《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》重型載貨汽車萬向傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1重型載貨汽車萬向傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

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班級：10車輛工程1班同組者：指導(dǎo)老師：設(shè)計(jì)時(shí)間：2013.10.7---2013.10.142目錄第一節(jié)概述第二節(jié)萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析第三節(jié)萬向節(jié)傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析第四節(jié)萬向節(jié)設(shè)計(jì)第五節(jié)傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)第六節(jié)中間支承結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)第七節(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)3§4-1 概述一、萬向節(jié)功用:在工作位置不斷改變的兩根軸之間傳遞動(dòng)力二、設(shè)計(jì)要求:（1）保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠的傳遞動(dòng)力（2）保證所連接的兩軸盡可能等速旋轉(zhuǎn)。（3）傳動(dòng)效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，容易維修。4三、應(yīng)用1.變速器與驅(qū)動(dòng)橋間（單式、復(fù)式）；2.轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪—等角速萬向節(jié)；3.驅(qū)動(dòng)軸為獨(dú)立懸架，驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)，起半軸作用；4.變速器、離合器與分動(dòng)器非一體的情況下（越野車）；5.轉(zhuǎn)向器；6.功率輸出箱—驅(qū)動(dòng)絞盤之間。5三、應(yīng)用四、分類一、：萬向節(jié)按其的扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯彈性可分為：不等速萬向節(jié)

剛性萬向節(jié)：靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞動(dòng)力。

準(zhǔn)等速萬向節(jié)等速萬向節(jié)

撓性萬向節(jié)：靠彈性零件傳遞動(dòng)力。61、十字軸式剛性萬向節(jié)的構(gòu)造十字軸萬向節(jié)叉軸承蓋安全閥萬向節(jié)叉滾針軸承油封注油嘴采用橡膠油封，當(dāng)十字軸內(nèi)腔油壓過大時(shí)，多余的潤滑油從橡膠油封內(nèi)圓表面與軸頸接觸處溢出。優(yōu)點(diǎn)：剛性萬向節(jié)可以保證在軸間交角變化(一般為l5°~20°)時(shí)可靠地傳遞動(dòng)力,結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)效率高。

缺點(diǎn)：單個(gè)十字軸式剛性萬向節(jié)在有夾角的情況下不能傳遞等速運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)軸等速旋轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)軸出現(xiàn)兩次周期性的超越和滯后變化。7單個(gè)十字軸式萬向節(jié)在傳動(dòng)過程中，主從、動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速是不等的。單個(gè)十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性，將使從動(dòng)軸及與其相連的傳動(dòng)部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，從而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響部件壽命。因此，為了避免這些缺點(diǎn)，汽車上采用雙萬向節(jié)傳動(dòng)。但要滿足兩軸間的等角傳動(dòng)，在裝配上必須滿足兩個(gè)條件：1、第一萬向節(jié)兩軸間的夾角度1與第二萬向節(jié)兩軸間的夾角2相等。

（靠整車的總布置設(shè)計(jì)和總裝配保證）2、第一萬向節(jié)的從動(dòng)叉與第二萬向節(jié)的主動(dòng)叉處于同一平面內(nèi)。

