毕业设计（论文）-柴油动力微型客车动力传动系统设计（全套图纸）

车辆与交通工程学院毕业设计说明书 I 柴油动力微型客车设计(传动系设计) 摘 要 汽车传动系是位于发动机和驱动车轮之间的动力传动装置，其基本功用 是将发动机发出的动力传给驱动轮。因此，汽车传动系统是汽车上最主要的 动力传动装置。 传动系主要是由传动轴和驱动桥组成的，传动轴是发动机前置后驱汽车 的动力传递重要组成部分。本设计注重实际运用，考虑整车的总体布置，改 进了一些设计方法，力求整车结构及性能更为合理。传动轴是把变速器的转 动和转矩传到主减速器的轴，传动轴是由轴管、伸缩花键和万向节组成。传 动轴的设计主要考虑传动轴的临界转速，合理优化轴与轴之间的角度。驱动 桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车 身之间的作用力。它的性能好坏直接影响整车性能，而对于轻载汽车显得尤 为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前汽车的快速、轻载的 高效率、高效益的需要时，必须搭配一个高效、可靠的驱动桥，所以采用传 动效率高的单级减速驱动桥已经成为未来轻载汽车的发展方向。驱动桥设计 应主要保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 本设计根据给定的参数， 按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体 参数，再确定十字轴万向节、传动轴结构类型，最后进行参数设计并对十字 轴万向节、传动轴进行强度以及寿命的校核。传动系设计过程中基本保证结 构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部 件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺 性好，制造容易。 关键字：传动系，十字轴万向节，传动轴 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 II 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 I Toyota little overlord transmission design ABSTRACT Auto transmission is located between the engine and the drive wheels power transmission device.Its basic function is a drive to the engine driving wheel.Therefore, auto transmission system is the main power car transmission device. The transmission is mainly composed by transmission shaft and the drive axle shaft is prerequisite, after the car engine displacement an important part power transfer. This design practical use, consider carloads of layout, improve some design methods, and strive to vehicle structure and performance is more reasonable. The transmission shaft is the rotation and torque to the axis, transmission shaft main reducer by shaft tubes, telescopic spline and gimbal composition. The design of transmission shaft critical speed of main consideration, to optimize the Angle between the axial and axis.Drive axle is at the end of the powertrain, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed,bearing the force between the road and the frame or body. Its performance will have a direct impact on automobile performance .