汽车等速移动节三销架断裂分析

金兄珍，冯贤，牛杰，高天芬，王晓华，吴成卫

万向钱潮股份有限公司 浙江杭州 311215

1 序言

等速驱动轴是汽车传动系统中的重要组成部分，三球销万向节是汽车传动系统等速驱动轴总成的一个关键部件，常用于汽车等速驱动轴的移动端，连接万向节的主动轴、从动轴以等角速度运转，用来传递发动机曲轴端输出的力矩，以实现汽车行驶。因此，对三球销万向节高性能的要求尤为重要。

2 失效情况

某车型等速驱动轴总成在台架试验中，发生早期失效，检查发现等速移动节三销架裂开，扭转疲劳寿命不足，其材料牌号为16MnCr5H，加工工艺为：下料→加热→锻造成形→机加工→热处理→精加工。本文通过台架试验失效零件进行断口宏观形貌及断裂源观察分析，并结合金相、有限元分析等方法，揭示该类零件的断裂原因，为产品的安全、延寿提供技术支持。断裂三销架台架试验见表1。

表1 断裂三销架台架试验

3 原因分析与排查

3.1 失效件观察

断裂三销架宏观形貌如图1所示，目视可见三销架鼓形花键部位发生断裂，存在不同程度的挤压变形和磨损痕迹。

图1 断裂三销架宏观形貌

将断口置于电镜下进行观察，两处断口形貌如图2所示。由图2可看出，断口1较为平整，断口2起伏较大，从断口扩展方向纹路判断（见图3），裂纹是由内侧花键向外扩展，裂纹源处为沿晶及韧窝形貌（见图4），存在沿晶裂纹，裂纹扩展区为韧窝及解理形貌（见图5）。从断口宏观和微观形貌判断，三销架的断裂模式应为疲劳断裂。……