買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - I - 卡萬向傳動軸設(shè)計 及 振動分析 摘 要 傳動軸是發(fā)動機前置后驅(qū)汽車的動力傳遞重要組成部分。本設(shè)計注重實際運用，考慮整車的總體布置，改進(jìn)了一些設(shè)計方法，力求整車結(jié)構(gòu) 及性能更為合理。 傳動軸是把變速器的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)矩傳到主減速器的軸，兩端 由十字軸萬向節(jié)連接。傳動軸是由軸管、伸縮花鍵和萬向節(jié)組成。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角發(fā)生變化時實現(xiàn)兩軸的動力傳輸。萬向節(jié)是由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。重型汽車使用的傳動軸萬向節(jié)采用滾針十字軸軸承， 配合以短而粗的十字軸，可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。傳動軸的布置直接影響十字軸萬向節(jié)、主減速器的使用壽命，對汽車的振動噪聲也有很大影響。在傳動軸的設(shè)計中，主 要考慮傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速，計算傳動軸的花鍵軸和軸管的尺寸，并校核了其扭轉(zhuǎn)強度和臨界轉(zhuǎn)速，確定出合適的安全系數(shù)，合理優(yōu)化了 軸與軸之間的角度 。 利用 程分析模塊對傳動軸進(jìn)行了有限元分析，通過靜態(tài)分析校核了傳動軸的強度和剛度，通過動態(tài)響應(yīng)分析考查了傳動軸的振動情況 關(guān)鍵詞 :傳動軸 ；花鍵；十字軸式萬向節(jié)；有限元分析。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - of is an of on of to a of to to It is of is of so to in is of of of of of of is of of a of by of of 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . - 1 - 課題研究意義和背景 . - 1 - 內(nèi)外研究現(xiàn)狀概述 . - 1 - 課題主要研究內(nèi)容 . - 4 - 第 2 章 傳動系總成運動的理論分析和計算 . - 6 - 向節(jié)傳動的運動分析 1 . - 6 - 向節(jié)傳動（普通十字軸萬向節(jié)） . - 6 - 萬向節(jié)傳動 . - 7 - 萬向節(jié)傳動（普通十字軸式萬向節(jié)） . - 8 - 向傳動的計算載荷 . - 10 - 向節(jié)的設(shè)計計算 3 . - 12 - 動軸的設(shè)計 . - 15 - 鍵的設(shè)計 . - 18 - 間支撐 . - 18 - 章小結(jié) . - 21 - 第 3 章 萬向傳動軸的設(shè)計計算 . - 22 - 動軸結(jié)構(gòu)方案的選擇 . - 22 - 動軸內(nèi)外徑尺寸 . - 22 - 鍵的設(shè)計計算 . - 23 - 向節(jié)的計算 . - 24 - 動軸布置 . - 25 - 鍵的滑動長度計算 . - 30 - 章小結(jié) . - 34 - 第 4 章 計與建模 . - 35 - 術(shù)概述及 介 . - 35 - 模過程 . - 36 - 緣叉建模 . - 36 - 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 間傳動軸建模 . - 37 - 傳動軸建模 . - 37 - 間 支撐建模 . - 38 - 向節(jié)建模 . - 38 - 動叉建模 . - 40 - 分零件建模過程 . - 41 - 動系裝配體建模 . - 41 - 章小結(jié) . - 42 - 第 5 章 傳動軸的有限元分析 . - 43 - 術(shù)的發(fā)展和有限元分析概述 . - 43 - 術(shù)的發(fā)展 . - 43 - 限元分析概述 . - 44 - 程分析模塊介紹 . - 45 - 用 傳動軸進(jìn)行靜態(tài)分析 . - 45 - 大扭矩工況時對中間傳動軸的靜態(tài)分析 . - 46 - 大扭矩工況時對主傳動軸的靜態(tài)分析 . - 48 - 用 傳動軸進(jìn)行振動分析 . - 49 - 大轉(zhuǎn)速工況時對中間傳動軸的振動分析 . - 50 - 章小結(jié) . - 54 - 結(jié) 論 . - 55 - 致 謝 . - 56 - 參考文獻(xiàn) . - 57 - 附 錄 . - 59 - 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第 1 章 緒論 萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還加 裝中間支承。 