传动轴设计

1.设计参数

1．所设计的汽车的载重量为32吨，驱动形式为发动机前置、6轮驱动，汽车的最高时速为max 85Km/h a V =。斯达—斯太尔1491.280/038/66⨯ ，其发动机的型号为WD 615.67。

2 .WD 615.67发动机的参数如表2—1：

max P e −最大功率，KW ；

r η−传动系效率，取0.95r η=； g −重力加速度，210m/s g =；

r f −滚动阻力系数，货车取0.02f =； D C −空气阻力系数，0.9D C =；

A −汽车正面投影面积，2m

1A B H =，1B −前轮距，对于重型汽车：12m B ≈；

H −汽车总高，3m H ≈。 所以：21236m A B H ==⨯=

max a V −最高车速，max 85Km/h a V =；

a m −汽车总质量，Κg a m =32000。 emax T −发动机的最大输出转矩，emax T N m =1070

静态滚动半径 Rstat=0.376m 动态滚动半径 Rdyn=0.401m

(N m/r/min)1070/1400

2.传动轴

驱动形式的汽车的传动轴有主传动轴，中、后桥传动轴和前桥驱动轴。

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2.1 传动轴概述

传动轴是由轴管、伸缩套和万向节组成。伸缩套能自动调

节变速器与驱动桥之间的距离的变化。万向节是保证变速器输

出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速

传动。一般万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成，重型

汽车中，为了达到传递较大转矩的目的，十字轴承采用滚柱十

字轴轴承，并配合以短而粗的十字轴。在轴承端面设蝶形弹簧，

以压紧滚柱。十字轴的端面增加具有螺旋槽的强化尼龙垫片以

防止大角或大转矩传递动力时烧结。

传统结构的传动轴伸缩套是将花键套与凸缘叉焊接在一

起，将花键轴焊接在传动轴管上。我们决定采用的是GWB公

司所生产的传动轴，它是将花键轴与传动轴关焊接成一体，将花键轴与凸缘叉制成一体以便于挤压成型。在伸缩套管和花键轴的牙齿表面，整体涂浸一层尼龙材料以增加耐磨性和自润滑性，而且减少冲击负荷对传动轴的损害，提高缓冲能力。

该型传动轴在凸缘花键轴外增加了一个管形密封保护套，在该保护套端设置了两道聚氨酯橡胶油封，使伸缩套内形成了一个完全密封的空间，使伸缩花键轴不受外界沙尘的浸蚀，不仅防尘而且防锈。因此在装配时，在花键轴与套内一次性涂抹润滑脂，就完全可以满足使用要求，不需要油嘴润滑，减少了保养内容。

传动轴是一个高转速、少支撑的旋转体，因此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行调整。因此，一组传动轴是配套出厂的，在使用中就应特别注意。

2.2 传动轴选型

按《万向节传动轴》一书中介绍的方法，结合GWB 公司的提供的数据进行万向传动轴选择，如图5—1所示。

图5—1 虎克万向传动轴

汽车传动轴受到两种转矩

2.3、起动转矩A M

式中 S K −振动系数，11S K =，21S K =，31S K =；

F ε−发动机转矩分配到前桥的比例； R ε−发动机转矩分配到后桥的比例；

M M −发动机转矩，m M M =1070N ；

,F R

A S

M A

M K M i u

ε=65000.2526000F F R R G G εεε=

===1

F R εε+=由0.25

0.2

110.25

F ε

εε

==

=++R 110.8110.25

εε=

==++可得

()

4.1

A i −发动机到传动轴间的传动比，

112.42A i =，

212.42 1.7521.735A i =⨯=，312.42 1.7521.735A i =⨯= u −驱动轴数，u =3。

将以上数据带入公式()4.1得

2.4附着转矩H M

式中 S K −振动系数，11S K =，21S K =，31S K =；

G −轴静载，1260000N G =，2130000N G =，365000N G =；

R ε−发动机转矩分配到后桥的比例；

H i −驱动桥到传动轴间的传动比，

1 1.933 3.111 1.7510.524H i =⨯⨯=，

2 1.93

3 3.111 6.014H i =⨯=， 3 1.933 3.111 6.014H i =⨯=； stat R −静态滚动半径，m stat R −0.52；

将以上数据带入公式()4.2得

11

10.8

1107012.423543.84m 3

R

A S M A M K M i u

ε==⨯

⨯⨯=N 22

20.8

1107021.7356201.72m 3

R

A S M A M K M i u

ε==⨯

⨯⨯=N 33

30.2

1107021.7351550.43m 3

F

A S M A M K M i u

ε==⨯

⨯⨯=N H S stat H

G M K R i μ

=()

4.211126000010.90.5211562.4m H S stat G M K R μ

==⨯⨯⨯=N