万向传动装置课程设计说明书

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教材-底盘第1章汽车传动系第5节万向传动装置

教材-底盘第1章汽车传动系第5节万向传动装置

1、十字轴刚性万向节 汽车传动系中广泛应
用十字轴刚性万向节, 它允许相邻两轴的最
大交角为5°~20°。
⑴十字轴刚性万向节的构造 它由万向节叉、十字轴、滚针轴承、油封和油嘴等组成。 2个万向节叉通过其上的孔分别活套在十字轴的两对轴颈上 十字轴颈和万向节叉孔间装有滚针和套筒组成的滚针轴承.然后用螺 栓和轴承盖将套筒同定在万向节叉上,并用锁片锁紧.以防止 套筒在叉孔内转动和运转中由于离心力作用被甩出。
为了润滑轴承.十字轴轴颈做成中空的油道并与轴颈安全阀相通,润 错油从油嘴注入十字轴内腔。
安全阀装在十字轴中部,为了避免润滑油的流出及尘垢进人轴承,在 十字轴的轴颈上套着装在金属座圈内的毛毡油封。
十字轴上的安全阀可自动控制油道内的油压,如油压过高.安全阀被 顶开,使润滑油外溢,以保证油封不致因油压过高而损坏。
⑷球笼式万向节 球笼式万向节结构由星形套、钢球、保持架(球笼)、球形壳等组成。 星形套以内花键与主动轴相连,其外表面有凹槽形成内滚道; 球形壳内表面也有相应的凹槽,形成外滚遭。
6个钢球分别装在各条凹槽中,并由保持架保持在一个平面内。
由于这种结构设计,使得外半轴外环的内球面中心A与内环的外球 叫中心B分别位于交点O两侧。因OA=OB,CA=CB,OC为公共边.所以 △AOC≌BOC ,于是∠ AOC=∠0BC。
第五节 万向传动装置
一、万向传动装置的功用及组成和类型 1、万向传动装置的功用和组成 在发动机前置后轮驱动的汽车上,变速器常与发动机、离台器 连成一体支承在车架上,驱动桥则通过悬架装置与车架连接。驱动 桥由于装载重量变化及路面的凸凹不平会产生上下运动,而汽车存 加速或减速时,由于惯性产生前后运动,结果在变速器与主减速器 之间产生轴交角与距离的变化。

四驱车万向传动装置毕业设计

四驱车万向传动装置毕业设计

中华人民共和国教育部大学毕业设计设计题目: 四驱车万向传动装置学生:指导教师:学院:交通学院专业:交通运输类(车辆工程)大学毕业设计任务书论文题目四驱车万向传动装置指导教师专业交通运输类(车辆工程)学生2 1 题目名称:四驱车万向传动装置设计课题内容本题目要求学生利用计算机设计软件完成四驱车万向传动装置的结构设计,包括各十字轴万向节、传动轴的设计以及相应零件的计算、校核。

