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HGC1050万向传动轴结构设计【6张图/19900字】【优秀机械毕业设计论文】

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HGC1050万向传动轴结构设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

ProE

chuandong2zhou.prt.1

chuandongzhou1.prt.3

chuandongzhouguan2.prt.2

shizizhou.prt.2

tuyuancha.prt.1

zhongchengdangquan.prt.1

zhouchengcha2.prt.1

zhouchengtao.prt.1

zhouchengtaokahuan.prt.1

A0-装配图.dwg

A2-万向节叉.dwg

A2-中间支撑.dwg

A2-凸缘叉.dwg

A2-十字轴.dwg

A2-轴承叉.dwg

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关键词：: hgc1050 万向传动轴结构设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。51页。19900字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。
ProE一份。

图纸共6张，如下所示
A0-装配图.dwg
A2-万向节叉.dwg
A2-中间支撑.dwg
A2-凸缘叉.dwg
A2-十字轴.dwg
A2-轴承叉.dwg

摘要
万向传动装置是汽车传动系统中的重要组成部分，万向传动装置位于变速箱和驱动桥之间，一般由万向节、传动轴和中间支承组成。万向节能实现变角度动力传递；传动轴把变速器的转矩传递到驱动桥上；中间支承能补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差和车辆行驶过程中由于发动机窜动或车架等变形所引起的位移。万向传动装置的功用是在汽车行驶过程中，在轴间夹角及相互位置经常发生变化的两个转轴之间传递动力。
本文主要是对汽车的十字轴式万向传动装置进行设计。根据车辆使用条件和车辆参数，按照传动系统的设计步骤和要求，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：十字轴、万向节、传动轴、中间支承的参数确定，并进行了总成设计主要为：十字轴的设计，万向节的设计、传动轴的设计以及中间支承的设计等。并通过Pro/E建模和有限元ANSYS软件对设计万向传动装置进行结构分析，根据分析结果对万向传动装置进行改进设计得出合理的设计方案。

关键词：万向传动装置；十字轴；万向节；传动轴；有限元分析

ABSTRACT
The automobile universal transmission device is in the automobile transmission system important constituent,is located between the gear box and the driving axle . Generally by the universal joint, the drive shaft and the middle supporting is composed. The universal joint energy conservation realization changes the angle power transmission;Transmit the torque of the gear box to the transaxle with drive shaft;The middle supporting can compensate the drive shaft axial and the angle direction in the wiring error and the vehicles travel process because the engine flees moves the displacement which or distortions and so on frame causes. The rotary transmission device function is in the automobile travel process, the included angle and the mutual position changes between the revolution axis in the axis between to transmit the power frequently.
This article mainly is carries on the design to the automobile cross shaft type rotary transmission device. According to vehicles exploitation conditions and vehicles parameter, according to transmission system design procedure and request, Mainly has carried on following work: Mainly has carried on following work choice correlation design variable mainly is: Cross axle, universal joint, drive shaft, middle supporting parameter determination, and has carried on the unit design mainly is: Cross axle design, universal joint design, drive shaft design as well as middle supporting design and so on. And to designs the rotary transmission device through the finite element Pro/E and ANSYS software to carry on the structure analysis, Carries on the improvement design according to the analysis result to the rotary transmission device to obtain the reasonable design proposal.

Keywords: Universal Transmission Device; Cross Axle; Universal Joint; Transmission shaft; Finite Element Analysis

