荷3次，卸载。
7.5.4.5当卸载至零时，调整百分表（或位移传感器）至零位。
缓慢加载，从零开始记录百分表（或位移传感器），用应变仪监测负荷。
做桥壳垂直弯曲刚性试验负荷至7.5.3规定的数值。
从零至7.5.3最大负荷值的过程中的记录不得少于8次，且必须记录满载轴荷与7.5.3最大负荷时各测点的位移量。
每根桥壳最少测定3遍。
每次试验开始时都应把量表（或位移传感器）调至零位。
7.5.4.6完成垂直弯曲刚性试验后在表3规定的负荷时，取下百分表（或位移传感器），然后一次加载至破坏，中间不得反复。
记录失效（断裂或严重塑性变形）载荷Pn。
绘制驱动桥桥壳垂直弯曲刚性试验载荷与变形曲线，计算桥壳最大位移点与轮距之比的数值,并画出满载轴荷和7.5.3所规定负荷各测点的位移量,将其连成折线。
7.5.4.7弯曲静强度后备系数
根据失效（断裂或严重塑性变形）时的载荷Pn及满载时轴荷P,依下式计算垂直弯曲静强度后备系数Kn:
7.5.4.8断口的形状、金相组织、材料进行取样并拍照。
7.5.4.9评价指标
a）驱动桥桥壳垂直弯曲静刚性评价指标:
驱动桥满载轴荷时，轮距范围内最大变形应不超过轮距的0.15%。
b）驱动桥桥壳垂直弯曲静强度后备系数
1）动桥桥壳垂直弯曲失效（断裂或严重塑性变形）后备系数应符合Q-XXA034-2001中3.3.5的规定。
注：
严重塑性变形是指载荷加不上去，而桥壳却继续变形。
2）在n件桥壳试件中，取最小的Kn值作为该批桥壳的垂直弯曲强度后备系数。
7.5.4.7对在垂直载荷作用下桥壳的变形与载荷的关系，断裂时断口的形状、金相分析、材料分析等写入试验报告。
7.6驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验（只适用于非独立悬挂、全浮式半轴结构的驱动桥桥壳）。
7.6.1试验设备
液压疲劳试验机及附件。
7.6.2试验样品
试验样品的数量不得少于5件。
7.6.3试验载荷及加载方式
7.6.3.1垂直弯曲疲劳试验的最大试验载荷按7.5.3表3的规定。
7.6.3.2垂直弯曲疲劳试验的最小试验载荷为应力等于零时的载荷。
7.6.3.3以最大和最小试验载荷组成的脉动载荷进行垂直弯曲疲劳试验。
7.6.3.4液压疲劳试验机的频率在3～5Hz范围内。
7.6.4试验程序
7.6.4.1将桥壳按车上工作状态固定在试验台上。
加力点为二钢板弹簧座中心，并应使加力方向与桥壳轴管中心线垂直。
支点为该桥轮距的相应点，支点应能滚动，以适应加载后桥壳变形而不致引起变形干涉（注：
条件不允许时，支点和力点也可互换）。
7.6.4.2在桥壳上粘贴应变片,贴片位置选在应力较大处，1—2片即可。
7.6.4.3安装之后，予加载至7.5.3规定的负荷3次，卸载后开始试验。
7.6.4.4先加静载荷，用三等测定计、应变仪及光线示波器分别对试验机标定并测出最小载荷和最大载荷所对应的应变值。
测试精度控制在±3%之内。
7.6.4.5加脉动载荷时用应变仪、光线示波器控制最大载荷和最小载荷并监测至桥壳断裂。
记录损坏时的循环次数和损坏断面形状、金相并拍照，对其进行分析。
7.6.4.6试验数据处理
a）将n件的试验数据按正态对数分布法则（或韦布尔分布法则）进行处理，求出其中值疲劳寿命、最低疲劳寿命，中值疲劳寿命值和最低疲劳寿命值应符合Q/XXA034-2001中3.3.6规定。
b）根据处理后的疲劳寿命值及对断面形状金相组织取样化验分析结果，写出试验报告。
7.7驱动桥总成锥齿轮支承刚性试验
7.7.1试验设备
驱动桥总成静扭试验台（带有正反转装置）
7.7.2样品数量
试验样品数量不得少于3件。
7.7.3试验条件
7.7.3.1试验扭矩按下列方法确定：
a）按发动机最大扭矩计算试验扭矩Mpe：
式中：
Mpe——按发动机最大扭矩计算的扭矩；
n2——使用分动器高档时当量驱动桥数，本标准暂规定对于6×6及6×4车n2=2，对4×4汽车n2=1。
b）按7.4.3B）计算试验扭矩
.
