传动轴设计计算书
传动轴设计算范文
传动轴设计算范文在机械设计中，传动轴是一种将旋转运动从一个部件传递到另一个部件的装置。
传动轴通常由金属材料制成，可以通过键槽和键来实现与相邻部件的连接。
传动轴的设计和选择需要考虑许多因素，如传递的力矩、转速、材料强度和耐用性等。
首先，在传动轴设计中，需要确定传动的类型和要求。
传动轴可用于传递转矩、速度或两者兼而有之。
这将决定轴的尺寸、形状和连接方式。
接下来，需要通过分析传递力矩来确定传动轴的直径。
传动轴的直径应根据传递的力矩和轴材料的强度来选择。
可以使用常见的轴材料，如碳素钢、合金钢或不锈钢，这些材料都具有良好的强度和耐磨性。
使用以下公式来计算传动轴的直径：d=(16*T)/(π*σ)其中，d是传动轴的直径，T是传递的力矩，σ是材料的允许应力。
选择合适的轴材料时，还应考虑对应的材料标准，以确保材料的质量和可靠性。
在设计传动轴时，还需要注意轴的转速和转矩分布。
高转速会引起轴的振动和疲劳，因此需要进行适当的轴承支撑和平衡设计，以确保传动的平稳运行。
另外，需要考虑轴的连接方式。
常见的连接方式包括键槽和键的使用。
键槽可以针对轴和相邻部件进行加工，以提供良好的连接强度。
键的尺寸和形状应根据传动轴的尺寸和承载能力来选择，并确保连接的可靠性。
此外，在传动轴设计中，也应考虑到轴的耐用性和使用寿命。
这涉及到材料的磨损和腐蚀特性。
合适的表面处理和涂层可以提高轴的耐用性，并延长使用寿命。
最后，进行传动轴的设计时，需要进行合适的安全系数选择。
安全系数能够考虑设计中的不确定因素，并确保传动轴在各种工作条件下的可靠性。
安全系数的选择应根据实际应用情况和相应的标准或规范进行。
综上所述，传动轴设计是一个综合考虑力学、材料和制造工艺的过程。
通过正确选择材料、计算尺寸和形状、选择连接方式和考虑耐用性等因素，可以设计出满足要求的传动轴，并确保传动系统的可靠运行。
船舶传动轴计算
整液键径纵
体压槽向向
连无
孔， 槽
接键
横
法套
向
兰合
孔
联
轴
器
对在发动机外的 具有下述型式的螺旋桨轴 推力轴
在推力环 处，向外 等于推力 轴直径的 部分，其 余部分可 按圆锥减 小到中间 轴直径
在轴向 油润滑且 轴承处， 具有认可 此处滚 型油封装 柱轴承 置或装有 用作推 连续轴套 力轴承 的无键套
合或法兰 连接的螺 旋桨轴
㈡按《内河钢质船舶入级与建造规范》 计算轴的基本直径
轴的直径d应不小于按下式计算 的值:
d＝98K 3
Ne 570 ne σb－157
式中: d—轴的直径m m； K—不同轴的设计特性系数,按表2－5－9 (1)、(2)选取； ne—轴传递的额定功率，k W； Ne—轴传递Ne的额定转速，r /min； σb—轴材料的抗拉强度。对于中间轴，若＞800MPa时，取
轴段
有键螺旋桨的轴
2 除1外，向前到尾轴管前填料函前端之间的螺旋桨 轴段
3
尾轴管前填料函前端至联轴器的螺旋桨轴段
K 1.22 1.26 1.15
1.15①
注: ① 轴直径可逐渐减小到按公式计算的中间轴直径。
㈢传动轴的强度校核
传动轴在工作时, 同时受到扭转、弯曲和压缩三种 负荷, 不仅承受静载荷, 而且还有附加动载荷作用, 受力情况很复杂, 目前普遍采用的传动轴强度校核 方法, 是在按规范计算出传动轴基本轴径的基础上 计算静载荷下的合成应力, 再根据由经验所确定的 许用安全系数（见表2－17）来考虑动载荷的作用, 是一种近似计算方法。
㈠按《钢质海船入级与建造规范》 计算轴的基本直径
轴的直径d应不小于按下式计算 的值:
轴的计算与校核、传动轴计算(无密码可修改)
[[τ说明：
对于受扭转轴的校核分为扭转强度校核和刚度校核1，扭转强度校核公式：τ=T/Wt≤[τ]
其中τ的量纲Mpa（N/mm²）,T=Mn为转矩,量纲N.mm，Wt为扭转截面系数,量纲mm³，可查询机械设计手册第5版3-105或通过以下公式计算得到：
实心轴：Wt=πd³/16；空心轴：Wt=π(D 4-d 4)/(16*D)2，刚度校核校核公式:φ=(180/π)*T/(G*Ip）≤[φ]其中G*Ip为扭转刚度，G为切变模量是量纲为GPa的常量，碳钢均为81GPa（81KN/mm²），Ip为极惯性矩，通过CAD或SW草图模块画出截面可以查询到，量纲为mm^4,也可通过公示计算
实心轴：Ip=πd 4/32；空心轴：Ip=π(D 4-d 4)/32
文档信息编写：图惜
