輕型商用車傳動(dòng)軸及萬向節(jié)設(shè)計(jì)【三維PROE】【全套CAD圖紙和畢業(yè)答辯論文】

買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 輕型商用車傳動(dòng)軸及萬向節(jié)設(shè)計(jì) s 文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 摘 要 汽車的萬向傳動(dòng)軸是由傳動(dòng)軸 、萬向節(jié)兩個(gè)主要部件聯(lián)接而成，在長(zhǎng)軸距的車輛中還要加裝中間支承。萬向傳動(dòng)軸主要用于工作過程中相對(duì)位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在 本世紀(jì)初萬向節(jié)與傳動(dòng)軸的發(fā)明與使用 ，在汽車工業(yè)的發(fā)展中起到了極其重要的作用。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代汽車對(duì)萬向節(jié)與傳動(dòng)軸的效率、強(qiáng)度、耐久性和噪聲等性能方面的設(shè)計(jì)及計(jì)算校核要求也越來越嚴(yán)格。本畢業(yè)設(shè)計(jì) 將依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車型 (萬向傳動(dòng)裝置作為設(shè)計(jì)原型。在給定整車主要技術(shù)參數(shù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等主要總成安裝位置確定的條件下，對(duì)整車結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，確定了 傳動(dòng)軸布置方案，采用兩軸三萬向節(jié)帶中間支承的布置形式。在確定了傳動(dòng)方案后，對(duì)傳動(dòng)軸、萬向節(jié)總成、中間支承總成進(jìn)行設(shè)計(jì)，使該總成能夠在正常使用的情況及規(guī)定的使用壽命內(nèi)不發(fā)生失效。 關(guān)鍵字 ：傳動(dòng)軸；萬向節(jié)；中間支承；設(shè)計(jì)；校核 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 he of is of of is to is in At of an in of As of of in of is of to to to of of of of is is is is so be in no 文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 目 錄 摘要 1 章 緒論 3 題的目的和意義 3 內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì) 3 究?jī)?nèi)容及方法 4 動(dòng)軸方案的選擇及主要參數(shù)的確定 4 向節(jié)類型的選擇 4 字軸式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)分析 4 向節(jié)總成主要參數(shù)的確定與校核 5 間支承的設(shè)計(jì)與校核 5 第 2 章 傳動(dòng)軸總成的設(shè)計(jì) 7 向傳動(dòng)軸總體概述 7 動(dòng)布置型式的選擇 7 動(dòng)軸斷面尺寸的確定與強(qiáng)度校核 8 動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)分析 8 動(dòng)軸斷面尺寸的計(jì)算與校核 11 傳動(dòng)軸滑動(dòng)花鍵的設(shè)計(jì) 14 間傳動(dòng) 軸花鍵的設(shè)計(jì) 17 章小結(jié) 19 第 3 章 萬向節(jié)總成的設(shè)計(jì) 20 向節(jié)類型的選擇 20 字軸式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)分析 21 向節(jié)的受力分析 22 十字軸萬向節(jié)的受力分析 22 十字軸萬向節(jié)傳動(dòng) 24 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 十字軸萬向節(jié)傳動(dòng) 25 向節(jié)總成主要參數(shù)的確定與校核 26 字軸 26 針軸承 28 接元件的設(shè)計(jì) 31 接螺栓 31 向節(jié)叉 33 字軸總成的潤(rùn)滑 34 章小結(jié) 35 第 4 章 中間支承的設(shè)計(jì) 36 間支承的結(jié)構(gòu)分析與選擇 36 承的選取 37 章小結(jié) 39 結(jié)論 40 參考文獻(xiàn) 41 致謝 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 42 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 0 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 1 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 2 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 3 第 1章 緒 論 題的目的和意義 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個(gè)性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)汽車節(jié)能、舒適與輕量化的要求越來越高。