【《汽车万向传动轴的设计》5700字（论文）】.docx

汽车万向传动轴的设计目录1万开于11办开Tj1.2主要研究内容22.万向传动轴的结构特点及方案选择2212.2基本组成的选择3.万向传动的受力分析与选择53.1I-jo-p,f53.2IJ-jq3.3传动轴管的选择3.4伸缩花键的选择4传动轴的计算与强度校核4.1传动轴计算转矩84.2传动轴管内外径确定4.3传动轴扭矩强度校核5.十字轴总成尺寸的确定与强度校核5.1十字轴万向节尺寸的确定与强度校核.5.2十字万向节的轴承116整体的结构与绘图137Qj7.1结语137.2展望1研究背景及内容1I研究背景随着经济科技的不断发展，汽车工业的发展逐渐成熟，越来越多的人开始关注汽车工业。汽车工业的发展也很大程度上推动了我国经济的快速发展，极大地促进了人类社会的进步，未来汽车产业的发展将更加激烈。汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。它们是当今生活不可或缺的一部分。汽车的普及率非常高，加快了生活节奏，给人们的生活带来了极大的便利。在汽车设计方面，许多学者和工程师已经开始积极参与设计和研发,寻找可靠的解决方案，改进汽车技术的方法，逐步增加承载能力和提高动力。处理安全可靠、方便、经济、舒适，目前最重要的是寻找方法减少污染，同时增加实用性和安全性。汽车传动系统中最重要的部分是万向节传动轴。汽车零部件的结构、材料的选择和利用非常重要，汽车的承载性能需要详细研究和讨论。广泛应用于汽车行业，由万向节、轴管、伸缩花键等几个关键部件组成。要在一定程度上提高传动轴的转速，可以选择轴扭矩比较长的车辆。这足以防止共振。如果担心，可以考虑在此过程中添加中间支持。万向传动轴的两个轴之间的传动和旋转起着特定的作用。万向节的安装位置在变速器输出轴和驱动桥主动减速输入轴之间，大体方向为发动机前轮驱动。前置发动机由前轮驱动，忽略车桥，在前桥半轴与车轮之间安装万向节。输出的旋转主要由输入轴的旋转提供。在安装过程中，必须注意更好地满足动力传输如何适应转向、行驶时汽车的跳动以及角度的不断变化。截面允许连接件与构件之间有一定的角度，但变化必须在一定的公差范围内。1.2主要研究内容在本文中，我们将选择交叉万能传动轴进行研究，系统地考察传动轴的结构、设备、设备、操作和工作原理，并根据相关参数进行合理的调查分析。万向传动轴是汽车的关键部件之一，它是汽车前后动力的传动装置，是汽车正常行驶不可或缺的一部分。本文认为，在方向传动装置的设计工作中，应充分克服传动效率低、传动部件寿命过短等方面的缺点,吸取在以往设计工作中的教训，大胆开阔视野，充分发挥我们的设计创新能力，利用现有的先进设备，并争取引进更先进的硬件与软件技术，努力与国际接轨，争取开发一条能耗低、低成本、高效率、可靠性高的研究路线。本文分为七个部分进行研究。第一部分是了解传动轴的基本结构、要求和特点；第二部分是万向节传动轴的设计及结构方案。第三部分是万向传动的受力分析与选择；第四部分是如何选择万向节传动轴，如何结合适当的例子详细分析其优缺点；第五部分是传动轴运转时时间和转速的计算，运转强度问题。第六部分是整体的结构与绘图显示。第七，根据计算和测量分析，计算结构框图，最后进行总结。2 .万向传动轴的结构特点及方案选择2.1 结构特点双十字万向传动装置通常由万向节、传动轴和中间支架组成。它在工作过程中通过相对位置不断变化的两个轴之间传递扭矩和旋转运动。伸缩套筒可自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节确保变速器输出轴和驱动桥输入轴两轴之间的角度变化，实现两轴角速度相等的变速器。万向节通常由十字轴、十字轴承、法兰叉、轴向定位构件和橡胶密封件组成。驱动轴是一种高速、低支撑的旋转体，它在两个因断裂而发生变化的轴之间传递扭矩和旋转运动。长轴距车辆中的中间传动轴通常包括用于传动轴的中间支撑。它由支撑架、轴承和橡胶支撑组成。大多都是在汽车部件中应用，传动轴由轴管、伸缩套和万向节组成，因此动平衡非常重要。如下图：图2-1万向传动装置的工作原理及功用/图2-2变速器与驱动桥之间的万向传动装置对于转向驱动桥，汽车行驶方向的变化会带动两个方向驱动轮的变化，如图2.3J2.22.3 基本组成的选择典型的卡车使用动力前后驱动。这种安排的优势包括：(1)发动机故障容易被发现，也便于维修检查。离合器、变速器操作简单，易于部署。货舱地板低而平坦。(2)汽车全长、轴距短。最小转弯半径小。机动性很好。无需发动机罩或挡泥板，整车全长缩短，整车重量减少。驾驶员的视力范围明显得到改善。翻转式驾驶室可用于提高发动机及其附件的可及性。车辆区域利用率高。十字轴刚性万向节因其结构简单、传动可靠性高而广泛应用于普通汽车变速器中。十字轴刚性万向节结构简单、强度高、耐久性好、生产率高、制造成本低、传动可靠、效率高。目前，两传动轴之间的允许夹角一般为15。-20。，主要用于连接角度较小的场合。十字轴刚性万向节的结构如图所示。图2-4十字轴式刚性万向节货车相较于其他车辆的特点就是需要承载更大的重量，但是速度也会随之下降。因此需要保证货车在载满货物时仍能保持一般速度行驶：(1)传动轴两端的万向节叉在同一平面内；(2)输入轴、输出轴与传动轴的夹角相等，即=2°如下图图2-5输入轴与输出轴的头角3 .