参考：《材料力学—第4版》——刘鸿文
《机械设计手册——第五版》——成大先鸣谢：前桥教育——宣言老师
2018.7.18。
传动轴设计计算范文
传动轴设计计算范文传动轴是通过连接两个轴组成的机械装置，用于传递动力和扭矩。
在设计传动轴时，需要考虑许多因素，包括应用环境、传动效率、可靠性和安全等。
下面我们将探讨传动轴的设计计算。
首先，在传动轴的设计计算中，需要确定扭矩传递的计算方法。
扭矩可以通过下式计算得到：T=P*9550/n其中，T为扭矩（N.m），P为功率（kW），9550为转速换算系数，n 为转速（rpm）。
在计算扭矩时，还需考虑传动系数（Kf）和动载系数（Km）。
传动系数是考虑传动装置的传动效率、工作条件以及装配质量等因素的系数，通常为1.2~1.6、动载系数是考虑传动过程中动态载荷的系数，通常为1.2~1.4确定了扭矩传递计算方法后，需要根据应用环境和工作条件确定传动轴的材料。
常见的传动轴材料包括钢、铝合金和碳纤维等。
不同材料的强度和刚度各有优缺点，需要根据实际需求做出选择。
接下来，需要根据传动轴的长度和直径来计算其弯曲刚度。
弯曲刚度可以通过公式：Φ=(π/32)*(G*d^4)/(L)其中，Φ为弯曲刚度（Nm/rad），G为剪切模量（N/m^2），d为传动轴的直径（m），L为传动轴的长度（m）。
根据传动轴的弯曲刚度，还可以计算得到传动轴的自然频率（f）f=(1/2π)*√(Φ/I)在进行传动轴的设计计算时，还需要考虑传动轴的安全系数。
传动轴的设计应该具有一定的安全储备，以保证传动轴在正常工作负载下不发生失效。
安全系数通常为1.5~2.0，根据实际情况可能有所不同。
最后，需要进行传动轴的强度计算。
强度计算的方法有多种，包括受力分析法、有限元分析法等。
在进行强度计算时，需要考虑各部件的受力情况，包括剪切力、弯矩、挤压力等。
根据受力分析结果，可以选择合适的传动轴尺寸和材料。
综上所述，传动轴的设计计算涉及许多因素，包括扭矩传递计算、材料选择、弯曲刚度计算、自然频率计算、安全系数考虑和强度计算等。
通过合理的设计计算，可以确保传动轴在工作过程中具有良好的传动性能和可靠性。
传动轴的机械加工工艺设计计算说明书
目录摘要 (1)Abstract (2)1绪论 (2)1．2课题背景 (2)1．2课题设计的目的及意义 (2)2工艺设计说明书 (2)1．1零件图工艺性分析 (3)1．2毛坯选择 (3)1．3毛坯－零件合图草图 (5)1．4工序尺寸及其公差确定 (9)1．5设备及其工艺装备确定 (11)1．6切削用量及工时定额确定 (12)3第10号工序刀具设计说明书 (14)1．1工序尺寸精度分析 (14)1．2刀具类型确定 (14)1．3刀具设计参数确定（数据来源参考书[3]） (14)1．4刀具工作草图 (16)4第40号工序量具设计说明书 (16)1．1工序尺寸精度分析 (16)1．2量具类型确定 (16)1．3极限量具尺寸公差确定 (16)1．4极限量具尺寸公差带图 (17)1．5极限量具结构设计 (18)5总结 (18)参考文献 (18)摘要:轴类零件毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。
传动轴是组成机器零件的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。
这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不能承受弯矩。
应该使传动轴具有足够的强度和高临界转速，在强度计算中，由于所获取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大。
关键词：传动轴零件刚度强度Abstract:Axial parts of graduation design is mechanical engineering specialty studentscomplete the teaching plan last a very important practical teaching link is to make the students comprehensive use of basic theory, we learned the basic knowledge and skills to solve major problems within