课题要求1、查阅相关资料,学习使用相关软件。

2、计算参数,设计结构,利用计算机辅助设计软件绘图。

3、编写设计说明书。

4、结构设计合理,图面清晰。

时间安排2010.12.202011.3.13 调研、查阅万向传动装置设计的资料,撰写开题报告,进行毕业实习。

2011.3.14~2011.3.20 开题。

2011.3.21~2011.4.17 计算各项基本数据,绘制草图,利用设计软件绘出零件图及装配图。

2011.4.18~2011.4.28 中期考核。

毕业设计应完成总体设计方案、初步计算及总装配图,提供相应计算结果、方案布置图等材料。

2011.4.28~2011.5.20 完成设计和论文初稿。

2011.5.21~2011.5.24 指导教师审定设计和说明书内容、格式,修改后准备预答辩。

2011.5.25 ~2011.5.30 设计预答辩。

毕业设计应完成所有设计图纸及设计说明书的全部内容,并提供打印稿,指导教师审阅并签字。

2011.5.31 ~2011.6.5 修改设计和说明书,确定最终装配图、文稿,完善内容、格式,制作电子答辩演示稿,完成答辩准备。

2011.6.6 ~2011.6.12 毕业设计、论文答辩。

完成工作量: 参考文献篇数:10 篇以上。

图纸张数:折合0 图纸≥3 张,其中至少含1 张0 图纸。

说明书字数:不低于6000 字。

学科(专业)负责人意见签名:年月日2 1 万向传动装置的设计摘要本设计主要是深入学习和研究万向节与传动轴的结构、功能,同时也为整车装配提供三维图。

万向传动轴设计说明书

万向传动轴设计说明书

word 格式 整理版学习参考汽车设计课程设计说明书设计题目: 上海大众-桑塔纳志俊万向传动轴设计2014年11月28日目录1前言2设计说明书2.1原始数据2.2设计要求3万向传动轴设计3.1万向节结构方案的分析与选择3.1.1十字轴式万向节3.1.2准等速万向节3.2万向节传动的运动和受力分析3.2.1单十字轴万向节传动3.2.2双十字轴万向节传动3.2.3多十字轴万向节传动4 万向节的设计与计算4.1 万向传动轴的计算载荷4.2传动轴载荷计算4.3计算过程5 万向传动轴的结构分析与设计计算5.1 传动轴设计6 法兰盘设计前言万向传动轴在汽车上应用比较广泛。

发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时,由于悬架不断变形,变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化,因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴。

本设计注重实际应用,考虑整车的总体布置,改进了设计方法,力求整车结构及性能更为合理。

传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。

伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化;万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输;万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。

传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命,对汽车的振动噪声也有很大影响。

在传动轴的设计中,主要考虑传动轴的临界转速,计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸,并校核其扭转强度和临界转速,确定出合适的安全系数,合理优化轴与轴之间的角度。

2 设计说明书2.1 原始数据最大总质量:1210kg发动机的最大输出扭矩:Tmax=140N·m(n=3800r/min);轴距:2656mm;前轮胎选取:195/60 R14 、后轮胎规格:195/60 R14长*宽*高(mm):4687*1700*1450前轮距(mm);1414后轮距(mm):1422最大马力(pa):952.2 设计要求1.查阅资料、调查研究、制定设计原则2.根据给定的设计参数(发动机最大力矩和使用工况)及总布置图,选择万向传动轴的结构型式及主要特性参数,设计出一套完整的万向传动轴,设计过程中要进行必要的计算与校核。

最新万向传动装置教案1资料

最新万向传动装置教案1资料
附件(二):调查问卷设计3、球叉式等速万向节
1、购买“女性化”用于中小型越野汽车的转向驱动桥上。
由主从动叉、四个传力钢球和一个定心钢球组成。
特点是结构简单,允许轴间夹角为32°~38°,但工作时只有两个钢球传力,与滚道间的接触压力大,磨损快,寿命较短。
4、球笼式等速万向节
虽然调查显示我们的创意计划有很大的发展空间,但是各种如“漂亮女生”和“碧芝”等连锁饰品店在不久的将来将对我们的创意小屋会产生很大的威胁。由内球座、球笼、碗形外球座和钢球组成。
仔细听,并做到
讲授
导入新课:
1、传动系组成
2、自动变速器机械部分拆装过程节和传动轴等组成。有的还有中间支承。它可在两轴夹角和位置变化的情况下传递动力。
一、万向传动装置的功用和组成
1、功用:在轴线相交且相互位置经常发生变化的两转轴之间传递动力。
2、组成
主要包括万向节和传动轴,对于传动距离较远的分段式传动轴,为了提高传动轴的刚度,还设置有中间支承
特点是结构简单,传动可靠,但具有不等速性,将使从动轴产生扭转振动,加剧零件的
万向传动装置由于经常受汽车在复杂道路上行驶的影响,使传动轴在其角度和长度不断变化情况下传递转矩,因此常出现传动轴动不平衡、万向节与中间支承松旷、发响等故障。
讲授
互动
讨论
500元以上1224%教师活动
(1)位置的优越性学生活动
教研室主任(签字):
授课班级
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授课时间
教务处抽查(签字、盖章):
授课地点
教学内容:传动轴分类及特点