万向传动的受力分析与选择3.1 单十字万向节传动如下图31所示，设主动叉由初始位置转过角，从动叉相应转过2角,由机械原理分析可以得出如下关系式tan1=tan2cosa(3.1)当十字轴万向节的主动轴与从动轴存在一定夹角时，主动轴角速度31与从动轴的角速度32之间存在如下的关系cosa1-(sin)2(cos(3.2)由于COS(P1是周期为2元的周期函(数，所以%31也为同周期函数。当P为。、冗、2元时，32达到最大值32max且为31/cosa；当，为2'3"/2时，3二有最小值3/皿且为1coso因此，主动轴以等角速度转动时，从动轴时快时慢，即为普通十字轴万向节传动的不等速性。十字轴万向节传动的不等速性可用转速不均匀系数k来表示k=32max-32min31=sintana(3.3)如不计万向节的摩擦损失，主动轴转矩和从动轴转矩与各自相应的角速度有关系式(3.4)T11=T22,因此可得1-(sin)(cos1)cos3.2 双十字万向节传动当输入轴与输出轴之间存在夹角a时，为使输出轴与驱动轴在同一平面内等速旋转,可采用双万向节传动，但必须保证与传动轴相连的两个万向节布置在同一平面内，两个万向节之间的夹角aI等于a2。如图3-2所示（a）输入轴与输出轴平行；（b）输入轴与输出轴相交;（a'）传动轴发生弹性弯曲；（b'）相交时传动轴发生弹性弯曲表3-1十字轴万向节的允许范围万向节安装位置或相联两总成夹角不大于离合器与变道E器；变速器与分动器（相联总成均装在车架上）13驱动桥传动轴汽车满静止时一般汽车6越野汽车12行驶中极限夹角一般汽车15-20短轴距越野汽车303.3 传动轴管的选择驱动轴的长度和张角及其变化范围由汽车的整体布局决定。在设计时，花键套和花键轴应该很好地匹配最大驱动轴长度，并且两者都不应该在最小长度下死掉。传动轴的角度影响万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向节传动的效率以及十字轴的不平整度。由于传动轴经常处于高速旋转状态，因此在机械零件手册中检查轴的材料，选择40CrNi,适用于非常重要的轴，抗扭强度高。3.4 伸缩花键的选择选用矩形花锭来弥补车辆行驶时3仅动轴两端方向节之间的长度变化。为减少阻力和磨损，花键齿上需要磷化或喷涂尼龙，外层附有防尘罩，并减小间隙以防止传动轴振动。花键齿和键槽按照相应的标记进行装配，以保持驱动轴总成的动态平衡。动平衡不平衡通过焊接到轴管外侧的平衡表来补偿。加载时，招传动轴伸缩花键端部靠近变速器放置，以减少轴向阻力和磨损。结构图如下。图3-3万向传动轴一花键轴结构简图I-盖子；2-盖板；3-盖垫；4-万向节叉；5-加油嘴；6-伸缩套;4 7-滑动花键槽；8-油封；9-油封盖；10-传动轴管5 .传动轴的计算与强度校核5.1 传动轴计算转矩T1=Twi1=59×3.996×IO3X90%(4.1)=212187Nmm5.2 传动轴管内外径确定Dc2+dc2nk=1.2×IO8J=6600r/min(4.2)1C、2得Dc2+dc2=<66。"O-)=73853(4.3)Cc1,2×10sDr-dr又1.5mm<<3mm2根据电焊钢管外径6095mm的标准资料(从冶金部标准YB242-63中选取)初选Dc=63.5mm,贝IJdc=(7385.3=58mm(4.4)其中：1C为传动轴长度（mm）,即两万向节中心的距离DC和de分别为传动轴轴管的外、内径（mm）5.3 传动轴扭矩强度校核由于传动轴只承受扭转应力而不承受弯曲应力，所以只需校核扭转强度，根据公式有(4.5)16Dcdc16×63.5×212187c(Dc4-dc4)3.14×(63.54-584)=13.8MPac=300MPa（TC为许用扭转切应力）上式说明设计参数满足扭转强度要求附表表4-16095mm毫米的电焊钢管YB242-63外径(mm)钢管厚度（mm）601.4、1.5、1.6、18、2.0、2.2、2.5,2.8、3.0、3.2、3.5、63.51.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、701.4、1.5、1.6、18、2.0、2.2、2.5,2.8、3.0、3.2、3.5、751.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、4.0、4.2、4.5831.4,1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、4.0、4.2、4.56 .十字轴总成尺寸的确定与强度校核为便于设计时确定十字轴总成尺寸，表4-1列出了不同吨位载重汽车十字轴按图5-1所示尺寸的范围表5-1推荐采用的十字轴总成及花键尺寸重十字轴总成（mm）花键工作长度质(t)十字轴滚针轴承套(mm)Hdhhi1滚针数nD裳C11.5901816203142232495/8522.5902321263182635495/653410825242931829394855712734242931838504115810147343035324385041156.1 十字轴万向节尺寸的确定与强度校核按表5-1所示，初步确定十字轴万向节的尺寸，然后利用强度校核公