汽車上任何一對軸線相交且相對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞，均須通過萬向傳動裝置。在變速器與驅(qū)動橋距離較遠(yuǎn)的情況下。應(yīng)將傳動軸分成兩段，即主傳動軸和中間傳動軸，用三個十字軸萬向節(jié)，且在中間傳動軸后短設(shè)置了中間支承。這樣，可避免因傳動軸過長而產(chǎn)生的自振頻率降低，高轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生共振；同時提高了傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速和工作可靠性。 中卡 萬向傳動軸設(shè)計與振動分析 ，可使學(xué)生在產(chǎn)品更新設(shè)計等方面得到切實的鍛煉。 課題研究意義和背景 傳動軸是發(fā)動 機前置后驅(qū)汽車的動力傳遞重要組成部分，本設(shè)計注重實際運用， 是建立在參考 國內(nèi)輕卡中卡貨車的動力設(shè)計的基礎(chǔ)之上，考慮整車的總體布置，改進(jìn)了一些設(shè)計方法，力求整車結(jié)構(gòu)及性能更為合理，使用壽命更長，振動噪聲更小。 本設(shè)計中的傳動軸是兩節(jié)的 ， 由十字軸萬向節(jié)連接。傳動軸是由軸管、伸縮花鍵套和萬向節(jié)組成。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角發(fā)生變化時實現(xiàn)兩軸的動力傳輸。萬向節(jié)是由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。傳動軸的布置直接影響十字軸萬向節(jié)、主減速器的使用壽命，對汽車的振動噪聲也有很大影響。在傳動軸的設(shè)計中，主要考慮傳動軸的臨界轉(zhuǎn) 速，分析出傳動軸的花鍵軸和軸管的尺寸，并校核了其扭轉(zhuǎn)強度和臨界轉(zhuǎn)速，確定出合適的安全系數(shù)，更合理優(yōu)化了軸與軸之間的角度。采用新方法計算花鍵的伸縮滑動量 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀概述 汽車上的萬向節(jié)傳動常由萬向節(jié)和傳動軸組成，主要用來在工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸間傳遞動力。 在發(fā)動機前置后輪驅(qū)動 (或全輪驅(qū)動 )的汽車上，由于工作時懸架變形，驅(qū)動橋主減速器輸入軸與變速器 (或分動器 )輸出 軸 間經(jīng)常有相對運動，普遍采用萬向節(jié)傳動 (圖 1b)。當(dāng)驅(qū)動橋與變速器之間的距離不大時，常采買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 2 - 用兩個萬向節(jié)和一根傳動軸的結(jié)構(gòu)。當(dāng) 驅(qū)動橋與變速器相距較遠(yuǎn)，使得傳動軸的長度超過 ，為提高傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速以及總布置上的考慮，常將傳動軸斷開成兩根 (或三根 )，萬向節(jié)用三個 (或四個 )。此時，必須在中間傳動軸上加設(shè)中間支承。萬向節(jié)所連兩軸之間的夾角，對一般貨車，最大可達(dá) 1520，對于 4野汽車 (特別是短軸距的 )，最大可達(dá) 30 。 在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，由于驅(qū)動輪又是轉(zhuǎn)向輪，左右半軸間的夾角隨行駛需要而變，這時多采用球叉式和球籠式等速萬向節(jié)傳動 (圖 1其最大夾角 (相應(yīng)為車輪最大轉(zhuǎn)角 )可達(dá) 30 42 。當(dāng)后驅(qū)動橋為獨立懸架結(jié)構(gòu)時也必須采用萬向節(jié)傳動 (圖 1 如果由于總布置的需要，變速器與離合器 (或分動器 )不直接連接而離開一定距離，為避免因安裝不準(zhǔn)確和車架變形在傳動機構(gòu)中引起附加載荷，也需要采用萬向節(jié)傳動 (參看圖 1此時多用普通十字軸萬向節(jié)或柔性萬向節(jié)，其工作角度一般不大于 2 3。 