c）试验扭矩的选取
取
与
之中较小的一个。
d）转速：
取主动轮转速n≤10r/min。
7.7.4试验方法
7.7.4.1将驱动桥总成按车上实际工作状态安装在试验台上。
7.7.4.2
安装量表的圆环安装在主动锥齿轮大端的二轴承间。
量表用百分表及杠杆百分表。
量表所取的位置应能测出主、从动锥齿轮相对位移量；主、从动锥齿轮相对于驱动桥壳（或减速器壳体）的位移量。
位置确定后在相应壳体上钻孔并磨光被测零件的相应表面以便布表测量。
测量用表位置见图2所示（由于各种驱动桥结构不同，此布表方案仅供参考）。
图中：
表示垂直向下
16——指向主动轮小端轴颈
17——指向主动轮靠大端轴承内圈、
18、19、21——指向减速器壳和桥壳表面
20——指向从动轮圆柱表面
22、23——指向差速器两侧轴承盖上，其他量表所指方向如箭头所示
图2驱动桥总成齿轮刚性试验量表测量位置示意图
7.7.4.2按正车和倒车两种旋转方向分别加载，加载程序为0、
、
、
、
记录每种工况锥齿轮啮合印迹。
7.7.4.3按正车和倒车两种旋转方向分别加载，加载程序为0、
、
，记录每一工况量表数值及施加主动轮上扭矩值，记录量表应在负荷稳定后方可记录。
负荷稳定的标志是从锥齿轮2圈之中量表读数稳定。
必须在从动锥齿轮相对于壳体同一位置时同时记录量表数值及瞬时扭矩值。
每一工况都需反复测定3次，且要数据稳定集中。
如数据分散应继续测量，求其算术平均值做为每一工况所得位移值。
7.7.5试验数据处理
把在试验台上记录的经整理的数值按图示所示X、Y、Z三个方向分别换算出：
主动锥齿轮相对于壳体的位移量；从动锥齿轮相对于壳体的位移量；主动锥齿轮相对从动锥齿轮的位移量并与表5要求进行对比。
驱动桥总成锥齿轮支承刚性应符合Q/TA034-2001中3.3.8的规定。
7.8驱动桥总成齿轮疲劳试验
7.8.1试验设备
闭式齿轮试验台或开式齿轮试验台及相关附件。
7.8.2样品数量
试验样品数量不得少于3件。
7.8.3试验条件
7.8.3.1试验扭矩按下列方法确定:
按7.7.3.1计算试验扭矩
。
7.8.3.2润滑油：
被试驱动桥内润滑油应为技术条件规定型号的机油，并加注至规定油面。
7.8.3.3油温：
正式试验时，油温通常控制在85℃～120℃范围内。
7.8.4试验程序
7.8.4.1将驱动桥总成按车上实际工作状态安装在试验台上。
7.8.4.2记录啮合印迹：
按正车和倒车两种旋转方向分别加载，加载程序为0、
、
、
、
记录每种工况锥齿轮啮合印迹。
7.8.4.3走合：
按
、
、
，三种负荷由小到大进行走合，时间每段按主动轮运转2—3×104循环次数（主动轮每转一周为1个循环）为准。
7.8.4.4正式试验：
走合后更换润滑油，并使油温达到7.8.3.3的规定，然后按7.7.3.1计算出的试验载荷
加载进行试验。
直至齿轮失效为止（失效形式有轮齿断裂、齿面压碎、齿面严重剥落和齿面严重点蚀）。
7.8.5试验数据处理
a）将试验数据按正态对数分布法则（或韦布尔分布法则）进行处理，求出其中值疲劳寿命、最低疲劳寿命，中值疲劳寿命值和最低疲劳寿命值应符合Q/TA034-2001中3.3.7规定。
b）根据处理后的疲劳寿命值及对断面形状、金相组织、取样化验分析结果，写出试验报告。
7.9驱动桥总成噪声试验
7.9.1试验设备
能实现正反转的变速装置和精密声级计。
7.9.2样品数量
试验样品数量不得少于5件。
7.9.3试验条件
7.9.3.1负荷：
空载；
7.9.3.2转速
a）测量驱动桥总成正转时，输入轴二个转速的噪声；
n1=nN
上两式中：
nN—发动机额定功率时转速；
io—主传动比；
rk—滚动半径。
b）按下式计算驱动桥输入轴反转时的转速并测其噪声。