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed，heavy- loaded，high efficiency，high benefit today heavy truck，must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck developing tendency. Drive axle should be designed to ensure the best dynamic and fuel economy on given condition. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parametres in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, Cross axis gimbal, propshafts,axle and axle housing structure type, finally design the parameters of the main gear,the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 II process of the drive axle,we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirements of the standardization of parts, components and products, univertiality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture. Key words: The Transmission, Cross Axis Gimbal, Driveshaft 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 1 目 录 第 1 章 绪 论 1 1.1 概述 . 2 1.2 传动系研究背景 . 3 1.3 研究传动系的目的和意义 3 1.4 传动轴结构特点 . 5 1.5 研究主要内容 . 7 第 2 章 传动轴的结构分析与选择 . 8 2.1 汽车传动轴结构方案 . 8 2.1.1 万向节与传动轴的结构 . 8 2.1.2 传动轴管、伸缩花键及中间支承结构 9 2.1.3 万向节类型 12 2.2 传动轴的设计方案 . 16 第 3 章 万向传动轴的设计 . 16 3.1 微型客车的基本参数 . 16 3.2 传动轴计算及校核 . 17 3.2.1 万向传动的载荷计算 . 17 3.2.2 传动轴轴管设计校核 . 18 3.2.3 轴管强度计算 20 3.2.4 传动轴花键轴的计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3 十字轴总成的计算及校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3.1 十字轴计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3.2 十字轴万向节叉的计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3.3 十字轴滚针轴承的设计 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 结 论 .