目录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1 概述 1
1.2汽车传动轴的国内外研究现状 2
1.3研究汽车万向传动轴的目的和意义 3
1.3.1研究汽车万向传动轴的目的 3
1.3.2研究汽车传动轴的意义 3
1.4 万向传动轴的结构特点及基本要求 4
1.5本课题研究的主要内容 5
第2章汽车传动轴的结构方案分析与选择 7
2.1汽车传动轴的结构方案概述 7
2.1.1万向节与传动轴的结构型式 7
2.1.2传动轴管、伸缩花键及中间支承结构型式 7
2.1.3万向节类型 10
2.2传动轴设计方案 12
2.3本章小结 13
第3章万向传动轴的设计 14
3.1HGC1050汽车的主要技术参数 14
3.2传动轴总成设计计算及校核 15
3.2.1传动轴计算载荷的确定 15
3.2.2传动轴轴管的选择及校核 16
3.2.3中间支承的结构设计 21
3.3十字轴总成的设计计算及校核 24
3.3.1万向节的受力分析 24
3.3.2十字轴万向节的设计及校核 26
3.3.3十字轴滚针轴承的校核 27
3.3.4万向节叉的设计及校核 28
第4章传动轴总成建模与装配 30
4.1 Pro/ENGINEER软件简介 30
4.2利用Pro／ENGINEER软件进行三维实体建模 31
4.2.1十字轴的创建 31
4.2.2凸缘叉的创建 31
4.2.3轴承差的创建 32
4.2.4传动轴管的创建 32
4.2.5带花键的传动轴管的创建 33
第5章万向传动装置的有限元静力学分析 34
5.1 ANSYS软件简介 34
5.2Pro/E与ANSYS接口的创建 34
5.3利用ANSYS对望向传动装置进行有限元受力分析 36
5.3.1十字轴有限元受力分析 36
5.3.2凸缘叉有限元受力分析 40
5.3.3传动轴有限元受力分析 41
5.4本章小结 42
结论 43
参考文献 44
致谢 45
附录A 外文文献 46
附录B 外文文献翻译 49

题目名称 HGC1050万向传动轴结构设计
一、设计（论文）目的、意义
随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为发展趋势。而传动轴及万向节的设计装配不良将产生振动和噪声，因此该总成设计是汽车设计中重要的环节之一。本题是依据现有生产企业在生产车型的万向传动装置作为设计原型，在给定变速器输出转矩、转速及发动机和主减速器安装位置等条件下，学生独立设计出符合要求的万向传动装置，着重设计计算万向节的结构参数及对其进行了校核计算。在对各种结构件进行了分析计算后，绘制出该总成装配图及主要零件的零件图。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
依据现有生产企业在生产车型的万向传动装置作为设计原型，在给定变速器输出转矩、转速及发动机和主减速器安装位置等条件下，独立设计出符合要求的万向传动装置，着重设计计算万向节的结构参数及对其进行了校核计算。对汽车万向传动轴的运动特性，技术难题，制造工艺，使用寿命影响因素，失效形式，进行深入系统的分析。在设计过程中避免振动，传动动轴断裂，十字轴折断，及滚针轴承过早损坏等问题。运用传统设计方法完成对传动轴的计算校核，传动轴滑动花键的设计计算。万向节叉及十字轴的计算校核。利用相关书籍资料完成对十字轴滚针轴承的设计及校核，传动轴滑动花键和万向节的润滑方案的选择与设计。
三、设计（论文）完成后应提交的成果
（一）计算说明部分
1、十字轴万向节的计算及校核；
2、传动轴的计算及校核；
3、重要零部件的校核；
4、设计计算说明书
（二）图纸部分
1、整体装配图A0一张；
2、传动轴主要零件图合计A0一张；

HGC1050万向传动轴结构设计【ProE】[汽车]