而傳動(dòng)軸及萬向節(jié)的設(shè)計(jì)裝配不良將產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，增添未能估算在內(nèi)的符加動(dòng)載荷，還可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)和早期破壞，萬向傳動(dòng)軸是汽車傳動(dòng)系的重要組成部件之一 1。傳動(dòng)軸選用與設(shè)計(jì)的合理與否直 接影響傳動(dòng)系的傳動(dòng)性能。選用、設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)給傳動(dòng)系增添不必要的和設(shè)計(jì)未能估算在內(nèi)的附加負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 因此該總成設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì) 傳動(dòng)軸普遍采用具有較高的強(qiáng)度的薄鋼板卷焊而成的空心軸，超重型貨車的傳動(dòng)軸則直接采用無縫鋼管制成。近年來由于對(duì)汽車低能耗，低成本的要求越來越高，汽車必須輕量化，汽車變得更易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。因此對(duì)傳動(dòng)系重要組成部分萬向節(jié)振動(dòng)特性必須進(jìn)行分析 2。目前國(guó)內(nèi)外都將以 音，振動(dòng)，嘯聲 )為設(shè)計(jì)目標(biāo)，為了滿足這類要求，汽車制造 廠對(duì)該總成的設(shè)計(jì)要求越來越嚴(yán)格。隨著 件的開發(fā)，國(guó)內(nèi)對(duì)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)己從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)向模糊可靠性設(shè)計(jì)發(fā)展?；痉椒ㄊ前褌鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)公式中的參量看作隨機(jī)變量，進(jìn)行概率計(jì)算，從中找出規(guī)律，得出合理的校核強(qiáng)度和截面參數(shù)。汽車和工程機(jī)械用傳動(dòng)軸在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生彎曲振動(dòng)。因此導(dǎo)致共振現(xiàn)象使傳動(dòng)軸斷裂 避免共振產(chǎn)生應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)計(jì)算。確定其臨界轉(zhuǎn)速 使傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速盡量避開其實(shí)際最高轉(zhuǎn)速。因載荷的隨機(jī)性及切削加下時(shí)下件表而凹凸不平及材料軟硬不均。臨界 轉(zhuǎn)速具有離散性。它不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)區(qū)域。而模糊可靠性設(shè)計(jì)理論應(yīng)用于具有振動(dòng)的傳動(dòng)軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，提出傳動(dòng)軸的模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，建立了在滿足給定模糊可靠要求設(shè)計(jì)條件下優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。傳動(dòng)軸模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，既考慮設(shè)計(jì)參數(shù)的隨機(jī)性和模糊性，又能進(jìn)行多參數(shù)設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)方案最優(yōu)，且在設(shè)計(jì)后能預(yù)測(cè)新產(chǎn)品的可靠度 3。這是可靠性和最優(yōu)化設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合。 萬向節(jié)是實(shí)現(xiàn)萬向傳動(dòng)的關(guān)鍵，萬向節(jié)性能的優(yōu)劣直接影響到整車的行駛性能、動(dòng)力性、舒適性。從 19 世紀(jì)初虎克式萬向節(jié)在汽車上應(yīng)用以來，經(jīng)過 100 多年的 發(fā)買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 4 展己經(jīng)有十幾種形式?？煞譃殄幮匀f向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)。等速萬向節(jié)因其加工制造精度高、難度大，需成套引進(jìn)國(guó)外專用加工生產(chǎn)設(shè)備，且投資費(fèi)用大、價(jià)格高，已成為實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的關(guān)鍵問題之一。