错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 27 致 谢 28 第第 1 章章 绪绪 论论 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 2 1.1 概述 传动系统主要部分是传动轴和驱动桥，传动轴是发动机前置后驱汽车的 一个特别重要组成部分。这次设计是根据实际情况，同时考虑到整车设计时 候的布局，想办法去设计能在工作环境下工作状态更好的传动系，希望让车 辆驾驶起来更加舒适平稳。传动轴工作的时候是把变速器转动产生的转矩传 给主减速器。传动轴是主要考虑轴临界速度的设计，通过调整轴之间的角度 大小来提高性能。 驱动桥通常会被安置到传动系的最末端，这是为了增加转矩，降低转速， 当路面施加给车身作用力的时候能轻松承受。其功用直接影响车辆性能，对 轻负载车来讲是非常重要的。驱动桥可以实现效率高的特点，特别是汽车使 用高功率发动机，这时输出扭矩很大，需求一个有效的驱动桥来使用，这时 可以采用单级减速驱动桥，它很高的传动效率已经是轻型汽车的一个未来发 展方向。对于微型客车来说，燃油经济性和汽车功率都是需要重点考虑的方 面，这时候就要选择设计合适的驱动桥。 万向节传动即便在改动两轴的相对应地方或在不同轴心的两个轴间都能 用来传递动力。比如，在一些重型车辆和越野车辆，由于总体安放要求离合 器和变速器之间有一定的间隔，这个时候要思考离合器和变速器之间的轴与 轴很难质心在同一条线上和装置车架时有一定概率发生变形，因而这些组件 之间，安装时候采用万向节传动。普通十字轴万向节或者挠性万向节处于这 样的情况会发挥好的作用，须工作角度普通情况下不大过53。 本次设计的汽车是前置后驱，这种类型的汽车开动时，悬挂会一直发生 变形，所以变速器和驱动桥两部件的高度间隔等也会时时变动，要想解决这 个问题，可以用可伸缩的万向传动轴来联接它们。 然后，当连接的长度比较短的时候，通常利用一对万向节和一根能自在 伸长缩小的传动轴;当离开轴间隔大于 1.5 米时，往往将传动轴分成两个或三 个，三个或四个通用，并且末尾一根传动轴能够伸长缩短，中间传动轴应予 以支持，万向节之间的两轴角度，普通卡车不该大于2015，44 越野车 可以最大到达30。 对于球笼式或叉球式等速万向节， 它们最大角度4232， 这时车轮也会达到自己的最大转角，在车辆左右车轮在行驶过程中改变时， 驱动桥不仅要转向而且要被驱动，这时就可以利用它们。万向节传动还可以 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 3 使用在驱动桥或者转向轴传动机构等。 万向节传动传递动力的时候需要保持稳定地状态，这样可以使联接的两 个轴能以同样的速度旋转，可以在两个轴夹角和位置变化时同样正常工作。 万向节角度变化时，附加负载、振动和或者噪声会产生，如果不加以控制就 会造成共振，因此要控制角度大小。在此之外，万向节传动具备传动好，使 用寿命很长，构造相对简单，比较容易制造，易于维修的特点。 通过这次对传动系的设计，使我熟练掌握了 CAD 的使用方法，学会了 怎么样去独自分析问题查找解决问题的办法。通过万向传动装置在各种各样 的车辆上的应用让我们发现汽车的性能明显提高了。因此，本次设计具有相 当好的意义。 1.2 传动系研究背景 如今社会的发展突飞猛进，人们的生活节奏很快，人旅行和运输范围越 来越宽广，因此人类对运输工具的投入和研发更加积极，汽车就是在这样的 浪潮中诞生，并且到现在都影响着我们的生活。自从 20 世纪以来，全球范围 内汽车越来越多，石油就是汽车的粮食，人不可一日不食，汽车离开汽油就 是废铁，但现在因为种种原因能源供应变得紧张。 因此，怎么在这种资源紧缺的情况下，设计出来原料利用率更高，用更 少的油跑更远的路，怎么生产更多这样的汽车属于车辆行业需要特别解决的 难题。汽车传动系把发动机燃烧汽油产生的动能传递给车轮来让车辆开动， 它在变速器和车轮间，汽车最重要动力传输。许多汽车的麻烦有很多与传输 系统相关的故障。如果传动轴损坏，汽车就无法被启动，也无法开车上路了。 因为经济的迅速发展，我们的生活层次快速提高，确保交通方便、快捷、 舒适的汽车传输的可靠性变得越来越重要。汽车传动系靠谱，汽车的动力性 能就会被发挥百分之百。传动系统用来传送驱动车辆行驶的驱动力，它的性 能好坏直接影响到传输系统是否稳定和可靠。 