内容简介：: 毕业设计（论文）任务书学生姓名刘晓东系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程导教师姓名苏清源职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称向传动轴结构设计一、设计（论文）目的、意义随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为发展趋势。而传动轴及万向节的设计装配不良将产生振动和噪声，因此该总成设计是汽车设计中重要的环节之一。本题是依据现有生产企业在生产车型的万向传动装置作为设计原型，在给定变速器输出转矩、转速及发动机和主减速器安装位置等条件下，学生独立设计出符合要求的万向传动装置，着重设计计算万向节的结构参数及对其进行了校核计算。在对各种结构件进行了分析计算后，绘制出该总成装配图及主要零件的零件图。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）依据现有生产企业在生产车型的万向传动装置作为设计原型，在给定变速器输出转矩、转速及发动机和主减速器安装位置等条件下，独立设计出符合要求的万向传动装置，着重设计计算万向节的结构参数及对其进行了校核计算。对汽车万向传动轴的运动特性，技术难题，制造工艺，使用寿命影响因素，失效形式，进行深入系统的分析。在设计过程中避免振动，传动动轴断裂，十字轴折断，及滚针轴承过早损坏等问题。运用传统设计方法完成对传动轴的计算校核，传动轴滑动花键的设计计算。万向节叉及十字轴的计算校核。利用相关书籍资料完成对十字轴滚针轴承的设计及校核，传动轴滑动花键和万向节的润滑方案的选择与设计。三、设计（论文）完成后应提交的成果（一）计算说明部分 1、十字轴万向节的计算及校核； 2、传动轴的计算及校核； 3、重要零部件的校核； 4、设计计算说明书（二）图纸部分 1、整体装配图张； 2、传动轴主要零件图合计张；四、设计（论文）进度安排 1、第 1 周调研、开题报告、文献综述 2、第 23 周传动轴的设计计算 3、第 47 周万向节的设计计算 4、第 89 周完成装配图 5、第 1011 周完成零件图 6、第 12 周完成设计说明书，并且进行有限元分析 7、第 13 周审查修改图纸、计算及设计说明书 8、第 14 周毕业设计预答辩准备及答辩 9、第 1516 周毕业设计修改 10、第 17 周毕业设计答辩五、主要参考资料 01 卢曦 ,周萍 ,孙跃东 J2007,6 . 02 吴修义 J03 李科 ,何志兵 ,沈海 J04 任少云 ,朱正礼 ,张建武 J ,05 何西冷 J06 李仕清 ,张波 J07 康健 J自然科学版 ). 2008 年 ,第 39 卷 . 08 刘惟信 M北京：清华大学出版社 09 华同曙 J自然科学版 ). 10 肖生发一种新型等速万向节的设计 J11 李丽 ,顾力强 J12 徐灏 M 北京 :机械工业出版社会 ,13 陈家瑞 M 北京机械工业出版社 ,14 曹智军 J仪表学报 . 15王望予 M机械工业出版社， 2006. 六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 附录 A 外文文献 A he in in to If in be is on of by be as as as to in of of is to of in to is in of a on of a of In of a or to in or is in to or be a to of in B, to be C, to a to is or in to It is In to is of of is In of a of is it a of or of is in is to of is in AM 龙江工程学院本科生毕业设计 2 or or or Tu a is of or or Tu a a of a a of a a In a or of of A or is or or is an of is to of is is to of of of or is on of is .5 m. is by a no .5 m or or a of by a a a a By to to in In is to to in in is a of In of in is in be is a of as a in by a in or 龙江工程学院本科生毕业设计 3 to a in to it is In to . of a it is to it of it of in a is at a of to a of of is a at is to of In to by to of to so In of is a is In is it in of is on of in 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 附录 B 外文文献翻译传动轴简介传动轴，在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。传动轴按其重要部件万向节的不同，可有不同的分类。如果按万向节在扭转的方向是否有明显的弹性可分为刚性万向节传动轴和挠性万向节传动轴。前者是靠零件的铰链式联接传递动力的，后者则靠弹性零件传递动力，并具有缓冲减振作用。