n反=
7.9.3.3润滑：
按设计要求的技术条件加油；
7.9.3.4测定仪：
精密声级计用A档；
7.9.4试验程序
7.9.4.1噪声测试室周围应没有噪音源、烟尘、振动及其它对测试结果有影响的声源，测点周围2m内无音波障碍物,样品的半轴中心线距地高度不小于轮胎半径；
7.9.4.2测点位置应根据主减速器最大外形尺寸而定,当最大尺寸不足200mm时,测点应在被动锥齿轮中心线垂直方向的延长线（啮合中心处）上距主减速器壳表面上方150mm。
不足500mm时，距主减速器上方300mm，当双级减速时还需在被动圆柱齿轮的中心线方向（或垂直的方向）的延长线距壳表面150mm（300mm）加测1点；
7.9.4.3对本底噪声的修正：
当本底噪声与测量样品的噪声差值大于或等于10dB时不必修正。
小于10dB时，按表7修正。
表7本底噪声修正值
声级计的示差值
3
4
5
6
7
8
9
修正值
3
-2
-1
7.9.5试验数据处理
将试验数据进行处理后，取n2转速下试验样品中噪声值最大者为驱动桥总成噪声试验值，其值应符合Q/TA034-2001中3.3.2的规定。
7.10半轴静扭强度和扭转疲劳寿命试验
7.10.1试验设备
驱动桥总成静扭试验台和扭转疲劳试验机。
7.10.2样品数量
每项试验样品数量不得少于3件。
7.10.3试验计算扭矩
试验计算扭矩由下式计算确定:
7.10.3.1全浮式半轴
a）按发动机最大扭矩计算：
b）按最大附着力计算：
式中:
φ—路面附着系数取0.8
7.10.3.2越野汽车半轴
a）按发动机最大扭矩计算：
b）按最大附着力计算：
7.10.3.3半浮式半轴
a）按发动机最大扭矩计算：
式中：
b）最大附着力计算同7.4.4.3A）式。
7.10.3.4试验计算扭矩
应取按发动机最大扭矩计算和按最大附着力计算两者中较小的一个。
7.10.4试验程序
7.10.4.1半轴静扭强度试验
a）半轴一端与扭力机输出端相连接，半轴另一端与固定支架相连接。
b）安装时要保证半轴轴线与扭力机轴线同轴，使半轴不受附加弯矩和扭矩。
c）开动扭力机，缓慢连续加载直至半轴发生破坏为止。
记录并绘制扭矩—转角曲线（见图3、图4）。
7.10.4.2扭转疲劳寿命试验
a）用交变非对称循环载荷，按图5型加载。
图5采用交变非对称循环载荷
图5
试验最小扭矩：
试验最大扭矩：
试验交变载荷幅值：
b）试验最高频率f不大于30Hz，半轴表面最高温度不高于200℃。
7.10.5数据处理
a）计算半轴静扭强度失效后备系数K:
根据失效时的破坏扭矩
及计算扭矩
依下式计算半轴静扭强度失效后备系数K:
b）半轴扭转疲劳寿命试验数据以威布尔分布图解法处理，算出中值寿命B50和最低寿命B10。
c）对断口的形状、金相组织、材料进行取样并拍照，根据计算的K值和B50值、B10值与表现的要求进行判定，综合分析后写出试验报告。
7.10.6评价指标
驱动桥半轴的静扭强度后备系数及扭转疲劳寿命应符合Q/TA034-2001中3.3.9.1的规定。
8驱动桥总成解体清洁度检查
8.1检验样品数量不得少于2件。
8.2驱动桥总成解体清洁度的检验方法按Q/XXA089-2003的6.3条规定进行。
8.3清洁度检查清洗部位
驱动桥解体后应清洗的部位为：
桥壳（内表面）、半轴（与机油接触表面）、差速器（所有表面）、减速器壳体（内表面）、桥壳盖（内表面）。
9试验报告
试验结束后，及时编写试验报告，报告中应包括下列内容：
——试验名称；
——试验根据；
——试验目的；
——试验项目；
——试验方法；
——试验结果处理及分析。
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