萬向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和柔性萬向節(jié)兩類。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié) (常用的為普通十字軸式 )，等速萬向節(jié) (球叉式，球籠式等 )，準(zhǔn)等速萬向節(jié) (雙聯(lián)式，凸塊式，三銷軸式等 )。 萬向節(jié)傳動應(yīng)保證所連接兩軸的相對 位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，能可靠地傳遞動力，保證所連接兩軸盡可能同步 (等速 )運轉(zhuǎn)，由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 圖 1向節(jié)傳動在汽車傳動系中的應(yīng)用 萬向傳動軸設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求： 1)保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時能可靠地傳遞動力。 2)保證所連接兩軸盡可能等速運轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 3 - 應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 3)傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等。 十字軸萬向節(jié) 典型的十字軸萬向節(jié)主要由主動叉、從動叉、十字軸、滾針軸 承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。 目前常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式 (圖 1b)、卡環(huán)式 (圖1d)、瓦蓋固定式 (圖 1塑料環(huán)定位式 (圖 1。 蓋板式軸承軸向定位方式的一般結(jié)構(gòu) (圖 1用螺栓 1 和蓋板 3 將套筒 5 固定在萬向節(jié)叉 4 上，并用鎖片 2 將螺栓鎖緊。它工作 可靠、拆裝方便，但零件數(shù)目較多。有時將彈性蓋板 6 點焊于軸承座 7 底部 (圖 1裝配后，彈性蓋校對軸承座底部有一定的預(yù)壓力，以免高速轉(zhuǎn)動時由于離心力作用，在十字軸端面與軸承座底之間出現(xiàn)間隙而引起十字軸軸向竄動， 從而避免了由于這種竄動造成的傳動軸動平衡狀態(tài)的破壞。 卡環(huán)式可分為外卡式 (圖 1內(nèi)卡式 (圖 1種。它們具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、零件少和質(zhì)量小的優(yōu)點。瓦蓋固定式結(jié)構(gòu) (圖 1的萬向節(jié)叉與十字軸軸頸配合的圓孔不是一個整體，而是分成兩半用螺釘聯(lián)接起來。這種結(jié)構(gòu)具有拆裝方便、使用可靠的優(yōu)點，但加工工藝較復(fù)雜。塑料環(huán)定位結(jié)構(gòu) (圖 1在軸承碗外圓和萬向節(jié)叉的軸承孔中部開一環(huán)形槽。當(dāng)跟針 軸 承動配合裝入萬向節(jié)叉到正確位置時，將塑料經(jīng)萬向節(jié)叉上的小孔壓注到環(huán)槽中。待萬向節(jié)叉上另一與環(huán)槽垂直的小孔 有塑料溢出時，表明塑料已充滿環(huán)槽。這種結(jié)構(gòu)軸向定位可靠，十字軸軸向竄動小，但拆裝不方便。 為了防止十字軸軸向竄動和發(fā)熱，保證在任何工況下十字軸的端隙始終為零，有的結(jié)構(gòu)在十字軸軸端與軸承碗之間加裝端面止推滾針或滾柱軸承。滾針軸承的潤滑和密封好壞直接影響著十字軸萬向節(jié)的使用壽命。毛氈油封由于漏油多，防塵、防水效果差，在加注潤滑油時，在個別滾針軸承中可能出現(xiàn)空氣阻塞而造成缺油，已不能滿足越來越高的使用要求。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的雙刃口復(fù)合油封 (圖 1反裝的單刃口橡膠油封用作徑向密封，另一雙刃口橡膠油封用作端面密封。 當(dāng)向十字軸內(nèi)腔注入潤滑油時，陳油、磨損產(chǎn)物及多余的潤滑油便從橡膠油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出。