刚性万向节又可分为不等速万向节（如十字轴式万向节）、准等速万向节（如双联式万向节、三销轴式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节、球叉式万向节）。等速与不等速，是指从动轴在随着主动轴转动时，两者的转动角速率是否相等而言的，当然，主动轴和从动轴的平均转速是相等的。主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的万向节，称为等速万向节或等角速万向节。它们主要用于转向驱动桥、断开式驱动桥等的车轮传动装置中，主要用于轿车中的动力传递。当轿车为后轮驱动时，常采用十字轴式万向节传动轴，对部分高档轿车，也有采用等速球头的；当轿车为前轮驱动时，则常采用等速万向节等速万向节也是一种传动轴，只是称谓不同而已。在发动机前置后轮驱动（或全轮驱动）的汽车上，由于汽车在运动过程中悬架变形，驱动轴主减速器输入轴与变速器（或分动箱）输出轴间经常有相对运动，此外，为有效避开某些机构或装置（无法实现直线传递），必须有一种装置来实现动力的正常传递，于是就出现了万向节传动。万向节传动必须具备以下特点： a 、保证所连接两轴的相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力； b 、保证所连接两轴能均匀运转。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； c 、传动效率要高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易。对汽车而言，由于一个十字轴万向节的输出轴相对于输入轴（有一定的夹角）是不等速旋转的，为此必须采用双万向节（或多万向节）传动，并把同传动轴相连的两个万向节叉布置在同一平面，且使两万向节的夹角相等。这一点是十分重要的。在设计时应尽量减小万向节的夹角。传动轴总成不平衡是传动系弯曲振动的主要原因。其引起的振动噪声是明显的。此外，万向节十字轴的轴向窜动、传动轴滑动花键中的间隙、传动轴总成两端连接处的定心精度、高速回转时传动轴的弹性变形及传动轴上点焊平衡片时的热影响因素等都能改变传动轴总成的不平衡度。降低传动轴的不平衡度，对于汽车，尤其是高速汽车如（轿车）是极其重要的，否则会引起很多相关故障或异常损坏。十字轴式刚性万向节传动轴在汽车传动系中用得最广泛，历史也最悠久。平时所说的传动轴一般指的就是十字轴式刚性万向节传动轴。十字轴式刚性万向节主要用于黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 传递角度的变化，一般由突缘叉、十字轴带滚针轴承总成、万向节叉或滑动叉、中间连接叉或花键轴叉、滚针轴承的轴向固定件等组成。突缘叉一般与变速箱、驱动桥或别的传动轴等连接。突缘叉是一个带法兰的叉形零件，一般采用中碳钢或中碳合金钢的锻造件，也有采用球墨铸铁的砂型铸造件和中碳钢或中碳优质合金钢的精密铸造件。突缘叉一般带一个平法兰，也有带一个端面梯形齿法兰的。十字轴带滚针轴承总成一般包括四个滚针轴承、一个十字轴、一个滑脂嘴。滚针轴承一般由若干个滚针、一个轴承碗、一个多刃口橡胶油封（部分带骨架）组成。在某些滚针轴承中，还有一个带油槽的圆形垫片，有尼龙的，也有采用铜片或其他材料的，主要用于减小万向节轴向间隙，提高传动轴动平衡品质。万向节叉是一个叉形零件，一般采用中碳钢或中碳合金钢的锻造件，也有采用中碳钢的精密铸造件。滚针轴承的轴向固定件一般是孔（或轴）用弹性挡圈（内外卡式），或轴承压板、锁片、螺栓等。传动轴的另外一个重要的组成部分是滑动花键副，由内、外花键（矩形、渐开线）组成，用于传递长度的变化。传动轴的万向节摆角和滑动花键副的最大伸缩量，是根据整车布置时进行的传动轴跳动校核而确定的。传动轴管一般由低碳钢板卷制的电焊钢管制成，对大规格的轴管，也有采用冷拔无缝管的。轴管的外径和壁厚（或内径）是根据传动轴所传递的最大工作扭矩、最高工作转速等条件确定的。空心的轴管具有较小的质量并能传递较大的扭矩，并且比相同外径的实心轴具有更高的临界转速的特点。一般情况下，两万向节中心距不大于距离较近时，一般由两个万向节和一个滑动花键副组成，中间无轴管。当距离较远而使传动轴的长度超过常分成两根或三根，采用三个或四个万向节，且最后一根带滑动花键副，其余的带中间支承的结构型式。典型的中间支承一般由一个圆柱球轴承、一个轴承座、两个油封、一个橡胶垫、一个滑脂嘴组成。中间传动轴由中间支承支架连接到车架横梁上，要求中间传动轴轴心线与中间支承平面垂直。一般要求传动轴中间支承布置在传动轴系统的一阶临界转速节点上。在使用过程中，一般需要按时保养。在万向节、滑动花键副、中间支承等有滑脂嘴的地方，要按有关规定进行定期加注规定的润滑脂。也有采用免维护的传动轴，在万向节和中间支承的轴承内有预留的润滑脂，不需要定期加注润滑脂。万向节是汽车传动轴上的关键部件。在前置发动机后轮驱动的车辆上，万向节传动轴安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间；而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴，万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。汽车是一个运动的物体。