由于等速萬向節(jié)傳動(dòng)軸應(yīng)是用橡膠護(hù)套來密封的，橡膠護(hù)套的壽命從很大程度上決定了傳動(dòng)軸總成的使用壽命，因此橡膠護(hù)套設(shè)計(jì)和考核試驗(yàn)也成了等速萬向節(jié)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。由于近年來 、 軟件的開發(fā)與應(yīng)用，國(guó)內(nèi)的企業(yè)、科研單位也致力于基于 的模糊、仿真設(shè)計(jì)，從而大大提高了我國(guó)對(duì)萬向節(jié)的設(shè)計(jì)、制造水平。 綜合以上國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和相關(guān)書籍可以看出：隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展、各種計(jì)算機(jī)輔助軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)，如 :、 以及有限元分析等設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，必然會(huì)給萬向節(jié)的設(shè)計(jì)、研發(fā)帶來日新月異的進(jìn)展，萬向節(jié)及傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)己逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，集成化，智能化。 究?jī)?nèi)容及方法 動(dòng)軸方案的選擇及主要參數(shù)的確定 在汽車行駛過程中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及不平路面的沖擊等因素引起彈性懸架系統(tǒng)的振動(dòng)，使變速器的輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸相對(duì)位置經(jīng)常變化，故兩根 軸不能剛性地連接，而必須采用一般由兩個(gè)十字軸萬向節(jié)和傳動(dòng)軸組成的萬向傳動(dòng)裝置。在變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間距離較遠(yuǎn)的情況下，應(yīng)將傳動(dòng)軸分成兩段，并用三個(gè)十字軸式萬向節(jié)連接起來，且在中間傳動(dòng)軸后端加裝中間支承。 根據(jù)給定的發(fā)動(dòng)機(jī)功率、變速器最大傳動(dòng)動(dòng)比、主速器傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算出最大剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，選取鋼材的材料并查得其屈服極限，傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速的校核。 向節(jié)類型的選擇 對(duì)萬向節(jié)類型及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并結(jié)合（ 術(shù)要求選擇合適的萬向節(jié)類型。考慮到本畢業(yè)設(shè)計(jì)所針對(duì)的車型為中輕型貨車，對(duì)其萬向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足： 制造加工容易、成本低，工作可靠承載能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整維修方便等要求，本設(shè)計(jì)選用十字軸式萬向節(jié)，帶中間支承的兩段式傳動(dòng)軸。 字軸式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)分析 十字軸式萬向節(jié)的基本構(gòu)造，一般由一個(gè)十字軸、兩個(gè)萬向節(jié)叉、和滾針軸承等組成。兩個(gè)萬向節(jié)叉上的孔分別松套在十字軸的兩對(duì)軸頸上。為了減少磨擦損失，提高效率，在十字軸的軸頸處加裝有由滾針和套筒組成的滾針軸承。然后，將套筒固定買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 5 在萬向節(jié)叉上，以防止軸承在離心力作用下從萬向節(jié)叉內(nèi)脫出。這樣，當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸既可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，又可繞十字軸中心在任意方向擺動(dòng)。 目前，最常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式、卡環(huán)式、瓦蓋固定式和塑料環(huán)定位式等 4。 向節(jié)總成主要參數(shù)的確定與校核 1、十字軸 十字軸萬向節(jié)的損壞形式主要是十字軸軸頸和滾針軸承的磨損，十字軸軸頸的滾針軸承帽工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。一般情況下，當(dāng)磨損或壓痕超過 便應(yīng)報(bào)廢。