知识目标
能力目标
素质目标
1、了解万向传动装置的功用

万向传动轴设计说明书

万向传动轴设计说明书

万向传动轴设计说明书⽬录(⼀)万向传动轴设计1.1 概述 (02)1.1 结构⽅案选择 (03)1.2 计算传动轴载荷 (04)1.3 ⼗字轴万向节设计 (05)1.4 传动轴强度校核 (07)1.5 传动轴转速校核及安全系数 (07)1.6 参考⽂献 (09)概述万向传动轴⼀般是由万向节、传动轴和中间⽀承组成。

主要⽤于在⼯作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。

万向传动轴设计应满⾜如下基本要求:1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时,能可靠地传递动⼒。

2.保证所连接两轴尽可能等速运转。

3.由于万向节夹⾓⽽产⽣的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。

4.传动效率⾼,使⽤寿命长,结构简单,制造⽅便,维修容易等。

变速器或分动器输出轴与驱动桥输⼊轴之间普遍采⽤⼗字轴万向传动轴。

在转向驱动桥中,多采⽤等速万向传动轴。

当后驱动桥为独⽴的弹性,采⽤万向传动轴。

1.传动轴与⼗字轴万向节设计要求1.1 结构⽅案选择⼗字轴万向节结构简单,强度⾼,耐久性好,传动效率⾼,⽣产成本低,但所连接的两轴夹⾓不宜太⼤。

当夹⾓增加时,万向节中的滚针轴承寿命将下降。

普通的⼗字轴式万向节主要由主动叉,从动叉,⼗字轴,滚针轴承及轴向定位件和橡胶封件等组成。

1. 组成:由主动叉、从动叉、⼗字轴、滚针轴承、轴向定位件和橡胶密封件组成2. 特点:结构简单、强度⾼、耐久性好、传动效率⾼、成本低,但夹⾓不宜过⼤。

3.轴向定位⽅式:盖板式卡环式⽡盖固定式塑料环定位式4. 润滑与密封:双刃⼝复合油封多刃⼝油封1.2 计算传动轴载荷由于发动机前置后驱,根据表4-1,位置采⽤:⽤于转向驱动桥中①按发动机最⼤转矩和⼀档传动⽐来确定T se1=k d T emax ki1i f i0η/nT ss1= G1 m’1υr r/ 2i mηm发动机最⼤转矩T emax=186Nm驱动桥数n=1,发动机到万向传动轴之间的传动效率η=0.89,液⼒变矩器变矩系数k={(k0 -1)/2}+1=1,满载状态下⼀个转向驱动桥上的静载荷G1=50%m a g=0.5*1747*9.8=8530.9N,满载状态下⼀个驱动桥上的静载荷G2=65%m a g=0.65*1747*9.8=11128.39N,发动机最⼤加速度的前轴转移系数m’1=0.8发动机最⼤加速度的后轴转移系数m’2=1.3,轮胎与路⾯间的附着系数υ=0.85,车轮滚动半径r r=0.35,i=3.6变速器⼀挡传动⽐1i=1分动器传动⽐f主减速器从动齿轮到车轮之间传动⽐i m=0.55,主减速器主动齿轮到车轮之间传动效率ηm=η发动机η离合器=0.98x0.96=0.94因为0.195 m a g/T emax>16,f j=0,所以猛接离合器所产⽣的动载系数k d=1,主减速⽐i 0=3.763所以:T se2=k d T emax ki 1i f i 0η/n =1*285.0*763.3*1*6.3*1*186*1=1070.875N T ss2= G 1 m ’1υr r / 2i m ηm =94.0*4545.0*235.0*85.0*8.0*9.8530=2376.180N ∵T 1=min{ T se2, T ss2} ∴T 1= T se2=1070.875N1.3 ⼗字轴万向节设计①设作⽤于⼗字轴轴颈中点的⼒为F ,则F= T 1/2rcos α=-4cos *10*50*2875.10703=10734.895N②⼗字轴轴颈根部的弯曲应⼒σw 