在后驱动汽车上，发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上，而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接，两者之间有一个距离，需要进黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 行连接。汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装位置差异，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，因此要用一个 “以变应变 ”的装置来解决这一个问题，因此就有了万向节。另外在越野车变速器与分动器之间，前驱动的可转向驱动桥与半轴之间，都需要这个万向节做 “关节 ”。万向节的结构和作用有点象人体四肢上的关节，它允许被连接的零件之间的夹角变化。但它与肢体关节的活动形式又有所不同，它仅允许夹角在一定范围内变化。万向节有十字轴式刚性万向节，准等速万向节（双联轴式和三销轴式），等速万向节（球叉式和球笼式），扰性万向节。目前后驱动汽车上应用最广的一种是十字轴万向节。单个的万向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动，加剧机件的损坏，产生很大的噪音。因此，后驱动汽车的万向节传动形式都采用双万向节，就是传动轴两端各有一个万向节，其作用是使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等。为了满足动力传递、转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化，前驱动汽车的驱动桥，半轴与轮轴之间也常用万向节相连。由于受轴向尺寸的限制，要求偏角又比较大，普通万向节难以胜任，所以广泛采用各式各样的等速万向节。在一般前驱动汽车上，每个半轴用两个等速万向节，靠近变速驱动桥的万向节是半轴内侧万向节，靠近车轴的是半轴外侧万向节。在各种等速万向节中，常见是球笼式万向节，它用六个钢球传力，主动轴与从动轴在任何交角的情况下，钢球都位于两园的交点上，即位于两轴交角的平分面上，从而保证主、从动轴等角速度传动。毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目 : 向传动轴结构设计院系名称 : 汽车与交通工程学院专业班级 : 车辆工程学生姓名 : 刘晓东导师姓名 : 苏清源开题时间 : 2011 年 2 月 28 日指导委员会审查意见：签字：年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名刘晓东系部汽车与交通工程专业、班级车辆工程导教师姓名苏清源职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称向传动轴结构设计一、课题研究现状、选题目的和意义 1、研究现状随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为发展趋势。万向传动轴是车辆底盘传动的主要总成之一，在工作中承受着巨大的扭矩和动负荷。经常骑使用后，级数状况会发生变化，从而将直接影响发动机动力的传递，降低传动效率，增加燃料消耗，加速轮胎磨损，同时还会影响变速器和驱动桥的正常工作。而传动轴及万向节的设计装配不良将产生振动和噪声，因此该总成设计是汽车设计中重要的环节之一。万向传动轴是汽车的关键部件之一，也是汽车国产化技术难度较大的部件之一，没有高技术的设备是很难达到要求的。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。目前，国内只有少数合资企业能够具备这样的生产能力，多数国内企业是在根据国外的样件进行开发生产，基本上没有自主的设计开发能力。综上所述，设计出工作可靠、造价低廉的传动轴，能降低整车生产成本，推动汽车经济的发展。汽车传动轴能在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力，连接或装配各项配件而可移动或转动的圆形物体配件，一般均使用轻而抗扭性佳的合金钢管制成。汽车传动轴的作用就是使在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。万向传动装置在汽车上有很多应用，结构也稍有不同，但其功用都是一样的，即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。与其它的齿轮传动、带传动、链传动机构相比，万向节传动机构有着独特的、其它机构不能代替的优点，当需要将一根轴上的扭矩或传动以较大的轴间夹角传到相距较远、且角度可能变化的另一根轴时，往往只能选择万向节传动机构来实现。其作用在航空航天、机床、机械、尤其是汽车领域非常重要。随着汽车工业 100 多年的发展历史，万向传动轴的设计形式也得到了很快的发展。目前，十字轴式万向节传动轴在商用车中用得最广泛。另外一个重要的组成部分是滑动花键副，由内、外花键组成，用于传递长度的变化。传动轴的万向节摆角和滑动花键副的最大伸缩量，是根据整车布置时进行的传动轴跳动校核而确定的。一般的情况下还可能有传动轴管，空心的轴管具有较小的质量但能传递较大的扭矩，并且比相同外径的实心轴具有更高的临界转速的特点。发动机前置后轮或全轮驱动汽车多采用十字轴刚性万向节传动轴。其优点是可保证在轴间交角变化时可靠地传递动力，有较高的传动效率；缺点是在传动过程中，主、从动轴的转速不相等。