十字軸主要失效形式是軸頸根部斷裂，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證該處有足夠的抗彎強(qiáng)度。 2、十字軸滾針軸承 滾針軸承的結(jié)構(gòu)分析： 汽車萬向節(jié)用滾針軸承的結(jié)構(gòu)型式較多，但就滾針來說、主要有三種型式：錐頭滾針、平頭滾針及圓頭滾針。為了防止在運(yùn)輸及 安裝過程中掉針，國(guó)內(nèi)的協(xié)作配套廠家大多都采用錐頭滾針 5。這種結(jié)構(gòu)的軸承除滾針端頭為圓錐形外，還多了一個(gè)擋針圈并且在外圈滾道與底道之間加工出基底凹槽，滾針圓錐頭靠擋針圈及外圈基底凹槽擋住，從而避免了徑向掉針。 3、聯(lián)接螺栓 在發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)動(dòng)的汽車中，連接變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間的傳動(dòng)軸是靠萬向節(jié)叉與驅(qū)動(dòng)橋或變速器的法蘭盤組成的聯(lián)軸器來傳遞轉(zhuǎn)矩的，由于螺栓聯(lián)接工作時(shí)即承受剪切力又承受軸向力，所以需校核抗拉強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度和抗擠壓強(qiáng)度。 4、萬向節(jié)叉 萬向節(jié)叉與十字軸組成連接支承，在力 F 作用下產(chǎn)生支承反力， 在與十字軸軸孔中心線成 45 截面處，萬向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)對(duì)其彎曲應(yīng)力w和扭應(yīng)力b進(jìn)行校核。 中間支承的設(shè)計(jì)與校核 在長(zhǎng)軸距汽車上，為了提高傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速，避免共振以及考慮整車總體布置上的需要，常將傳動(dòng)軸分段。在乘用車中，有時(shí)為了提高傳動(dòng)系的彎曲剛度，改善傳動(dòng)系彎曲振動(dòng)看特性，減小噪聲，也將傳動(dòng)軸分成兩段。當(dāng)傳動(dòng)軸分段時(shí)，需加設(shè)中間支承。 在設(shè)計(jì)中間支承時(shí)，應(yīng)合理選擇橡膠彈 性元件的徑向剛度 固有頻率0r/可能低于傳動(dòng)軸的常用轉(zhuǎn)速范圍，以免共振，保證隔振效果好。許用臨界轉(zhuǎn)速為 10002000r/于乘用車，取下限。當(dāng)中間支承的固買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 6 有頻率依此數(shù)據(jù)確定時(shí)，由于傳動(dòng)軸不平衡引起的共振轉(zhuǎn)速 10002000r/由于萬向節(jié)上的附加彎矩引起的共振轉(zhuǎn)速為 5001000r/樣就避免了中間支承與傳動(dòng)軸的諧振 6。 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 7 第 2章 傳動(dòng)軸總成的設(shè)計(jì) 向傳動(dòng)軸總體概述 萬向傳動(dòng)軸是汽車傳動(dòng)系的重要組成部件之一。傳動(dòng)軸選用與設(shè)計(jì)的合理與否直接影響傳動(dòng)系的傳動(dòng)性能。選用、設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)給傳動(dòng)系增添不必要的和設(shè)計(jì)未能估算在內(nèi)的附加負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn) .。 傳動(dòng)軸是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)知經(jīng)分動(dòng)器傳遞給前驅(qū)和后驅(qū)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)速達(dá)30007000r/動(dòng)是傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)需考慮的首要問題。盡管采取涂層技術(shù)來減小滑移阻力，但產(chǎn)生的滑移阻力仍為等速萬向節(jié)的 1040 倍，而滑移阻力將產(chǎn)生振動(dòng)。為選型設(shè)計(jì)提供依據(jù)，傳動(dòng)軸分 為 J 型、 J 型（靠花鍵產(chǎn)生滑移 )J 型、 J 型 5 種類型。 動(dòng)布置型式的選擇 萬向節(jié)傳動(dòng)軸是汽車傳動(dòng)系的重要組成部件之一。傳動(dòng)軸選用與設(shè)計(jì)布置的合理與否直接影響傳動(dòng)系的傳動(dòng)性能。選用與布置不當(dāng)會(huì)給傳動(dòng)系增添不必要的和設(shè)計(jì)未能估算在內(nèi)的附加動(dòng)負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)和早期損壞。 車輛的萬向節(jié)傳動(dòng)，主要應(yīng)用于非同心軸間和工作中相對(duì)位置不斷改變的兩軸之間的動(dòng)力傳遞。裝在變速器輸出軸與前后驅(qū)動(dòng)橋之間。變速器的動(dòng)力輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力輸入軸不在一個(gè)平面內(nèi)。