和切应⼒τ应满⾜σw =32d 1Fs π(d 14-d 42)≤[σw ] τ=4F π(d 21-d 22)≤[τ]式中,取⼗字轴轴颈直径d 1=38.2mm ,⼗字轴油道孔直径d 2=10mm ,合⼒F 作⽤线到轴颈根部的距离s=14mm ,[σw ]为弯曲应⼒的许⽤值,为250-350Mpa ,[τ]为切应⼒的许⽤值,为80-120 Mpa∴σw =32d 1Fs π(d 14-d 42)=]4)^10*10(4)^10*2.38[(10*14*895.10734*10*2.38*23333-----π =1.72 Mpa<[σw ]τ=4F π(d 21-d 22) = ])10*10()10*2.38[(895.10734*42323---π =9.58 Mpa<[τ]故⼗字轴轴颈根部的弯曲应⼒和切应⼒满⾜校核条件③⼗字轴滚针的接触应⼒应满⾜σj =272(1d 1+1d 0)F n L b≤[σj ] 式中,取滚针直径d 0=3mm ,滚针⼯作长度L b =27mm ,在合⼒F 作⽤下⼀个滚针所受的最⼤载荷F n =4.6F iZ=44*1895.10734*6.4=1122.284,当滚针和⼗字轴轴颈表⾯硬度在58HRC 以上时,许⽤接触应⼒[σj ]为3000-3200 Mpa ∴σj =272b n L F d d )11(01+=2723331027284.1122])103(1)102.38(1[---+? =1.051Mpa<[σj ]故⼗字轴滚针轴承的接触应⼒校核满⾜④万向节叉与⼗字轴组成连接⽀承,在⼒F 作⽤下产⽣⽀承反⼒,在与⼗字轴轴孔中⼼线成45°的截⾯处,万向节叉承受弯曲和扭转载荷,其弯曲应⼒σw 和扭应⼒τb 应满⾜σw =Fe/W ≤[σw ]τb =Fa/W t ≤[τb ]式中,取a=40mm,e=80mm,b=35mm,h=70mm,查表4-3,取k=0.246,W=bh 2/6,W t =khb 2, 弯曲应⼒的许⽤值[σw ]为50-80Mpa ,扭应⼒的许⽤值[τb ]为80-160Mpa∴σw =Fe/W=6)1070(10351080895.107342333--- =30.045 Mpa< [σw ]τb =Fa/W t =2333)1035(1070246.01040895.10734--- =20.356Mpa<[τb ]故万向节叉承受弯曲和扭转载荷校核满⾜要求⑤⼗字轴万向节的传动效率与两轴的轴间夹⾓α,⼗字轴的⽀承结构和材料,加⼯和装配精度以及润滑条件等有关。

万向传动装置汽车构造教案Word版

万向传动装置汽车构造教案Word版

汽车构造教案课程名称汽车构造课时2授课班级教学方式讲授课题万向传动装置任课教师教学目的与要求.了解万向传动装置在汽车上的具体应用;2.掌握十字轴式刚性万向节的结构和特性;3.掌握准等速万向节和等速万向节的结构类型;4.了解挠性万向节。

重、难点十字轴式刚性万向节的速度特性;2.等速球笼式万向节的等速原理。

14.1概述一.功用:万向传动装置的功用是在轴线相交且相互位置经常变化的两转轴之间传递动力。

万向传动装置在汽车上的具体应用如下:安装位置:1.变速器(或分动器)与驱动桥之间2.离合器与变速器或变速器与分动器之间3.转向驱动桥和断开式驱动桥中4.汽车转向操纵机构中14.2万向节作用:万向节的功用是在轴间夹角及相互位置不断变化的两转轴之间传递动力。

分类;万向节按其扭转方向上是否有明显的弹性分为刚性万向节和挠性万向节。

前者是靠刚性铰链式零件传递动力,其弹性较小;而后者则是靠弹性元件传递动力,其弹性较大,且具有缓冲减振作用。

汽车上普遍采用刚性万向节。

根据其输出轴和输入轴轴线夹角大于零时传动的瞬时角速度是否相等,刚性万向节又分为不等速万向节(常用的为十字轴式)、准等速万向节(三销式、双联式等)和等速万向节(球叉式、球笼式等)。