这种不等速性降使传动轴及相连的传动部件产生扭转振动机附加交变载荷，产生噪声，影响部件使用寿命，时常发生故障。为了实现两角间的等速传动，可采用双万向节传动，第一万向节的不等速效应就有可能被第二万向节的不等速效应相抵消，从而实现两轴间均匀运转。要达到这个目的，还必须满足两个条件，一是万向节两轴间的夹角与第二万向节两轴间的夹角相等；二是第一万向节从动叉的平面与第二万向节主动叉的平面处于同一平面内。由于变速器和主减速器是随发动机和后桥相对位置而固定的，发动机定位偏差、前后桥的弹性悬架机构的振动，造成其相对位置不断变化。为保证轴间夹角变化在正常范围内，改善传动系的等速性能，赢注重对影响传动轴定位各部件的校正。另外，万向传动装置有极其广泛的应用，发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架在行驶过程中由于路况的不平整造成的颠簸发生不断变形，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；某些汽车根据总布置要求需将离合器与变速器、变速器与分动器之间拉开一端距离，考虑到它们之间很难保证轴与轴同心及车架的变形，所以常采用十字轴万向传动轴或挠性万向传动轴；对于转向驱动桥，左、右驱动轮需要随汽车行驶轨迹变化而改变方向，这时多采用等速万向传动轴。 2、目的、依据和意义本课题的选择充分考虑了所研究课题对汽车车辆工程专业学生学习和工作的指导作用。对本课题的研究能够使学生了解商用车万向轴设计方法，通过本课题的研究，学生可以完成理论课程的实践总结，获得一定的工程设计工作方法。综合运用这几年所学的知识去分析、解决各种相关问题，在作毕业设计的过程中，对所学知识进行整理、运用，提高自己的动手能力和培养自己的解决问题的能力。通过对万向传动轴的研究，培养了我的综合分析、解决问题的能力和独立工作的能力。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 1、研究的基本内容（ 1）万向传动轴的结构方案的分析；（ 2）万向传动轴的计算载荷；（ 3）万向传动轴的运动和受力分析；（ 4）万向传动轴的选择；（ 5）建模，析。 2、拟解决的主要问题（ 1）传动轴的计算与强度校核；（ 2）传动轴扭矩强度校核；（ 3）传动轴滑动花键的设计计算；（ 4）十字轴的计算与校核；（ 5）轴承的计算与强度校核。三、技术路线（研究方法）调查并查阅相关资料方案分析万向节结构设计传动轴结构设计传动轴花键结构设计计十字轴参数计算轴承参数计算传动轴参数计算传动轴花键参数计算强度校核不合格合格建模，析完成毕业设计和说明书四、进度安排 1、第 1 2 周（ 2 月 28 日 3 月 11 日）调研、开题报告、文献综述 2、第 3 周（ 3 月 14 日 3 月 18 日）传动轴的设计计算 3、第 4 7 周（ 3 月 21 日 4 月 15 日）万向节的设计计算 4、第 8 9 周（ 4 月 18 日 4 月 29 日）完成装配图 5、第 10 11 周（ 5 月 2 日 5 月 13 日）完成零件图 6、第 12 周（ 5 月 16 日 5 月 20 日）完成设计说明书，并且进行有限元分析 7、第 13 周（ 5 月 23 日 5 月 27 日）审查修改图纸、计算及设计说明书 8、第 14 周（ 5 月 30 日 6 月 3 日）毕业设计预答辩准备及答辩 9、第 15 16 周（ 6 月 6 日 6 月 17 日）毕业设计修改 10、第 17 周（ 6 月 20 日 6 月 24 日）毕业设计答辩五、参考文献 01 卢曦 ,周萍 ,孙跃东 J2007,6 . 02 吴修义 J03 李科 ,何志兵 ,沈海 J04 任少云 ,朱正礼 ,张建武 J05 何西冷 J06 李仕清 ,张波 J07 康健 J自然科学版 ). 2008 年 ,第39 卷 . 08 刘惟信 M北京：清华大学出版社 09 华同曙 J自然科学版 ). 10 肖生发一种新型等速万向节的设计 J11 李丽 ,顾力强 J12 徐灏册 M 北京 :机械工业出版社会 ,13 陈家瑞 M 北京机械工业出版社 ,14 曹智军 J15王望予 M机械工业出版社， 2006. 16刘惟信第三版 )M清华大学出版社， 2008. 17王国权 ,龚国庆 M机械工业出版社 ,18 冯晋祥，陈德阳，王林超册） M人民交通出版社， 19007 20N 006 六、备注指导教师意见：签字：年月日毕业论文指导教师评分表学生姓名院系专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；选题的理论意义或实际价值 10 3 查阅文献资料能力；综合运用知识能力 15 4 研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力 25 5 文题相符程度；写作水平 15 6 写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性 15 7 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业设计指导教师评分表学生姓名刘晓东院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆 07 