有的裝載機(jī)在 車橋與車架間裝有穩(wěn)定油缸、鉸接式裝載機(jī)在轉(zhuǎn)向時(shí)均會(huì)使變速箱與驅(qū)動(dòng)橋之間的相對(duì)位置和它們的輸出、輸出入軸之間的夾角不斷發(fā)生變化。這時(shí)常采用一根或多根傳動(dòng)軸、兩個(gè)或多個(gè)十字軸萬向節(jié)的傳動(dòng)7。圖 用于汽車變速箱與驅(qū)動(dòng)橋之間的不同萬向傳動(dòng)方案。 （ a） 單軸雙萬向節(jié)式 （ b） 兩軸三萬向節(jié)式 圖 車的萬向傳動(dòng)方案 7 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 8 如圖 a 為常用的單軸雙萬向節(jié)傳動(dòng)，如圖 b 為連接距離較長(zhǎng)且不宜于采用單軸雙萬向節(jié)傳動(dòng)的連接。由于參考車型軸距為 ，故選取如圖 b 的傳動(dòng)方案。 動(dòng)軸斷面尺寸的確定與強(qiáng)度校核 動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)分析 傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度和夾角及它們變化范圍，由汽車總布置設(shè)計(jì)決定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸長(zhǎng)度處在最大值時(shí)，套管叉與花鍵軸有中夠的配合長(zhǎng)度；而在長(zhǎng)度處于最小時(shí)，兩者不頂死。傳動(dòng)軸夾角的大小影響萬向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動(dòng)效率和十字軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性。 當(dāng)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度確定后，其斷面尺寸必須保證有足夠的強(qiáng)度，并能承受相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速。其許用的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，不應(yīng)超過臨界轉(zhuǎn)速。所謂臨界轉(zhuǎn)速，即當(dāng)某個(gè)長(zhǎng)度為 L 的傳動(dòng)軸，在兩支點(diǎn)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖 示，由于軸自身的重力作用，使傳動(dòng)軸中心（即質(zhì)量中心）相對(duì)軸線有一偏移量（初撓度） a，如果再考慮到軸與孔的間隙，傳動(dòng)軸質(zhì)量的不均勻，則 a 將再增大。當(dāng)此軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在質(zhì)量中心必有離心力的作用，這個(gè)別離心力又將引起傳動(dòng)軸的進(jìn)一步彎曲，產(chǎn)生附加撓度 y。由于重力的大小和方向是不變的，而離心力的大小與方向是改變的，故使傳動(dòng)軸的彎曲力（垂直力與離 心力的向量和）也周期性的變化著，從而傳動(dòng)軸的撓度也隨時(shí)在變化。即傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)，將伴隨有彎曲振動(dòng)，它的頻率即等于傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。當(dāng)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速接近于它的彎曲自然振動(dòng)頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅（撓度）急劇增加，致使傳動(dòng)軸折斷，這一轉(zhuǎn)速即稱為傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速。 圖 向節(jié)傳動(dòng)軸的彎曲振動(dòng) 傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速與軸的直徑、長(zhǎng)度和支承點(diǎn)數(shù)目有關(guān)。設(shè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為)/( 。作用在傳動(dòng)軸上的離心力則為： 2)( （ 式中 :m 傳動(dòng)軸的質(zhì)量 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 9 這時(shí)離心力被與長(zhǎng)度成正比的材料彈性力 p 所平衡，由材料力學(xué)得知： 8 （ 式中： E 傳動(dòng)軸材料的抗拉彈性模數(shù)， 101021 E N/ L 支承長(zhǎng)度，取兩萬向節(jié)的中心距離（ m）； I 軸剖面對(duì)其對(duì)稱軸線（直徑）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ 系數(shù) c 與受載情況 、支承型式有關(guān)，當(dāng)載荷在兩端自由支承的梁上沿長(zhǎng)度平均分布時(shí) 5384c ，而在同樣受載情況下，對(duì)兩端固定支架支承的梁 384c ； P 材料彈性力 由平衡條件得： 32)( （ 解得： 232（ 式中： a 初撓度； Y 附加撓度； 傳動(dòng)軸角速度 當(dāng) 23 時(shí)，軸的撓度 y 趨于無窮大，即若軸以與此相應(yīng)的角速度 0h 旋轉(zhuǎn)時(shí)必將折斷。