1 十字轴式刚性万向节1.十字轴式刚性万向节的构造图14—3a所示为十字轴式刚性万向节。

它主要由万向节叉2和6、十字轴4及轴承等组成。

两个万向节叉铀分别与主、从动轴相连,其叉形上的孔分别活套在十字轴的两对轴颈上。

当主动轴转动时,从动轴既可随之转动,又可绕十字轴中心在任意方向摆动。

为了减小摩擦和磨损,提高传动效率,在十字轴轴颈和万向节叉孔之间装有由滚针8和套筒9组成的滚针轴承,并用轴承盖1定位、螺钉紧固,然后用锁片将螺钉锁紧。

为了润滑轴承,十字轴内钻有互相贯通的油道,并与润滑脂嘴3、安全阀5及四个抽颈外端面相通。

轴颈端面上加工有径向凹槽,从润滑脂嘴注入的润滑脂通过油道、轴颈端部凹槽进入轴承的工作面。

传动装置课程设计说明书1

传动装置课程设计说明书1

前言机械一样是由原动机、传动装置和工作装置组成。

传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以知足工作装置的需要,是机械的重要组成部份。

传动装置是不是合理将直接阻碍机械的工作性能、重量和本钱。

合理的传动方案除知足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、本钱低廉、传动效率高和利用保护方便。

本设计中原动机为电动机,工作机为皮带输送机。

传动方案采纳了两级传动,第一级传动为二级直齿圆柱齿轮减速器,第二级传动为联轴器。

齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,利用寿命较长,是现代机械中应用最为普遍的机构之—,本设计采纳的是二级直齿轮传动。

综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和画图技术,完成传动装置的测绘与分析,通过这一进程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配和表达等方面的知识,培育综合分析、实际解决工程问题的能力。

设计任务书带式运输机传动装置设计Ⅰ设计图例:1—电动机 2—V带传动 3—二级圆柱齿轮减速器4—联轴器 5—卷筒 6—运输带设计要求:1.设计用于带式运输机的传动装置2.持续单向运转,载荷较平稳,空载起动,运输带许诺误差为5% 3.利用期限为10年,小批量生产,两班制工作设计大体参数:设计任务:1.完成装配图1张(A1),零件图(齿轮和低速轴)2张(A3)。

2.编写设计说明书。

目录一、电动机的选择........................................... 错误!未定义书签。

、选择电动机类型............................................. 错误!未定义书签。

、选择电动机容量............................................. 错误!未定义书签。

确信电动机转速............................................... 错误!未定义书签。

课程设计说明书--万向传动轴设计

课程设计说明书--万向传动轴设计

万向传动轴设计1.车型及其相关参数1.1车型图片设计所选车型为:一汽解放赛龙中卡(CA1145PK2L2AEA80)1.2车型参数:驱动形式4*2 轴距4920m车身长度8.45m 车身宽度 2.5m车身高度 2.56m 最高车速93km/h 轮胎规格8.25-16 发动机最大输出功率103kw整车质量 5.8吨发动机最大转矩450N·m 最大总质量13.8吨最大扭矩转速1400发动机额定转速2500rpm 档数6档变速器最大输出扭矩610N·m 一档传动比 6.515后桥允许载荷8950Kg 六档传动比0.813刚性万向节安徽工程大学万向节------课程设计说明书挠性万不等速万向节准等速万向节等速万向节向节十字轴式双联式凸块式三销轴式球面滚轮式圆弧槽滚刀式球叉式直槽滚道式伸缩型球笼式Birfield型Rzeppa型图 2.1万向节的分类在方案选择时,我们考虑到它是用于变速器与驱动桥之间,并且在满足万向传动轴设计基本要求后,我们选择了十字轴万向节。

其结构如下图所示,注油嘴套筒滚针轴承座注油孔油道图 2.2十字轴结构图因为这种万向节结构简单紧凑,强度高,耐久性好,传动效率高,生产成本低,能使不在同轴线或轴线角较大,轴向移动较大的两轴等角速连续回转,与可伸缩的传动轴搭配在一起,构成的十字轴万向传动轴被广泛采用。