（靠傳動(dòng)軸與萬向節(jié)叉的正確裝配來保證）8二、準(zhǔn)等速萬向節(jié)1.雙聯(lián)式：特點(diǎn)：由兩個(gè)十字軸萬向節(jié)并聯(lián)，允許兩軸間的夾角較大（可達(dá)50°），軸承密封好，效率高，工作可靠，制造方便。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸大，零件數(shù)目多。用途：多用于軍用越野轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 特點(diǎn)：相當(dāng)于雙聯(lián)式萬向節(jié)，工作可靠，加工簡單，允許的夾角較大（50°），工作面為全滑動(dòng)摩擦，效率低，易磨損，對密封和潤滑要求高。 用途：多用于中型以上越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋特點(diǎn)：允許的最大夾角45°，易于密封，外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毛坯需精鍛用途：個(gè)別中、重型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋9三、等速萬向節(jié)1.球叉式萬向節(jié)：圓弧槽型球叉式萬向節(jié)：傳動(dòng)夾角小于33°，磨損快，用于輕中型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋；直槽滾道型球叉式萬向節(jié)：傳動(dòng)夾角小于20°，可以略微伸縮，用于斷開式驅(qū)動(dòng)橋2.球籠式萬向節(jié)：Birfield型球籠式萬向節(jié)（RF節(jié)）：承載能力和耐沖擊能力強(qiáng)，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，應(yīng)用最廣泛，用于獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋靠近轉(zhuǎn)向輪一側(cè)。伸縮型球籠式萬向節(jié)（VL節(jié)）：外滾道為直槽，可伸縮，省去滑動(dòng)花鍵，結(jié)構(gòu)簡單，效率高；用于獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋靠近主減速器一側(cè)。10四、撓性萬向節(jié)特點(diǎn)：能減小扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、動(dòng)載荷、噪聲結(jié)構(gòu)簡單，不用潤滑用于兩軸間夾角不大（3～5°），軸向位移小的場合用途：轎車三萬向節(jié)傳動(dòng)中的靠近變速器的第一節(jié)；重型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間；越野車變速器與分動(dòng)器之間，以消除制造安裝誤差和車架變形對傳動(dòng)的影響。11綜上考慮成本、傳遞轉(zhuǎn)矩的大小以及等速要求等，故選擇十字軸萬向節(jié)。此外，由于傳動(dòng)軸長度超過1.5m，從總布置上考慮，選擇三根傳動(dòng)軸，萬向節(jié)用四個(gè)，而在傳動(dòng)軸上需加設(shè)中間支承了。12§4-3萬向節(jié)傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和受力分析一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)1）1=0°，180°時(shí)，則ω2=ω1/cosα，最大；2）1=90°，270°時(shí)，則ω2=ω1cosα，最??；13一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)14因此，從動(dòng)軸受到周期作用的轉(zhuǎn)矩，其周期比主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速大一倍，振幅依賴于α的變化。一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)若T1為常數(shù)，則15一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)1）1=0°，180°時(shí)，則T2'=T1sinα，最大；2）1=90°，270°時(shí)，則T1'=T1tgα，最?。灰虼?，主、從動(dòng)軸受到周期作用的附加彎曲力偶矩，其周期比主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速大一倍（π），在主從動(dòng)軸支承上引起周期性變化的徑向載荷（振動(dòng)）。16二、雙十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)：輸入軸和輸出軸平行時(shí)，當(dāng)α1＝α2時(shí)，必有1＝3，輸入軸和輸出同步旋轉(zhuǎn)；17二、雙十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)：當(dāng)輸入軸和輸出軸相交，與傳動(dòng)軸夾角都為α?xí)r，作用在萬向節(jié)十字叉上的附加力矩不能平衡，使兩個(gè)萬向節(jié)十字軸承受大小相等方向相反的力，使支承處也產(chǎn)生反力，α越大，反力越大。18§4-4 萬向節(jié)設(shè)計(jì)一、萬向節(jié)傳動(dòng)的計(jì)算載荷(表4-1)二、十字軸式萬向節(jié)設(shè)計(jì) 1.保證十字軸軸頸處有足夠的彎曲強(qiáng)度：T—傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩r—合力作用線與十字軸中心之間的距離α—萬向節(jié)最大夾角19二、十字軸式萬向節(jié)設(shè)計(jì) 1.保證十字軸軸頸處有足夠的彎曲強(qiáng)度：20二、十字軸式萬向節(jié)設(shè)計(jì)2.十字軸軸頸處剪切應(yīng)力：21二、十字軸式萬向節(jié)設(shè)計(jì)L—滾針工作長度d1—油道孔直徑Fn—一個(gè)滾針?biāo)惺艿淖畲筝d荷22二、十字軸式萬向節(jié)設(shè)計(jì)i—滾針列數(shù)Z—每列中的滾針數(shù)23§4-5 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)一、臨界轉(zhuǎn)速：由于傳動(dòng)軸壁厚不均勻，制造誤差，裝配誤差，造成質(zhì)心與轉(zhuǎn)軸中心不重合，導(dǎo)致離心慣性作用，使傳動(dòng)軸產(chǎn)生彎曲振動(dòng)。當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速等于它的彎曲振動(dòng)固有頻率時(shí)，發(fā)生共振，導(dǎo)致折斷，此轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速。24§4-5 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)一、臨界轉(zhuǎn)速：要求使用的nk/nmax=1.2~2.0，要提高nk，應(yīng)減小L，增加D、d，加中間支承251.扭轉(zhuǎn)應(yīng)力τ：二、強(qiáng)度計(jì)算261：dh花鍵根徑，安全系數(shù)n=2~3二、強(qiáng)度計(jì)算27j：L—工作長度 D1—外徑 D2—內(nèi)徑 Z—齒數(shù)［σj］=25~50MPa 滑動(dòng)花鍵［σj］=50~100MPa 不滑動(dòng)花鍵二、強(qiáng)度計(jì)算28§4-6中間支承結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)1.開式：單式復(fù)式2.閉式：萬向節(jié)被密封于管內(nèi)，管承受驅(qū)