這時(shí)： 300 602 In （ 對(duì)于直徑為 D 的實(shí)心軸，由力學(xué)得知 644 ， 42 （ 式中： 傳動(dòng)軸材料單位體積重量 由此，對(duì)于兩端自由支承（開式傳動(dòng)軸），且載荷沿軸長(zhǎng)平均分布的軸，其臨界轉(zhuǎn)速為： 280 Dn k r/ （ 對(duì)于兩端有固定支承的軸（軸封閉于傳動(dòng)軸套管中的閉式傳動(dòng)軸），則： 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 10 280 Dn k r/ （ 對(duì)于大量采用的空心軸，若其剖面外徑 D，內(nèi)徑為 d，則： )(64)(64 222244 )(4 22 于是兩端自由支承的軸： 22280 r/ （ 對(duì)兩端固定支承的軸，則： 22280 r/ （ 以上各式中 D、 d、 L 均用同樣的長(zhǎng)度單位（厘米）。對(duì)于絕大多數(shù)開式傳動(dòng)軸，可按兩端自由支承的軸來計(jì)算，工作長(zhǎng)度 L 可取兩萬向節(jié)中心間距離。如為閉式傳動(dòng)軸，可按兩端固定支承的軸承計(jì)算，工作長(zhǎng)度 L 可取兩軸承中心間距離。 從上面公式可以看出：當(dāng)傳動(dòng)軸外徑相同時(shí)，空心軸的臨界轉(zhuǎn)速比實(shí)心的要高。這就是為什么傳動(dòng)軸廣泛采用空心軸的原因之一。同時(shí)還可看出當(dāng) L 增加，0了提高0 大軸管內(nèi)外徑。所以當(dāng) 1500L ，常采用中間支承。當(dāng)傳動(dòng)軸外徑相同時(shí)，空心軸的臨界轉(zhuǎn)速比實(shí)心的要高。為了提高0質(zhì)量分面比較均勻的焊接鋼管代替無縫鋼管；作軸管的鋼板厚度一般取 每根傳動(dòng)軸總成應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡檢驗(yàn)，保證不平衡度在規(guī)定范圍以內(nèi)，如果不合格應(yīng)進(jìn)行校正（貼焊平衡塊）并使偏心振擺也在公差以內(nèi)。在確定傳動(dòng)軸截面尺寸時(shí)，一定要使傳動(dòng)軸的實(shí)際最大轉(zhuǎn)速小于其臨界轉(zhuǎn)速。其安全系數(shù) k 應(yīng)在以下范圍內(nèi)。 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 11 （ 式中：為對(duì)應(yīng)于車輛最大行駛速度時(shí)，傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 如果傳動(dòng)軸的動(dòng)平衡很好，而且花鍵連接制造精度很高，此時(shí)臨界轉(zhuǎn)速的安全系數(shù)，可取較小值。 當(dāng)傳動(dòng)軸質(zhì)量不平衡或花鍵連接處磨損出間隙后，傳動(dòng)軸就能在低于臨界轉(zhuǎn)速下發(fā)生破壞。表 某載重汽車的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，軸破壞轉(zhuǎn)速 8。 傳動(dòng)軸總成應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，其不平衡度為：對(duì)轎車及輕型客、貨車， 30006000r/2N 5t 以上的貨車，在 10004000r/不大于 10N字軸端面磨損會(huì)使其軸向間隙及竄動(dòng)增大而影響動(dòng)平衡，因此應(yīng)嚴(yán)格控制該間隙或采用彈性蓋板，有的可加裝端面滾針軸承，傳動(dòng)軸總成的徑向全跳動(dòng)動(dòng)應(yīng)不大 公式 以確定傳動(dòng)軸總成的最大可能長(zhǎng)度，如果它小于汽車總布置所要求的傳動(dòng)軸尺寸，則需在變速器和后驅(qū)動(dòng)橋之間安置兩根萬向傳動(dòng)軸，且在它們 的聯(lián)接處（在前傳動(dòng)軸后端）需設(shè)置固定在車架車身上的中間支承。在某些轎車上，為了縮短傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度而采用加長(zhǎng)的變速器。 表 載重汽車傳動(dòng)軸的破壞轉(zhuǎn)速與行駛里程的關(guān)系 8 行駛里程（ 0 17000 100000 在重心平面上的振擺（ 壞轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速之比（0/ kv 傳動(dòng)軸斷面尺寸的計(jì)算與校核 本設(shè)計(jì)傳動(dòng)方式為開式、兩軸三萬向節(jié)帶中間支承形式。 解放牌 載貨汽車主 要技參數(shù)見附錄。 由安全系數(shù)，得計(jì)算臨界轉(zhuǎn) ，取 k=速 對(duì)應(yīng)于車輛最大行駛速度時(shí)，傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。5ke 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 12 式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 3400 5變速器最高檔傳動(dòng)比 ：a xm a x ke r/ 將 2533nr/入得： a x ko r/ 4000取主傳動(dòng)軸進(jìn)行計(jì)算：電焊管參數(shù)應(yīng)按冶金部標(biāo)準(zhǔn) 取。