十字轴万向传动可分为单十字轴和双十字轴两种。

单十字轴万向节传动,传动轴被封闭在一套管中,套管将牵引力或制动力从驱动桥传至车架或车身。

但其结构笨重,增加了非悬挂部分的重量。

而且,由于这种结构中只用了一个十字轴万向节传动,因此不能保证主减速器主动轴与变速器第二轴的转速恒等,引起了工作不均匀性,这种万向节应用很少。

目前应用最广泛的是双十字轴万向节。

双十字轴万向节直接用两个简单十字轴万向节和一根传动轴连接。

另外双十字轴万向节的重量轻,对载重汽车而言通常只占 1.0~1.4%。

所以我们选了双十字轴万向节。

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汽车设计课程设计说明书设计题目:东风DNZ1080G万向传动装置的设计姓名任伟学院交通学院专业汽车设计与运用班级1101学号2011281指导教师孙宏图、王昕彦2014年09月05日目录1 前言 (2)2 万向传动装置设计 (3)2.1 万向传动装置的结构方案设计 (3)2.1.1 主要参数的选择 (3)2.1.2 总体设计方案 (3)(1)传动轴管的选择 (4)(2)伸缩花键的选择 (4)(3)万向节分析 (5)(4)中间支承结构分析与设计 (5)2.2 万向节的设计与强度校核 (6)2.2.1 万向节结构与尺寸设计 (6)(1)基本构造与基本原理 (6)(2)确定十字轴尺寸 (6)(3)滚针轴承的设计与校核 (6)2.2.2 十字轴万向节强度校核 (6)2.3 万向传动轴设计及强度校核 (7)2.3.1 万向节传动轴结构与尺寸设计 (7)2.3.2 万向节传动轴强度校核 (7)3参考文献 (10)前言本次课程设计的任务是对一汽解放CA1130PK2L2进行万向传动轴的设计、研究。

在指导老师的细心指导下,通过对汽车万向传动装置的了解,进一步进行万向传动轴的设计。

通过实际的市场调查和客观的实际观察,全面了解万向传动轴的结构,充分了解到万向传动装置的工作原理与意义,及其在汽车行驶中的重要作用。

在汽车的正常工作中,是一个必不缺少的部件,也是一个不可替代的关键部件。

对于万向传动轴的研究,有很大的发展空间,具有相当大的研究意义。

在充分与指导老师讨论、研究后,故选此课题进行设计任务时,分析了万向传动装置类型的,根据题目所要求的原始数据要求,确定了所选用万向传动轴的种类。

在初定各个部件的相关尺寸后,根据要求进行了校核,确定了所设计部件的尺和参数,并选择了零部件的材料本文介绍了一汽解放CA1130PK2L2 型货车的万向传动装置的结构和工作原理,及相关参数的确定。

全文的中心内容共分为三章:第一章为一汽解放CA1130PK2L2汽车原始数据及设计要求;第二章十字轴的结构特点及基本特点和设计要求;第三章为万向传动轴结构方案的分析及设计;在原始数据确定的前提下,设计所要完成的任务有:查找、收集相关资料,进一步确定万向传动装置的基本尺寸的选取、材料选择和传动过程中的接触应力等工作,其中传动过程中零件内部的接触应力最为关键,在此文中着重做到了应力校核这一步。

最后的工作是工程制图,实实在在的电脑绘图,发现了一些知识点的死角,都进行一定程度的纠正,验证了许多以前只有在书本上学的知识点。

2 万向传动装置设计2.1 万向传动装置的结构方案设计2.1.1 主要参数的选择车型参数为发动机最大转矩(Tmax)650N·m变速器一档传动比 4.55变速器五档传动比 1.3主减速器传动比5车轮滚动半径(m)0.508轴距(mm)4250前轮距、后轮距(mm)1810/1800货车总质量(kg)8350整车整备质量(kg)4500计算轴数 12.1.2总体设计方案汽车在行驶过程中,由于车辆上发动机的震动和行驶路面的不平的冲击等因素引起弹性悬架系统的振动,导致变速器的输出轴和驱动桥的输入轴的相对位置经常发生变化,所以两根轴之间不能采用刚性的连接,而一般采用由万向节、轴管及伸缩花键等组成的万向传动装置来连接。