the scope of the engineering technology and a basic training. Shift is composed of the main parts of the machine parts, all of the transmission parts motion (for example: gear, gear, etc.) must be installed in the transmission of power to exercise and shaft transmission, often used in the connection between the transmission and drive. The shaft generally is long, and the high speed, can withstand torque not inherit the moment. Should make the shaft has enough rigidity and high speed, strength calculation, because of the large safety factor, thus make shaft dimension.Keywords：Shaft parts stiffness strength一、绪论在我们的日常生活中，传动轴的运用十分广泛。
传动轴设计计算
传动轴设计计算1概述在汽车传动轴系或其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。
万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，当距离较远时，还需要中间支承。
在汽车行业中把连接发动机与前、后轴的万向传动装置简称传动轴。
传动轴设计应能满足所要传递的扭矩与转速。
现轻型载货汽车多采用不等速万向节传动轴。
2传动轴设计2．1传动轴万向节、花键、轴管型式的选择根据整车提供发动机的最高转速、最大扭矩及变速箱提供的一档速比，及由后轴负荷车轮附着力，计算得扭矩，由两者比较得出的最小扭矩来确定传动轴的万向节、花键、轴管型式。
a 按最大附着力计算传动轴的额定负荷公式：M ψmax =G ·r k ·ψ/i oG 满载时驱动轴上的负荷r k 车轮的滚动半径ψ车轮与地面的附着系数i o 主减速器速比b 按发动机最大扭矩计算传动轴的额定负荷公式：M ψmax =M ·i k1·i p /nM 发动机最大扭矩i k1变速器一档速比i p 分动器低档速比n 使用分动器时的驱动轴数按《汽车传动轴总成台架试验方法》中贯定选取以上二者较小值为额定负荷。
考虑到出现最大附着力时的工况是紧急制动工况此时的载荷转移系数为μ因此实际可利用最大附着力矩： M ψmaxo = M max ·μ传动轴的试验扭矩：由汽车设计丛书《传动轴和万向节》中得知：一般总成的检查扭矩为设计扭矩的 1.5-2.0倍。
传动轴设计中轴管与万向节的设计扭矩也应选取1.5-2.0倍的计算扭矩，以满足整车使用中的冲击载荷。
轴管扭转应力公式:τ=16000DM π(D 4-d 4)<[τ] =120N/ mm 2 D 轴管直径；d 轴管内径；M 变速箱输出最大扭矩；花键轴的扭转应力：τ=16000M πD 23<[τ] =350N/ mm 2D 2花键轴花键底径；D 2=27.667mm 。
传动轴机械加工工艺设计计算说明书
目录摘要 (1)Abstract (2)1绪论 (2)1．2课题背景 (2)1．2课题设计的目的及意义 (2)2工艺设计说明书 (2)1．1零件图工艺性分析 (3)1．2毛坯选择 (3)1．3毛坯－零件合图草图 (5)1．4工序尺寸及其公差确定 (9)1．5设备及其工艺装备确定 (11)1．6切削用量及工时定额确定 (12)3第10号工序刀具设计说明书 (14)1．1工序尺寸精度分析 (14)1．2刀具类型确定 (14)1．3刀具设计参数确定（数据来源参考书[3]） (14)1．4刀具工作草图 (16)4第40号工序量具设计说明书 (16)1．1工序尺寸精度分析 (16)1．2量具类型确定 (16)1．3极限量具尺寸公差确定 (16)1．4极限量具尺寸公差带图 (17)1．5极限量具结构设计 (18)5总结 (18)参考文献 (18)摘要:轴类零件毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。