指导教师姓名苏清源职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称向传动轴结构设计序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 20 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 10 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、的使用等） 5 8 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业论文评阅人评分表学生姓名专业班级指导教师姓名职称题目评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 15 2 题目工作量；选题的理论意义或实际价值 10 3 查阅文献资料能力；综合运用知识能力 20 4 研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力 25 5 文题相符程度；写作水平 15 6 写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性 15 得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日注：毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。注：毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业设计评阅人评分表学生姓名刘晓东专业班级车辆 07 指导教师姓名苏清源职称副教授题目向传动轴结构设计评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 25 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 15 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、的使用等） 5 得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日毕业论文答辩评分表学生姓名专业班级指导教师职称题目答辩时间月日时答辩组成员姓名出席人数序号评审指标满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、理论意义或价值 10 2 研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力、综合运用知识的能力、应用文献资料和外文的能力 20 3 论文撰写水平、文题相符程度、写作规范化程度、篇幅、成果的理论或实际价值、创新性 15 4 毕业论文答辩准备情况 5 5 毕业论文自述情况 20 6 毕业论文答辩回答问题情况 30 总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计答辩评分表学生姓名刘晓东专业班级车辆 07 指导教师苏清源职称副教授题目向传动轴结构设计答辩时间月日时答辩组成员姓名出席人数序号评审指标满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度 10 2 设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力 10 3 应用文献资料、计算机、外文的能力 10 4 设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、、实用性、科学性和创新性 15 5 毕业设计答辩准备情况 5 6 毕业设计自述情况 20 7 毕业设计答辩回答问题情况 30 总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名刘晓东性别男院系汽车与交通工程学院专业车辆工程班级 07 设计（论文）题目向传动轴结构设计平时成绩评分（开题、中检、出勤）指导教师姓名职称指导教师评分（ X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（ Y）答辩组组长职称答辩组评分（ Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院系公章：年月日注： 1、平时成绩（开题、中检、出勤）评分按十分制填写，指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制 =W+、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。优秀毕业设计（论文）推荐表题目向传动轴结构设计类别学生姓名杨兴明院（系）、专业、班级车辆工程 07 指导教师苏清源职称副教授设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院、系公章：年月日备注：注：“类别”栏填写毕业论文、毕业设计、其它本科学生毕业设计向传动轴结构设计系部名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程学生姓名：刘晓东指导教师：苏清源职称：副教授黑龙江工程学院二一一年六月 s 011计 I 摘要万向传动装置是汽车传动系统中的重要组成部分，万向传动装置位于变速箱和驱动桥之间，一般由万向节、传动轴和中间支承组成。