1.3 研究传动系的目的和意义 中国汽车工业发展特别快，车型各种各样而且都很有特色已经成为发展 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 4 潮流。现在的情况是我国汽车业发展迅猛，传动轴每年的需求量大幅度增加。 调查可发现汽车传动轴潜在的需求超大，车辆产业可以扩展的空间充足，车 辆企业规模也在逐渐扩大。由此看出，中国的传车辆动轴发展的前景相当光 明。 万向节传动需要和它连接的两个轴的夹角和相对之间的位置在范围内持 续变化并且能十分稳定地传递动力，确保联接的两轴用一样速度旋转。除此 之外，万向节传动传动效果好，一根传动轴可以用很久，而且就是一根阶梯 形圆柱，制作比较方便，修起来方便。这次设计是参考现在车企所开发生产 的车辆的万向传动装置来当做设计原型，设计符合常理的万向传动装置，侧 重在于要算出设计的万向节的构造参数和各种校核计算。在此之后，描画总 成装配图和其中构造部件的零件图。 万向传动轴对于车辆很重要，也属于国产的汽车业在设计车辆时难度较 大的部件，因为我国缺少高技术的设备，所以制造很难。传动轴是传送装置， 它传递前后动力，是车辆想要正常行驶缺少不行的。如今，国内只有很少数 的合资企业生产能力达到要求，大多数国内的企业还都是在仿造外国的汽车 成品，少见有中国特色的设计。由此可见，设计出可靠、造价很低的传动轴 对于降低车辆的生产所需成本、加快汽车经济的发展有不可替代的意义。 万向传动装置应用的方面很多，但是殊途同归，构造还是大差不差的， 就是两个轴线交错互相联接的不歇转动的转轴间传递动力。汽车结构上有很 多传动机构，比如齿轮传动、带传动、链传动机构，和它们比拟，万向节传 动机构上述机构都不能替代的长处。如果需要将一根轴上的扭矩和传动传递 给距离很远另一根轴时在轴角度变化不断并且夹角较大的情况下，没有别的 选择只能选择万向节机构。其价值在航空航天或者机床，特别在汽车范围特 别重要。汽车工业发展至今，万向传动轴的设计理论思想一直更新。现在， 商务车装的都是十字轴万向节传动轴。 传动轴包含的一个重要零件是滑动花键副，它有内、外花键，当长度变 化时可以及时的传动。传动轴万向节摆动时候的角度要看车辆安置的传动轴 的校核结果，同理是取值滑动花键副的伸缩长度的最大值。普遍来讲还包含 传动轴管，内心中空的轴管就算不重也可以传递很大的扭矩，并且和与它外 径一样长的实心轴比拟拥有高的临界转速。 发动机前置或者四驱的车常用十字轴刚性万向节传动轴。这种传动轴的 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 5 长处是确保在轴与轴角度时时变动时能够传递动力保持一样，传动效率相当 高；不好之处是在传递的时候，主动轴和从动轴速度不一样。这个缺点会让 开车时经常出现噪声而且传动轴坏的特别快，经常出现毛病，这时因为速度 不同时传动轴就会和联接部件扭转从而产生振动。 两个万向节同时传动，这时就算第一万向节速度不同也会被第二个给抵 消了，这样两个速度会保持一致传动，来让两个轴以固定速度运行。想要达 成这个想法，就要想办法完成两个条件：一是第一万向节轴和轴夹角和第二 万向节两轴角度一样；二是第一万向节的从动叉平面和第二从动叉是同一个 平面。这样就算变速器和主减速位置时时变动时我们也不需要担心，消除了 发动机定位误差和前后桥悬架振动的影响。要确保轴之间夹角变化在合力范 围内，改良传动系性能，要尽量调整零部件使它们对传动轴的影响降至最小。 除上述所说以外，万向传动装置的应用很多，发动机处于前置或者使用 全轮驱动的车辆行驶时，因为悬架在驾驶过程中由于路况的凹凸所以造成颠 簸会一直发生变形，变速器的输出轴和驱动桥的输入轴零件中间的轴线相互 的位置一直变化，所以我们用会自由伸缩的十字轴万向传动轴；有一部分汽 车会因为总布置的需要要把离合器与变速器、变速器与分动器几个部分安置 一段长度，我们采用十字轴万向传动轴或者挠性万向传动轴，就算两轴间的 质心不在一条线上，就算车架变形也可以抵消；对转向驱动桥而言，我们用 等速万向传动轴，这样驾驶汽车的时候车轮跟着变动也无所谓。 1.4 传动轴结构特点 万向传动轴由万向节，传动轴和中间支撑组成。在两个轴改变传输扭矩 和旋转运动的相对位置的操作期间主要使用。变速器和驱动桥两个零件的距 离位置就让伸缩套自己调节。万向节要驱动输出轴和驱动桥的输入轴，就算 两轴间角度时时变动，也要以一样的速度驱动两个轴。万向节包括十字轴万 向节、十字轴承、凸缘叉和轴向定位和橡胶密封件和其它部件。 