传动轴是组成机器零件的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。
这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不能承受弯矩。
应该使传动轴具有足够的强度和高临界转速，在强度计算中，由于所获取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大。
关键词：传动轴零件刚度强度Abstract:Axial parts of graduation design is mechanical engineering specialty studentscomplete the teaching plan last a very important practical teaching link is to make the students comprehensive use of basic theory, we learned the basic knowledge and skills to solve major problems within the scope of the engineering technology and a basic training. Shift is composed of the main parts of the machine parts, all of the transmission parts motion (for example: gear, gear, etc.) must be installed in the transmission of power to exercise and shaft transmission, often used in the connection between the transmission and drive. The shaft generally is long, and the high speed, can withstand torque not inherit the moment. Should make the shaft has enough rigidity and high speed, strength calculation, because of the large safety factor, thus make shaft dimension.Keywords：Shaft parts stiffness strength一、绪论在我们的日常生活中，传动轴的运用十分广泛。
第1章-轴设计计算
113321, 20 试设计减速器的中间轴,画出轴的结构图
并校核该中间轴的强度: 1)按许用弯曲应力计算 2)按危险截面的安全系数计算(许用[S]=1.5)
内机壁 内机壁
k N 1 S k a a m
k N 1 S k a a m
• 扭矩作用下的安全系数
• 校核疲劳强度:
S
Байду номын сангаасS S
2 S S2
[S ]
1.3.4. 静强度计算
• 按弯扭合成校核:
b 0 3 0 [ 0 ]
当量弯矩：M e
应 力 校 正 系 数
• 根据扭转载荷的性质确定 – 不变的扭矩: 1b
1b
– 脉动的扭矩:
1b 0b
M (T )
2
2
– 对称循环的扭矩: 1
设计公式
Me d 3 0.1[ 1b ]
• 如果有键槽，直径增加4% • 计算结果要与结构设计进行比较
2 0 2
10 M 0.75T 10M e0 b0 3 [ 0 ] 3 d d
2 2
10M e 0 d 3 [ 0 ]
• 按安全系数法强度条件:
S0
S 0 S 0 S
2 0
S
2 0
[S0 ]
S0
s max
s S 0 max
轴的设计过程
1.4. 提高轴的疲劳强度和刚度的措施·
(1.) 减少轴所受载荷
三齿轮布置
卷筒轴结构
卸载结构
联动卷筒
齿轮与卷筒作成一体 （仅有弯矩）
（2）.减少应力集中
（3）改进轴表面质量，提高疲劳强度
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上海同济同捷科技有限公司企业标准