不需安裝安全閥，防塵、防水效果良好。在灰塵較多的條件下使用時，萬向節(jié)壽命可顯著提高。圖 1一轎車上采用的多刃口油封，安裝在無潤滑油流通買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 4 - 系統(tǒng)且一次潤滑的萬向節(jié)上。 十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，強度高，耐久性好，傳動效率高，生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過大，當(dāng)夾角由 4 增至 16時，十字軸萬向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來的 l/4。 圖 1針軸承軸向定位方式 a）普通蓋板式 b）彈性蓋板式 c） 外卡式 d）內(nèi)卡式 e）瓦蓋固定式 f）內(nèi)卡環(huán) 1 螺栓 2 鎖片 3 蓋板 4 萬向節(jié)叉 5 套筒 6 彈性蓋板 7 軸承座 8 外卡環(huán) 9 內(nèi)卡環(huán) 本課題 主要 研究內(nèi)容 萬向傳動軸一般是由萬 向節(jié)、傳動軸和中間支承組成。主要用于在工作過程中相對位置不斷變化的兩軸之間動力傳動 。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角的變化，并實現(xiàn)兩軸的等角速傳動。一般萬向節(jié)由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。 本課題是以 東風(fēng) 卡 為原型車進(jìn)行研究分析， 對其 傳動系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計，并利用 三維 件 5 立起買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 5 - 該車的 傳動 系統(tǒng)模型， 利用 010 繪制和修改主要工程圖， 并進(jìn)行了一定程度的改進(jìn) 。 本課題的另一重點在于利用有限元分析軟件對傳動軸進(jìn)行有限元分析 ，首先 利用 傳動軸進(jìn)行 靜態(tài)分析，校核傳動軸的強度條件和剛度條件，再插入一個模態(tài)分析，組合成動態(tài)響應(yīng)分析，即振動分析 ，查看計算后的結(jié)果。綜合靜態(tài)分析和動態(tài)分析結(jié)果，對傳動系進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，再重新進(jìn)行有限元分 析。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 6 - 第 2 章 傳動系總成運動的理論分析和計算 向節(jié)傳動的運動分析 1 萬向節(jié)傳動（普通十字軸萬向節(jié)） 圖 2字軸萬向節(jié) 如圖 2示，普通十字軸萬向節(jié)的主動軸與從動軸轉(zhuǎn)角間的關(guān)系式為 12t a n t a n c o s （ 2 式中，1為主動軸轉(zhuǎn)角，定義為萬向節(jié)主動叉所在平面與萬向節(jié)主、從動軸所在平面的夾角；2為從動軸轉(zhuǎn) 角； 為主動軸與從動軸之間的夾角。 設(shè)萬向節(jié)的夾角 保持不變，將式 （ 對時間求導(dǎo)，并把2用1表示，則得 2 2211c o s1 s i n c o s （ 2 由于 21周期為 180 的周期函數(shù)，所以 保持不變的條件下，轉(zhuǎn)速比21/也是一個周期為 180 的函數(shù)。如果1保持不變，則2每周變化兩次。因此主動軸以等角速度轉(zhuǎn)動時，從動軸時快時慢，此即普通十字軸傳動的不買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 7 - 等速性。 十字軸萬向節(jié)傳動的不等速性可用轉(zhuǎn)速不 均勻系數(shù) K 表示 2 m a x 1 m i i n t a （ 2 萬向節(jié)傳動 當(dāng)輸入軸與輸出軸之間存在夾角 時，單個十字軸萬向節(jié)的輸出軸相對于輸入軸是不等速旋轉(zhuǎn)的。為使處于同一平面的輸出軸與輸入軸等速旋轉(zhuǎn)，可采用雙萬向節(jié)傳動。在雙萬向節(jié)傳動中，直接與輸入軸和輸出軸相連的萬向節(jié)叉所受的附加彎矩分別由相應(yīng)軸的支承反力平衡。