其安装在变速器与驱动桥之间,位置如图1所示。

图1伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化,使两轴在不同工况下能正常的工作。

较为常见的万向节一般由十字轴、滚针轴承和凸缘叉等组成。

万向节可保证变速器输出轴与驱动桥输入轴之间夹角的变化,并实现两轴的等角速度传动。

万向传动轴设计应满足的要求:•确保两轴的夹角及相对位置在一定范围内变化时,能可靠地传递动力。

•保证传动尽可能同步,两轴的转速尽可能一样。

•振动噪音以及附加载荷(万向节传动引起的)在允许范围内。

•传动效率高,使用寿命长、结构简单、制造方便、维修容易。

•汽车中传动轴的选择可根据车型的不同来选择相应形式的传动轴,车辆中,一般情况如下,驱动形式为4x2的汽车时所选用传动轴为一根主传动轴。

在轴距较长的汽车上所选用的传动轴形式是将传动轴分成主传动轴与中间传动轴两段,并且为了提高传动轴临界转速,避免共振以及考虑整车总体布置上的需要,一般情况下载中间传动轴后端安装上中间支撑。

本设计所选用车型为重型载货汽车,其轴距为5050mm,并且载重量为6.7t,具体参数可由表1知,所以传动轴选用主传动轴与中间传动轴两段轴,避免由于传动轴过长时固有频率会降低而产生的共振,并加设中间支承。

考虑到轴与轴同心及车架的变形,决定采用十字轴式万向传动轴,为避免运动干涉,在传动轴中设有由滑动叉和花键轴组成的伸缩节。

为了使传动轴得到较高的强度和刚度,因此,将传动轴做成空心的传动轴,这样形式的传动轴具有质量较小,成本较低,传递转矩较大的优点,且比实心传动轴具有更高临界转速。

传动轴惊颤处于高速旋转状态下,传动轴材料的选择可根据机械零件手册选取40CrNi,适用于重要轴的制造,具有较高的扭转强度。

(1)传动轴管选择传动轴管由壁厚均匀易平衡、臂薄,管径较大、扭转强度高,玩去刚度大,适于高速旋转的低碳钢薄板卷制的电焊钢管制成。

超重型货车的传动轴则直接采用无缝钢管。

(2)伸缩花键的选择动伸缩花键选用矩形花键,来补偿由于汽车运动时传动轴两端万向节之间的长度变化。

装车时传动轴的伸缩花键一端不应靠近后驱动桥,而应靠近中间支撑,以减小其轴向摩擦力及磨损。

花键齿与键槽应按对应标记装配,以免破坏传动轴总成的动平衡。

动平衡的不平衡度由点焊在轴管外表面的平衡片补偿。

(3)万向节分析十字轴万向节结构简单,强度高,耐久性好,传动效率高,生产成本低。

但所连接的两轴夹角不宜不大,当夹角由4°增至16时,十字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1/4。

材料选择:十字轴常用材料为20CrMnti轴颈表面进行渗碳淬火处理,渗碳深度0.8mm~1.2mm,表面硬度为58~64HRC,轴颈端面硬度不低于55HRC,芯部硬度为33~48HRC。

万向节叉一般采用40或45中碳钢,调质处理硬度18~33HRC,滚针轴承材料一般采用GCr15。

(4)中间支承结构分析与设计中间支承通常安装在支架横梁上或车身底架上,以补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差,以及车辆行驶过程中的发动机窜动和车架等变形所引起的位移。

目前广泛采用橡胶弹性中间支承,其结构中采用单列滚子轴承,橡胶弹性元件能吸收传动轴的振动,降低噪音。

中间支承的固有频率可按下式计算:mf R 0C 21π=式中,fo 为中间支承的固有频率(Hz );CR 为中间支承橡胶弹性元件的径向刚度(N/mm );m 为中间支承悬置质量(kg ),它等于传动轴落在中间支承上的一部分质量与中间支承轴承及其轴承所承受的质量之和。