TJI/YJY·03·72-2005
传动轴设计计算书编制规则
2005-08-10 发布2005-08-16 实施上海同济同捷科技有限公司发布
TJI/YJY·03·72-2005
前言
为使底盘传动轴设计计算书在设计编制时，做到设计计算内容全面、正确，格式规范、统一，便于管理和检查评审，特制定本标准。
本标准中的各项要求，既是工程技术人员在计算书设计编制时，应该达到技术要求；又是检查评审传动轴设计计算书的依据。
本标准于2005年8月16日实施。
本标准的附录A为规范性附录。
本标准由上海同济同捷科技有限公司提出。
本标准由上海同济同捷科技有限公司质量与项目管理中心负责归口管理。
本标准主要起草人：李国华
TJI/YJY·03·72-2005
传动轴设计计算书编制规则
1范围
本标准规定了传动轴设计计算书的格式及内容
本标准适用于底盘传动轴新产品开发设计及改型设计
2规范性引用文件
QC/T 3-92 汽车产品图样及设计完整性
3术语和定义
无
4要求
4.1设计计算书的格式见规范性附录A。
4.2设计计算书应包括封面、目录、正文、参考文献等四个部分。
4.3传动轴设计计算书应包含的计算内容
4.3.1轴管扭转应力校核
4.3.2花键挤压应力校核
4.3.3滑移量校核
附录 A
（规范性附录）
传动轴设计计算书范本
密级：
编号：传动轴设计计算书
项目名称：R11汽车设计项目
项目编号：ETF-TJKJ090-BDRC
项目代码：AM-11
编制: 日期:
校对: 日期:
审核: 日期:
批准: 日期:
上海同济同捷科技有限公司
2004年11月18日
目录
1 概述 0
1.1 任务来源 0
1.2 传动轴基本介绍 0
1.3 传动轴滑移端滑移量简图 (1)
1.4 计算的目的 (1)
2 传动轴设计的输入条件 (1)
3 传动轴的校核计算 (2)
3.1 轴管直径的选择及校核 (2)
3.2 轴管的扭转应力的校核 (3)
3.3 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 (5)
3.4 滑移线的校核 (5)
4 结论 (6)
参考文献 (7)
1 概述
1.1 任务来源
根据《R11、R12型汽车设计开发项目》合同的规定，按照双方确认的设计依据和要求，并依据总布置的要求对传动轴选型并作局部修改。
1.2 传动轴基本介绍
本车采用前置横置发动机前驱动的结构型式，前桥既转向又驱动，传动轴输入端采用球面滚轮万向节，它为近似等速万向节，传动轴输出端采用球笼式万向节，它为等速万向节，这种带有万向节的传动轴用于不同轴心的两轴之间甚至在汽车行驶过程中相对位置不断变化的两轴之间传递动力。
结构型式见图1-1 ：
图1－1
1.3 传动轴滑移端滑移量简图
图1-2 结构简图
1.4 计算的目的
校核传动轴的直径、轴管的扭转应力、传动轴花键齿侧挤压应力和滑移线的校核。
2 传动轴设计的输入条件
表2－1 发动机与传动部分基本参数
型号宝马 Tritec
发动机最大转矩T emax
(N m/rpm)149/4500
发动机
发动机最大功率N emax
(kW/rpm)85/6000
一档i g1 3.5
二档i g2 1.95
三档i g3 1.36
四档i g40.97
五档i g50.81 变速器各档速比
倒档i gr 3.417
主减速比i0 3.941
表2－1 传动轴两端花键参数
球笼端(暂定) 滑套端 圆齿根，齿面配合 ANSI B 92.1 JIS B 1602－1961
齿数 25 25 模数 1.05833 1.05833 压力角 45° 30° 分度圆直径 26.458 26.458 成型直径 25.57 25.4 小径 25.05/25.30 24.816/24.613 大径 27.07/27.42 27.508/27.254 螺旋角
22’/25’
3 传动轴的校核计算 3.1 轴管直径的选择及校核
根据所传动最大转矩、额定转速和传动轴长度。
参考同类车型选取：
D ＝24.6mm
D －轴管外径及内径 mm 。
两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的计算临界转速
n c (r/min)为：
2
28
1.2x10
n c L D =①
(3)
1)
其中：
D －轴管的外径最细端（在这里是花键的底径） mm ； L －传动轴的支承长度，取两万向节之中心距：mm 。