當(dāng)輸入軸與輸出軸平行時 (圖 2 2a)，直接連接傳動軸的兩萬向節(jié)叉所受的附加彎矩彼此平衡，傳動軸發(fā)生如圖 2 2b 中 雙點劃線所示的彈性彎曲，從而引起傳動軸的彎曲振動，當(dāng)輸入軸與輸出 軸相交時 (圖 2 2c)，傳動軸兩端萬向節(jié)叉上所受的附加彎矩方向相同，不能被此平衡，傳動軸發(fā)生如圖 2 2d 中雙點劃線所示的彈性彎曲，從而對兩端的十字軸產(chǎn)生大小相等、方向相反的徑向力、此徑向力作用在滾針軸承碗的底部，并在輸入軸與輸出軸的支承上引起反力。 圖 2加彎矩對傳動軸的作用 為使處于同一個平面內(nèi)的輸入與輸出軸等速旋轉(zhuǎn)，在汽車傳動系中常采買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 8 - 用雙萬向節(jié)傳動。如圖 22示給出兩種通常采用的方案，共同特點 如下： （ 1） 與傳動軸相連的兩個萬向節(jié)叉布置在同一個平面內(nèi)。 （ 2） 兩萬向節(jié)與傳動軸的夾角相等，即 12 。 這樣布置，1 2 1t a n t a n c o s ，3 2 2t a n t a n c o s 即 1132ta n c o n c o s （ 2 這樣可以保持等 角速度傳動。 萬向節(jié)傳動（普通十字軸式萬向節(jié)） 多萬向節(jié)傳動的運動分析是建立在但萬向節(jié)運動分析的 基礎(chǔ)的。下面分析三萬向節(jié)傳動的等速條件，如圖 2 圖 2萬向節(jié)傳動 圖 2示方案中， I I I 1t a n t a n c o s （ 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 9 - I I I I I 2t a n t a n c o s （ 2 I V I I I 3t a n t a n c o s （ 2 2 3t a n c o st a n c o s c o s （ 2 圖 2示方案中， I I I 1t a n t a n c o s （ 2 I I I I I 2t a n t a n c o s （ 2 I V I I I 3t a n t a n c o s （ 2 I 1 2I V 3t a n c o s c o st a n c o s （ 2 多萬向節(jié)傳動的從動叉相對主動叉的轉(zhuǎn)角差 () 的計算公式與但萬向節(jié)的相似，可以寫成 21s i n 2 ( )4e （ 2 式中，e為多萬向節(jié)的當(dāng)量夾角； 為主動叉的初相位角；1為主動叉轉(zhuǎn)角。上式表明多萬向節(jié)傳動軸輸出軸與輸入軸的運動關(guān)系，如同具有夾角e。 假設(shè)多萬向節(jié)傳動的各軸軸線均在同一平面，各傳動軸兩端的萬向節(jié)叉平面的夾角為 0 或 /2 ，則 當(dāng)量夾角e為 2221 2 3e （ 2 式中，1 2 3 、 、等為各萬向節(jié)的夾角。正負(fù)號的確定：當(dāng)?shù)谝蝗f向節(jié)的主動叉處在各軸線所在平面內(nèi)，其余的萬向節(jié)中，如果其主動叉平面與此平面重合定義為正，與此平面垂直定義為負(fù) 5。 為使多萬向節(jié)傳動輸出軸與輸入軸等速，應(yīng)使e0。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 10 - 萬向節(jié)傳動輸出與輸入軸的轉(zhuǎn)角差會引起動力總成支承和懸架彈性元件的振動，還能引起與輸出軸相連齒輪的沖擊和噪聲級駕駛室內(nèi)的諧振噪聲。因此在設(shè)計多萬向節(jié)傳動時，總希望其當(dāng)量夾角e盡可能小。一般設(shè)計時，應(yīng)使空載和滿載兩種工況下e不大于 3 ，另外，對多萬向節(jié)傳動輸出軸的角加速度幅值 221e應(yīng)加以限制。對 于乘用車， 2 2 21 3 5 0 /e r a d s ；對于商用車， 2 2 21 6 0 0 /e r a d s 。 表 2各種轉(zhuǎn)速下推薦采用的最大夾角值 傳動軸轉(zhuǎn)速（ r/ 6000 4500 3500 3000 2500 2000 1500 夾角 （） 3 4 5 6 7 9 12 表 2動軸長度、夾角及安全工作轉(zhuǎn)速的關(guān)系 傳動軸長度 （ 0140520夾角 （） 0 6 6 安全工作轉(zhuǎn)速（ r/ 向傳動的計算載荷 萬向傳動軸因布置位置不同，計算載荷是不同的。計算載荷的計算方法主要有三種，見表 2 表 2式中， T 為發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， n 為計算驅(qū)動橋數(shù)，取法見表 2 為發(fā)動機到萬向傳動軸之間的傳動效率； k 為液力變矩器變矩系數(shù) 2。 