传动轴属于旋转体，速度特别快而且不用支撑，就可以实现两个轴之间 的传递扭矩和旋转。车辆取决于驱动类型选择不同的传动轴。在大部分情况 下，42 驱动车只有主驱动轴。64 车辆有中间传动轴，主轴和中后桥传动 轴。 66 驱动车不止有 42 驱动方式的车辆一切的， 还有前桥驱动传动轴。 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 6 轴距较长的车辆中间一般情况下都配有传动轴在中间起支撑作用。它是由支 撑框架，轴承和橡胶轴承组件支撑。 轴是一个轴管，伸缩和通用平衡这是至关重要的。传动轴装车前会做动 平衡试验，根据结果在平衡机上进行微调。因此，出厂的传动轴是互相配合 的。在使用中，需要注意这些。它根本构造如图 1.1 所示 图 1.1 万向传动装置工作原理 图 1.2 万向传动装置 基本要求： 1.当相对位置，确保该两个轴在一定的变化范围内连接之间的角度，平 稳传递动力。 2.确保驱动尽可能同时，以一样速度来衔接两个轴尽可能。 3.万向节夹角的缘故，多余的负载、振动、噪音会被造成，但要在能接 受范围，在运用的速度范围不该有共振现象。 4 特点是效率特别高，寿命比较长，构造简单，制造相对容易，维修比 较方便 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 7 万向传动装置应用非常广泛，前置发动机后轮或全轮驱动车辆运行时， 因为该悬架形状不断地变化，变速器的输出轴和来自驱动桥的输入轴两个零 件间的轴线相互不断变化，因此，常用的可扩展性十字轴万向轴;不同情况运 用十字轴万向传动轴或挠性万向传动轴轴或等速万向传动轴。如图 1.3 所示 图 1.3 万向节的应用 。 1.5 研究主要内容 对现有生产企业的生产通用车型为原型设计的基础上，在一个给定输出 扭矩，速度的变速器，并结合最终驱动器的安装地方和其他条件，自主设计 的万向传动装置满足要求，重视设计和构造参数计算及进行了校核验算。对 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 8 汽车万向轴的技术问题和制造工艺方法和导致寿命长短的因素以及失效模式 研究，并分析了深入系统的运动特征。在设计过程中，想办法不让产生震动， 小心传动轴的断裂以及十字轴的折断，以及滚针轴承很快破损等难题。采用 传统的设计方法来实现驱动轴检验计算，滑动花键轴的设计计算。 第 2 章 传动轴的结构分析与选择 2.1 汽车传动轴结构方案 2.1.1 万向节与传动轴的结构 包含万向节、伸缩花键和轴管的车辆万向节传动装置叫车辆的万向传动 轴，简称传动轴。轴距较长的车辆的传动轴分成几段，中间需要支撑。如图 2.1 图 2.1 传动轴结构图 (a)分段传动轴；(b)具有一根轴管的传动轴 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 9 1万向节；2传动轴管；3平衡片；4伸缩轴管； 5防尘罩；6十字轴；7中间支承 2.1.2 传动轴管、伸缩花键及中间支承结构 传动轴管是用壁厚平均厚度在 1.53.0mm 之间、 直径较大、 扭动强度高、 弯曲刚度较大、运转往常旋转特别快的低碳钢板被卷起来做成的电焊钢管制 成。如图 2.1 所示。 伸缩花键齿形有矩形或渐开线，汽车行驶时就算传动轴两次万向节长度 变化也可以补偿。当花键遭到转矩而发生伸缩时，因此产生的轴向摩擦力为 a F 。 R T fF j a = (2.1) 式中： j T 传动轴所传递转矩； R花键齿侧工作表面中径； f 摩擦系数。 花键侧面工作表面面积较小，轴向摩擦力增加会使花键磨损加剧，会造 成振动和不平衡。应想办法加大齿面的坚硬程度和光滑，使用磷化处理或者 喷尼龙、擦点润滑可以有效减少摩擦和磨损。花键齿滑动摩擦最好用滚珠或 滚柱的滚动摩擦来取代。如图 2.2 所示。 。 图 2.2 带有滚柱的传动轴 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 10 1滚柱；2传动轴管滚柱内滚道；3轴管滚柱外滚道 花键必须使用好的润滑剂和采用防尘措施，间隙变小，避免驱动轴的振 动。内部，外部花键应对齐，减少对花键齿与齿的磨损之间的摩擦和表面上 的压力，最大直径 j d 与其键齿长 j l 之比应小于等于 0.5。