各参数取值如下：
①
汽车工程手册设计篇
D＝24.6mm
左传动轴长L＝350.5mm，右传动轴长L＝608.5mm，取其中较长的一个L＝608.5mm
代入得：n c=7973r/min
实际上传动轴的最大转速n max＝n e/（i g xi0），r/min
其中：
n e－发动机的额定转速，r/min；
i g－变速器传动比；
i0－主减速器传动比。
各参数取值如下：
n e＝6000 r/min
变速器传动比取最小值，i g ＝0.81
主减速比：i0＝3.941
代入得：n max＝1880r/min
由于传动轴动平衡的误差的影响，实际临界转速要低于计算的值n c。
因此需要引进安全系数K，
K＝n c/n max=1.2～2.0，
代入数值后K＝7973/1880＝4.24>2.0
结论：合格
3.2 轴管的扭转应力的校核
传动轴除了应满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度对于传动轴管传动轴的最大扭转应力τ（Mpa）按下式计算：
）
－（44D DT 16d πτ=
①
…………………………(3-2
)
式中：
T －传动轴计算转矩，2/k i i T T d g0g1x ema = Nmm ； T emax －发动机最大转矩 Nmm ； i g1－变速器一档传动比； i g0－主减速器传动比 k d －动载系数
D ，d －轴管的外径及内径，mm ；
各参数取值如下：
T emax ＝149000 Nmm i g1＝3.5 i g0＝3.941 k d ＝1
D ＝24.6 mm ，d ＝0 mm 代入T ＝1027616 Nmm
代入得： τ＝351.7MPa
由于所计算的传动轴在使用中是起着半轴的作用，因而其要求与半轴相同。
半轴的扭转许用应力τ=490～588 MPa ②>351.7MPa 。
结论：合格
① 汽车工程手册设计篇 ②
汽车设计
3.3 传动轴花键齿侧挤压应力的校核
ϕσZL D D D D T )2)(4(2121−+=① (3)
3)
式中： T －计算转矩，Nmm ；
D 1,D 2－花键的外径和内径，mm ；
Z ，L －花键齿数和键齿有效长度
ϕ－载荷分布的不均匀系数 取0.75
各参数取值如下：
T= 1027616N·mm
传动轴输入端花键轴 D1=27.508mm,D2=24.613mm
传动轴输出端花键轴 D1＝27.42mm ，D2=25.07mm(暂定) 传动轴输入端花键轴 Z ＝25，L ＝16.5mm
传动轴输出端花键轴 Z ＝25，L ＝27.75mm （暂定）
代入传动轴输入端花键轴 σ＝216 N/mm 2
传动轴输出端车轮端花键轴 σ＝107 N/mm 2 （暂定）
随着工艺水平的提高传动轴的许用挤压应力可达到250 MPa 以上
[]σσ≤
结论：合格。
3.4 滑移线的校核
汽车在行驶过程中，传动轴的长度和角度是经常变化的，变化
① 汽车设计
情况如下：
规定：传动轴以车身坐标Y 方向移动为正，反向为负，以满载时为零点。
状 态
滑移距离（mm ） 角度（°） 上跳不转向 -0.5769 8.0373 上跳右转向 -1.1598 8.0513 上跳左转向 -1.3952 8.8902 下跳不转向 -1.4866 17.7519 下跳右转向
-2.8556 17.8236 左
传
动
轴 下跳左转向
-2.5547 17.0367 上跳不转向
-0.6022 4.7266 上跳右转向
-0.1802 5.2122 上跳左转向
-0.036 4.7345 下跳不转向
-5.9253 10.1954 下跳右转向
-4.3442 9.8104 右传动轴 下跳左转向 -4.551 10.2307 本车选用的传动轴允许的滑移线图和上面各点落在图中的位置为：
从图中可以看出，以上几点均落在剖面线范围内，所以满足要求。
4 结论
通过对传动轴的长度、最小直径和滑移量的计算校核。
选定
的传动轴符合本车的要求。
表4-1传动轴主要参数
参 考 文 献
1. 张洪欣. 汽车设计（第二版）. 北京：机械工业出版社，1989
2. 刘惟信. 汽车设计. 北京：清华大学出版社，2002
3. 汽车工程手册编写组编. 汽车工程手册（设计篇）. 北京：机械工业出版社，
2001
左传动轴 350.5
传动轴长度（mm ） 右传动轴 608.5
直径（mm ）
24.6。