0 1 / 2 1 ， 0k 為最大變矩系數(shù)， 2G 為滿載狀態(tài)下一個驅(qū)動橋上的靜載荷 (N)，2m為汽車最大加速度時的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù) ，轎車 ：2m車：2m 為輪胎與路面間的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，在良好的混凝土或瀝青路面上， 可取 于安裝防側(cè)滑輪胎的轎車， 可取 于越野車， 值變化較大，一般取買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 11 - 1，m)，主減速器從動齒輪到車輪之間的傳動比；m為主減速器主動齒輪到車輪之間的傳動效率，1N)。1m為 汽車最大加速度時的前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：1m 車：N)；法見表 2-4；于液力自動變速器，l，對于具有手動操縱的機械變速器的高性能賽車，3，對于性能系數(shù)0 的汽車 (一般貨車、礦用汽車和越野車 )，1，對于0 的汽車，2 或由經(jīng)驗選定。性能系數(shù)由下式計算 m a x m a a 6 0 . 1 9 5 0 . 1 9 5 1 6100 . 1 9 5 1 6g m 當(dāng) 時當(dāng) 時（ 2 式中，有掛車，則要加上掛車質(zhì)量）（ 表 2向傳動軸計算載荷 用于變速器與驅(qū)動橋之間 用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和擋傳動比來確定 m a x 1d e l k T k i iT n m a x 1 02d e fs e l k T k i i iT n 按驅(qū)動輪打滑來確定 220m rT 1 1 12m rT i 按日常平均使用轉(zhuǎn) 矩來確定 0i i n 2 位 置 計 算 方 法 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 12 - 表 2 4 n 的選取 車型 高檔傳動比與低擋傳動比關(guān)系 n 44 2 2 66 23fg 3fg 3 對萬向傳動軸進(jìn)行靜強度計算時，計算載荷取2 11m s se T或 22m i n ,s se T，安全系數(shù)一般取 對萬向傳動軸進(jìn)行疲勞壽命計算 時，計算載荷22sF 向節(jié)的設(shè)計計算 3 十字軸萬向節(jié)的損壞形式主要有十字軸頸和滾針軸承的磨損，十字軸軸頸和滾針軸承碗工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。一般情況下，十字軸萬向節(jié)便應(yīng)報廢。十字軸的主要失效形式是軸頸根部處的斷裂，所以在設(shè)計十字軸萬向節(jié)時，應(yīng)保證十字軸軸頸有足夠的抗彎強度。 設(shè)滾針對十字軸軸頸的作用力合力為 F，如圖 2示，則 2 r （ 2 式中， T 為傳動軸計算轉(zhuǎn)矩（ N ），取在發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩下且變速器處于一檔是的轉(zhuǎn)矩和滿載汽車的驅(qū)動輪最大附著 力矩 （ ）的換算轉(zhuǎn)矩兩者中的較小值； r 為合力作用線與十字軸中心之間的距離； 為萬向節(jié)的最大夾角 。十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力 和剪切應(yīng)力 為 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 13 - 1d F （ 2 22124（ 2 式中，12 s 為力作用點到軸頸根部的距離（ w為彎曲應(yīng)力許用值， w為切應(yīng)力許用值。 圖 2十字軸受力圖 滾針軸承中的滾針直徑一般不小于 免壓碎，而且差別要小，否則會加重載荷在滾針間分配的不均勻性，一般控制在 內(nèi)。滾針軸承徑向間隙過大時，承受載荷的滾針數(shù)減少，有出現(xiàn)滾針卡住的可能性；而間隙過小時，有可能出現(xiàn)受熱卡住或因贓物阻滯卡住，針軸承的周向總間隙以 好。滾針 的長度一般不超過軸頸的長度，使其既有較高的承載能力，又不致因滾針過長發(fā)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 14 - 生歪斜而造成應(yīng)力集中。