表 出外徑 D=6095標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值。 表 0 95焊鋼管 （ 外徑 鋼 管 厚 度 60 0 5 3 9 5 于傳動(dòng)軸為開式，兩端自由支承所以臨界轉(zhuǎn)速按公式 算。設(shè)主傳動(dòng)軸外徑為2徑為2動(dòng)軸管厚度為 B。初選傳動(dòng)軸管外徑 752 70575222 cc 4000r/傳動(dòng)軸長(zhǎng)度9702 cL 752 cD 702 cd 入 ： 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 13 1 2 1 8 3970 2282 2280 L k r/計(jì)算主傳動(dòng)軸符合臨界轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)要求。 在按臨界轉(zhuǎn)速0需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度驗(yàn)算，由于傳動(dòng)軸夾角 引起的附加扭矩和彎矩很小，所以為了計(jì)算簡(jiǎn)單，將不考慮由于夾角 而引起的附加扭矩和彎矩，只按純扭矩計(jì)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。傳動(dòng)軸的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 (按下式計(jì)算： （ 式中： T 傳動(dòng)軸的計(jì)算扭矩， N W 抗扭斷面模量，對(duì)空心軸 )(1644D 將 W 代入上式，則傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度應(yīng)滿足以下要求： )( 16 44 T （ 式中： 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力， 300 動(dòng)軸計(jì)算扭計(jì)算公式如下 : n 1 式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 (N 30210 N 計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)， 后橋驅(qū)動(dòng)車輛，所以取 1n ； 1i 變速器一擋傳動(dòng)比， 配的變速器一擋傳動(dòng)比 i ； 發(fā)動(dòng)機(jī)到萬向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率，取 ； 猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，液力自動(dòng)變速器 1有手動(dòng)操縱的機(jī)械變速器的高性能賽車 3能系數(shù) 0102 性能系數(shù) 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 14 m a e 0 當(dāng) 式中：汽車滿載質(zhì)量（若有掛車，則要加上掛車質(zhì)量）， 術(shù)參數(shù)查得： 4060210m。 a x0 1 將 30210 1n 、 i 、 、 1： 98986 01 a x n N傳動(dòng)軸計(jì)算扭矩 989860T N動(dòng)軸管外徑 752 徑702 入公式 ： 075( 8 9 8 6 07516)( 16 4444 T 經(jīng)計(jì)算主傳動(dòng)軸軸管符合設(shè)計(jì)要求，能保證在各種工況下有效的傳遞轉(zhuǎn)矩。 由于中間傳動(dòng)軸比主傳動(dòng)軸短，所以主傳動(dòng)軸軸管的外徑和管壁厚度同樣適用于中間傳動(dòng)軸。 傳動(dòng)軸滑動(dòng)花鍵的設(shè)計(jì) 汽車行駛過程中，變速器與驅(qū)動(dòng)橋的相對(duì)位置經(jīng)常變化。為避免運(yùn)動(dòng)干涉，傳動(dòng)軸中設(shè)有由滑動(dòng)叉和矩形或漸開線花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵來以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度的變化?；瑒?dòng)花鍵有矩形花鍵和漸開線花鍵兩種形式。本設(shè)計(jì)選矩形花鍵，其主要參數(shù)可按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取 9。下表 出了部分輕系列花鍵的基本尺寸：初選花鍵斷面基本尺寸 NdDB 為 846509。 矩形花鍵主要有下圖 示四種形式：由于汽車上所用的花鍵要求可以沿軸向滑動(dòng)，所以選 A 型花鍵。表 出了部分矩形內(nèi)花鍵長(zhǎng)度： 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 15 根據(jù)表 給出的長(zhǎng)度，初選花鍵長(zhǎng)度 85l 鍵軸孔長(zhǎng)度 150L 在選定花鍵尺寸后，還應(yīng)對(duì)作用在花鍵軸上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力h(作用在齒側(cè)的擠壓應(yīng)力y(行校核 。 