花键和键槽被标志时 要对应于装配，从而不破坏平衡的轴组件。补偿动均衡的不均衡度用平衡片 保障，所用的它们被点焊在轴管外表面。收缩花键不能靠近后驱动桥当装车 的时候，想要降低其轴向摩擦和磨损可以尽量往变速器或中间支撑旁边放。 轴距较长轿车通过把传动轴的中间支撑分成几段来提升传动轴的临界转 速，不造成共振的现象，消除掉噪音。它被安装在横梁或者底架上，并适于 传动轴移位与行驶中发动机窜动底盘变形发挥弹性悬挂，而其轴承应所受影 响较小。橡胶能够减弱振动，降低因此产生的噪音，它只能承担径向力而不 是轴向力。该设计应该是支承刚度，以避免在驱动轴共同速度共振一个合理 的选择。适应在纵向平面的变化在中间轴的轴位置的摆动臂型中间支承所示 中间支撑如图 2.4。大部分 66 越野车中间支承被装到驱动桥壳上，轴承座 须要牢牢地固定到桥壳为两个圆锥滚子轴承。如图 2.5 所示。 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 11 图 2.3 传动轴的中间支承 (a)传动轴和中间支承；(b)-(e)中间支承 1 一挠性万向节；2、4 一前、后传动轴；3 一弹性中间支承；5 一平衡片；6 一橡胶套；7 一横梁 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 12 图 2.4 摆臂式中间支承 圈 2.5 越野汽车中间支承 2.1.3 万向节类型 汽车万向节刚性、挠性、等速和非等速类型都有。排除车辆转向驱动桥 和带有摆动半轴的分段式半轴的驱动桥一般情况下采用等键万向节，很大部 分驱动桥轴是由两个十字轴万向节构成的。 1、普通十字轴万向节 图中 2.6，普通十字轴万向节有一对万向节叉，使它们链接在一起的十 字轴，含有滚针轴承及密封圈。普通十字轴万向节构造一眼就可以看懂，传 动能力高。十字轴万向节如果十字轴轴颈和滚针轴承磨坏了，表面有凹痕、 剥落现象，就没办法用了。磨损或压痕超越 0.25mm，十字轴万向节就不实用。 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 13 如图 2.7，为了增加其使用寿命，各种模块化有效润滑密封件，对十字轴轴 颈和滚针轴承润滑和保护效果很好。 乘用车和轻型客车卡车经常密封脂润滑为了车辆减少润滑点，此时应使 用密封较好的双刃刀片口橡胶密封件。当需要定期润滑应该在图中 2.7 所示 可以利用密封的相反顺序润滑时来陈油和磨损物排出。滚针直径应在 0.003mm 控制之间，否则会增加针凹凸之间的负载分布。滚针轴承间隙过大 会使滚针数量减少和滚针歪斜的原因，间隙太小，因为太热可能会卡住，适 当的间隙为 0.0090.095mm。需要 0.08 至 0.30mm 为宜。重型车辆有时使用 粗的针，并分成两个部分，以改善他们的寿命，而且更换滚针结构。为避免 十字轴的轴向运动，并防止十字轴端面与滚针轴承摩擦起热，添加个滚针轴 承。 图 2.6 普通十字轴万向节 1 一轴承盖；2、6 一万向节叉；3 一油嘴；4 一十字轴； 5 一安全阀；7 一油封；8 一滚针；9-轴承碗 图 2.7 十字轴润滑与密封 1 一防尘罩；2 一油封座圈；3 一止推环；4 一滚针；间隙；a 一 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 14 油封压配锥面 一个单向十字轴不是等速万向节。在驱动轴与从动轴合理角度内，其特 点是不能相同速度通过并且有转角的角度差，主动轴和从动轴的角速度有差 异是符合规律的。使用一对十字轴万向节和一对万向节叉与驱动轴链接被安 置在相同平面上，夹角相同，将使输出轴和并在同一平面上的输入轴等角速 度旋转。 十字轴万向节两个轴间的角度小点好。滚针轴承使用时间会下降到原本 的 1/4 随着由 4升高到 16 。 2、挠性万向节 橡胶盘等橡胶的弹性元件，以不超过两个轴的角度5之间传递扭矩。其构造 简单，无需润滑能够降低传动系扭振，动态载荷和嘈杂声音。有些构造也容 许一定的轴向变形。当这个量的轴向变形能达到要求，省去了可伸缩花键， 用作轻型车的第一位万向节和重型车的离合器与变速器两者之间。考虑到使 用这些地方直接挂档时，为了确保传动轴总成平衡精度往往要挠性万向节在 高速时工作，必需使两方的万向节两侧轴线对齐。图 2.8 中展示出了挠性万 向节和橡胶弹性元件经典结构。