滾針在軸向的游隙一般不應(yīng)超過 圖 2緣叉結(jié)構(gòu)圖 十字軸彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于 250 350N/切應(yīng)力不大于 80120N/字軸滾針軸承的接觸應(yīng)力為 111272 d L （ 2 式中， d 為滾針直徑（ L 為滾針工作長度（ 十字軸軸頸直徑（ n 作用下一個滾針?biāo)茏畲筝d荷（ N）。 F 2 式中， i 為滾針列數(shù)； Z 為每列中的滾針數(shù)。 萬向節(jié)叉與十字軸軸頸組成連接支承，在力作用下產(chǎn)生支承反力，在與十字軸軸孔中心線成 45的截面處，萬向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，其彎曲應(yīng)力w和扭應(yīng)力b應(yīng) 滿足 （ 2 （ 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 15 - 式中， W、 別為截面 BB 處的抗彎截面系數(shù)和抗扭截面系數(shù)，矩形截面： 2 /6W ， 2tW kb h；橢圓形截面： 2 /10W ， 2 / 1 6tW b h； h、 k 是與 h/b 有關(guān)的系數(shù)，按照表 2 5 選??； e、 a 如圖 2 5 所示；彎曲應(yīng)力的許用值 w為50 80應(yīng)力的許用值 b為 80 160 表 2系數(shù) k 的選取 h/b 0 k 字軸萬向節(jié)的傳動效率與兩軸的軸間夾角、十字軸的支承結(jié)構(gòu)和材料、加工、裝配精度以及潤滑條件等有關(guān)。當(dāng) 25 時，可按下式計算 10 2 t a n1 df r （ 2 式中，0為十字軸萬向節(jié)傳動效率； f 為軸頸與萬向節(jié)叉的摩擦因數(shù)，滑動軸承： f =動軸承： f =他符號意義同前。 通常情況下，十字軸萬向節(jié)的傳動效率約為 97% 99%。 十字軸常用材料為 202020低碳合金鋼，軸頸表面進(jìn)行滲碳淬火處理。滲碳層深度為 0 8 1 2面使度為 5864頸端面硬度不低于 55部硬度為 33 48向節(jié)叉一般采用 40 或 45 中碳鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為 18 33針軸承碗材料一般采用 動軸 的設(shè)計 傳動軸總成主要由傳動軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬向節(jié)叉組成。傳動軸中一般設(shè)有由滑動叉和花鍵軸組成的滑動花鍵，以實現(xiàn)傳動長度的變化。為了減小滑動花鍵的軸向滑動阻力和磨損，有時對花鍵齒進(jìn)行磷化處理或噴涂尼龍層；有的則在花鍵槽中放人滾針、滾柱或滾珠等滾動元件，以滾動摩擦代替滑動摩擦，提高傳動效率。 但這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。有時對于買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 16 - 有嚴(yán)重沖擊載荷的傳動，還采用具有彈性的傳動軸。傳動軸上的花鍵應(yīng)有潤滑及防塵措施，花鍵齒與鍵槽間隙不宜過大，且應(yīng)按對應(yīng)標(biāo)記裝配，以免裝錯破壞傳動軸總成的動平衡。傳動軸的長度和夾角及它們的變化范圍由汽車總布置設(shè)計決定。設(shè)計時應(yīng)保證在傳動軸長度處在最大值時，花鍵套與軸有足夠的配合長度；而在長度處在最小時不頂死。傳動 軸 夾角的大小直接影響到萬向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動的效率和十字軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性。 傳動軸的設(shè)計主要內(nèi)容是選擇傳動軸長度和斷面尺寸。在選擇傳動軸長度和斷面尺寸 時要著重考慮使傳動軸有足夠的臨界轉(zhuǎn)速、扭轉(zhuǎn)剛度。 所謂傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速是指旋轉(zhuǎn)軸失去穩(wěn)定性的最低轉(zhuǎn)速，它決定與傳動軸的尺寸、結(jié)構(gòu)及其支承情況。假設(shè)傳動軸為斷面均勻一致，兩端自由支承的彈性梁，如圖 2示。 圖 2傳動軸臨界轉(zhuǎn)速計算簡圖 設(shè)軸的質(zhì)量 m 集中于 O 點，且 O 點偏離旋轉(zhuǎn)軸線的量為 e，當(dāng)軸以角速度 旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的