对应的临界转速m in)/(600r f n =尽可能小于传动轴常用转速。

选取min)/(2000r n =共振转速min)/(1000~500r ,确定频率为0f 为30Hz.图22.2 万向节的设计与强度校核2.2.1 万向节结构与尺寸设计(1)基本构造与基本原理:由于本设计对象为重型货车的万向节与传动轴,因此,选用十字轴式万向节。

十字轴式万向节具有结构简单和传动效率高等优点。

为了减少摩擦损失,提高传动效率和使用寿命,在十字轴轴颈和万向节叉孔之间装有由滚针和套筒组成的滚针轴承。

本设计选用轴向定位为外卡环式,它具有结构简单、工作可靠、零件少和质量小的优点。

滚针轴承的润滑密封好坏能影响到十字轴万向节的使用性能及寿命。

为防止漏油、提高防尘和防水效果,本设计选用结构较复杂的双刃口复合油封,在工作条件较差的情况下可显著提高万向节使用寿命。

(2)确定十字轴尺寸:查阅汽车设计等资料,结合其他汽车的十字轴万向节尺寸及本设计汽车重吨位确定十字轴的尺寸范围如下:(十字轴总成)万向节叉之间的距离根据初选参数选取45mm ;万向传动的最大夹角一般为8°。

(3)滚针轴承的设计与校核:N iz F F N 5.1798381148506.46.4=⨯⨯==i :滚针列数为1 z :每列滚针数为38。

[]j b Ni L F d d σσ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=0211272 d 0:滚针直径3mm ;L b :滚针工作长度24mm ;[i σ]3000~3200mPa 。

MPa i 1207245.1762003.01034.01272=⎪⎭⎫⎝⎛+=σ 所以符合要求。

2.2.2 十字轴万向节强度校核十字轴万向节强度的校核计算:N F z r T F 3311056.148cos 104527.1297cos 2⨯=︒⨯⨯⨯=⇒=- 轴颈根弯曲应力:()[]()[]w w w w Mpa d d FSd σπσσπσ≤=-⨯⨯⨯⨯=⇒≤-=7.57003.0034.0015.01085.14034.0323244342411 d 1:十字轴轴颈直径34mm ;d 2:油道直径3mm ;S :合力作用线到轴颈根距离15mm ;[]w σ为弯曲应用许用值,为250-350Mpa 。

十字轴轴颈的切应τ为应满足:()[]()[]τπττπτ≤-⨯=⇒≤-=222221003.0034.01456044d d F[]τ为切应力τ许用值,为80~120Mpa 。

2.3 万向传动轴的设计及强度校核2.3.1 万向节传动轴结构与尺寸设计(一) 传动轴尺寸设计:1) 计算动力传递参数C ·R :N r n L k M R C h td 984105.14min)/(200050033.11100105.1·31073107≈⨯︒⨯⨯⨯=⨯=β L h :目标寿命=500h ;k t :轴承系数1.00~1.66由表3-2选1.33;β:传动轴夹角4°;n :转速=2000r/min.查表3-3,可以看到,387..20万向节可以满足需要。

考虑安全系数,选取387.20万向节进行验算。

d=3.00mm; l=16.8mm;滚柱数z=21;滚柱列数i=1;R=39.45mm=0.03945m ;D=23.82mm 则:26.82mm 323.82d D D m =+=+=16.8mm 31-19.8qd -l l w =⨯==q :滚针长度系数由图3-6可知为1。

0mm万向节GW387.20(C ·R=1116N ·m )的特征数据是:额定转矩M N =6200N ·m ,A=120mm ;K=125mm;S=70x5mm ;l z =490mm;l a =60mm.2) 静承载能力C0为:N N izdl C w 6.5362580.16328138380=⨯⨯⨯⨯==3) 静承载态转矩为:m N m N R C M ·4601·03945.05.3597327.227.200=⨯⨯==与表3-3中Mc 的值接近。

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