表 形花鍵基本尺寸系列（摘自 1144 （ 小徑 d 輕系列規(guī)格 N d D B 輕系列 r 輕系列 c 28 623266 2 832366 6 836407 2 842468 6 846509 2 8525810 ：表中 表 形內(nèi)花鍵長(zhǎng)度很系列 (摘 自 10081 （ 花鍵小徑 d 36 52 花鍵長(zhǎng)度 l 或 21 22 120 孔的最大長(zhǎng)度 L 200 花鍵長(zhǎng)度 l 或 21 系列 10,12,15,18,22,25,28,30,32,36,38,42,45,48,50,56,60,63,71,75,80,85,90,95,100,110,120,130,140,160,180,200 對(duì)于傳動(dòng)軸上的花鍵軸，通常以底徑計(jì)算扭轉(zhuǎn)應(yīng)力h(h的計(jì)算公式如下： 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 16 hh （ 式中： T 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（ N d 花鍵軸的花鍵內(nèi)徑（ h 許用應(yīng)力，按安全系數(shù) 32 確定，取 2k ，則： 150 h 將 989860T 46入公式 ： 898 601616 33 hh d T h 經(jīng)校核主傳動(dòng)軸花鍵的齒根扭轉(zhuǎn)應(yīng)力符合設(shè)計(jì)要求。 傳動(dòng)軸花鍵的齒側(cè)擠壓應(yīng)力y算公式如下： 24 （ 圖 形花鍵的主要形式 式中： T 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（ N K 花鍵轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)， K ，取 K ； hD、分別為花鍵 外徑和內(nèi)徑（ 花鍵的有效工作長(zhǎng)度（ N 花鍵齒數(shù)； y 許用擠壓應(yīng)力 (買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 17 當(dāng)花鍵的齒而硬度大于 35，滑動(dòng)花鍵 5025 y 將 989860T K 、 5046858N 代入公式（ ： 6504 8 6 024 y經(jīng)校核主傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力符合設(shè)計(jì)要求。 當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩的花鍵伸縮時(shí)，產(chǎn)生的軸向阻力 （ 式中：0T 傳動(dòng)軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩， 9898600 r 滑動(dòng)花鍵齒側(cè)工作表面的中徑， 482 46502 f 摩因數(shù)， 4.0f ，取 15.0f 代入公式 ： a N 為了減小滑動(dòng)花鍵的軸向滑動(dòng)阻力和磨損，有時(shí)對(duì)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入滾針、滾柱或滾珠等滾動(dòng)元件，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，從而提高傳動(dòng)效 率。但這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。有時(shí)對(duì)于有嚴(yán)重沖擊載荷的傳動(dòng)，還采用具有彈性的傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸上的花鍵應(yīng)有潤(rùn)滑及防塵措施，花鍵齒與鍵槽間隙不宜過大，且應(yīng)按對(duì)應(yīng)標(biāo)記裝配，以免裝錯(cuò)而破壞傳動(dòng)軸總成的動(dòng)平衡 10。 間傳動(dòng)軸花鍵的設(shè)計(jì) 由于所所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)軸為兩段，為中間傳動(dòng)軸和主傳動(dòng)軸，所以要考慮兩段軸的連接問題。通常將中間傳動(dòng)軸加工出一段花鍵和一段螺紋，花鍵與中間傳動(dòng)軸凸緣叉組成花鍵副，再用一個(gè)開槽螺母將凸緣叉軸向定位，防止凸緣叉軸向竄動(dòng)；再將凸緣叉與萬向節(jié)叉相連實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。 選取中間傳動(dòng) 軸花鍵鍵型為矩型花鍵，主要尺寸參照表 選花鍵小徑360 kd 徑 400 kD 齒數(shù) N=8，鍵寬 B=7照表 鍵長(zhǎng) 50買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 18 選定花鍵尺寸后，對(duì)作用在花鍵軸上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力h(作用在齒側(cè)的擠壓應(yīng)力y(行校核。 對(duì)于傳動(dòng)軸上的花鍵軸，通常以底徑計(jì)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力h許用應(yīng)力 h同上， 150 hh的計(jì)算公式如下： 3016kh （ 將 989860 、 60 代入公式 ： 898601