图(a)和图(b)中，分别对应的是环形和六角形 万向节；图（d）图(e)中，是组合型和盘形橡胶元件；图(c)中展示的是套筒 结构的挠性万向节。 橡胶金属套筒结构拥有的物理以及机械特点为：抗拉伸强度大等于 1 5MPa；相对拉伸率大于等于 350；肖氏硬度 6575；最大的挤压应力范 围为 7.58MPa；剪切弹性模量G=0.85MPa；工作状态的温度大小在 -4580之间。 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 15 (a) 环形挠性万向节；(b)六角形挠性万向节；(c)橡胶金属套筒构造的挠性 万向节；(d) 组合型橡胶元件；(e)盘形橡胶元件 图 2.8 橡胶元件和挠性万向节 3、等速万向节 两轴之间的角度时时变动，从动轴和主动轴角速度始终如一的万向节， 我们称之为等速万向节。 等速万向节“恒定角速度”，一对同样尺寸的圆锥形的齿轮作为一个例 子来说明。轴线夹角为 ，位于轴角平分线之间的两个齿轮的齿面接触点 O。 从 O 点到两个轴线的垂直距离是相等， 那么等于 0 r 在两个齿轮的 O 点的圆周 速度是相等的，这时候两个齿轮的角速度就一样了。大多数等速万向节工作 特征还在于：两个轴被万向节联接的角速度保持不变，该万向节上面的传递 力的点始终处于两个轴的角被平均分的平面上。 转向驱动桥或者断开驱动桥， 我们安装等速万向节和相似的等速万向节。常见的结构类型是球笼式、球叉、 复式等。 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 16 2.2 传动轴的设计方案 这次设计采用的车型为前置后驱，综合上面的分析采纳十字轴万向节； 因为轴距需要大于 1500mm，所以要含有中间支撑。故经过考虑设计带中间 支撑的两轴三万向节传动方案。方案如图 2.9 所示 图 2.9 万向传动装置总体简图 1- 离合器；2- 变速器；3- 万向节；4- 差速器；5- 驱动桥；6- 传动轴管；7- 中间支撑 第 3 章 万向传动轴的设计 3.1 微型客车的基本参数 本次设计采用柴油发动机，最高车速可达到 140KM/h，最小转弯半径须小于 4.5 米，乘员人数在 6 到 8 之间，档位数选择 4+1 挡。 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 17 3.2 传动轴计算及校核 3.2.1 万向传动的载荷计算 万向节传动轴计算载荷的方式根据放置的位置不一样是不相同的。如上文 所述本次设计采用的驱动形式前置后驱，变速器与驱动桥之间搁置传动轴， 所以参考课本传动轴计算载荷措施如下： 依照发动机的最大扭矩和一档传动比来确定计算载荷： n kiTk T ed se 1max = （3.1） 上式中， se T传动轴的计算载荷（mN）； maxe T为发动机的最大转矩（mN）； n为计算的驱动桥数； 1 i为变速器一档传动比， 1 i=3.504； 为发动机和传动轴传动效率，=98%； k为液力变矩器变矩系数，k=1； d k 为动载系数，取 d k =2； f i为分动器传动比， f i=1； 所以计算可得： 128.357 1 98 . 0 1504 . 3 1522 1max = = n kiTk T ed se mN 万向传动轴在计算静强度的时候，验算载荷 s T的时候取 se T，安全 系数通常情况下取 2.5- 3.0。 车辆与交通工程学院毕业设计说明书 18 3.2.2 传动轴轴管设计校核 万向传动轴和万向节相连接的结构息息相关。万向传动轴主要结构由中 间部分和端部组成。中间部分二能够分成实心轴或空心的轴管两个局部。本 次设计选择采用空心轴管，因为空心的轴管质量比较小然而却能传递比较大 的转矩，达到临界的转速超过实心轴，叫车辆传动系的万向传动轴。 传动轴管原料是含碳量很低的钢板卷制做成的电焊钢管，轴管内外径是 参考有关标准 YB242- 63 图表中转矩、最高的转速和长度来选定，并且校核 此时的临界转速和扭转强度。 本设计中选取 c D =75mm，钢管壁厚取 3mm。所以 c d =69mm。 传动轴的临界转速牵扯到它的长度和断面尺寸。因为在轴管外面钢材质 量分布不一致的时候当处于旋转下因为本身的质量会产生离心力，此时引起 静挠度，轴管会受到弯曲应力，当达到一定的转速下轴管会