万向节能实现变角度动力传递；传动轴把变速器的转矩传递到驱动桥上；中间支承能补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差和车辆行驶过程中由于发动机窜动或车架等变形所引起的位移。万向传动装置的功用是在汽车行驶过程中，在轴间夹角及相互位置经常发生变化的两个转轴之间传递动力。本文主要是对汽车的十字轴式万向传动装置进行设计。根据车辆使用条件和车辆参数，按照传动系统的设计步骤和要求，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：十字轴、万向节、传动轴、中间支承的参数确定，并进行了总成设计主要为：十字轴的设计，万向节的设计、传动轴的设计以及中间支承的设计等。并通过建模和有限元件对设计万向传动装置进行结构分析，根据分析结果对万向传动装置进行改进设计得出合理的设计方案。关键词：万向传动装置；十字轴；万向节；传动轴；有限元分析黑龙江工程学院本科生毕业设计 he is in is by is of to he in or so on is in in to is on to to to on on on as as so to to on on to to to 龙江工程学院本科生毕业设计录摘要 I 1 章绪论 1 述 1 车传动轴的国内外研究现状 2 究汽车万向传动轴的目的和意义 3 究汽车万向传动轴的目的 3 究汽车传动轴的意义 3 向传动轴的结构特点及基本要求 4 课题研究的主要内容 5 第 2 章汽车传动轴的结构方案分析与选择 7 车传动轴的结构方案概述 7 向节与传动轴的结构型式 7 动轴管、伸缩花键及中间支承结构型式 7 向节类型 10 动轴设计方案 12 章小结 13 第 3 章万向传动轴的设计 14 车的主要技术参数 14 动轴总成设计计算及校核 15 动轴计算载荷的确定 15 动轴轴管的选择及校核 16 间支承的结构设计 21 字轴总成的设计计算及校核 24 向节的受力分析 24 字轴万向节的设计及校核 26 字轴滚针轴承的校核 27 黑龙江工程学院本科生毕业设计万向节叉的设计及校核 28 第 4 章传动轴总成建模与装配 30 件简介 30 用件进行三维实体建模 31 字轴的创建 31 缘叉的创建 31 承差的创建 32 动轴管的创建 32 花键的传动轴管的创建 33 第 5 章万向传动装置的有限元静力学分析 34 件简介 34 与口的创建 34 用望向传动装置进行有限元受力分析 36 字轴有限元受力分析 36 缘叉有限元受力分析 40 动轴有限元受力分析 41 章小结 42 结论 43 参考文献 44 致谢 45 附录 A 外文文献 46 附录 B 外文文献翻译 49 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章绪论述万向节传动用于在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。例如，在某些重型汽车和越野汽车上，根据总布置的要求需将离合器与变速器、变速器与分动器之间拉开一定距离时，考虑到在它们之间很难保证轴与轴能同心以及安装基体即车架也可能发生变形，因此在这些总成之间就应采用万向节传动。此时常采用普通十字轴万向节，也有采用挠性万向节的，其工作夹角一般不大于53 。前置发动机后轮驱动的汽车在行驶过程中，由于悬架的不断变形，变速器与驱动桥的相对位置 (高度和距离 )也在不断变化，因此它们之间需要用可伸缩的万向传动轴联接。这时当联接的距离较近时，常采用两个万向节和一根可伸缩的传动轴；当距离较远而使传动轴的长度超过，常将传动轴分成两根或三根，用三个或四个万向节，且后面一根传动轴可伸缩，中间传动轴应有支承，万向节所联的两轴之间的夹角，对一般载货汽车不应超过 2015 ，对于短轴距的 44 越野汽车，最大可达 30 。对于又要转向又要驱动的转向驱动桥，左、右驱动车轮需要随汽车行驶的轨迹而改变方向，这时多采用球笼式或球叉式等速万向节传动，其最大夹角即车轮的最大转角可达 4232 。万向节传动还用于带有摆动半轴的驱动桥、转向轴传动机构及动力输出装置等。万向节传动应适应所联两轴的夹角及相对位置在一定范围内的不断变化且能可靠而稳定地传递动力，保证所联两轴能等速旋转，且由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动及噪声应在允许范围内，在使用车速范围内不应产生共振现象。此外，万向节传动还要求传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易 8。本课题使用、术对万向传动装置进行设计，实现了设计与制造的一体化，具有明显的优越性。在缩短了设计周期的同时，实现了标准化，通用化，系列化，提高了加工效率及加工质量，有利于提高企业自身应变能力和市场竞争力，给企业带来综合效率。通过对向传动装置的设计，能够使我熟练地掌握、生产实践中的应用，锻炼自己分析问题解决问题的能力。解放汽车万向传动装置正广泛应用于各种车辆上，使汽车传动性能显著提高，因此，对此课题的研究具有十分重要的意义。黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 车传动轴的国内外研究现状万向传动轴在汽车上的应用比较广泛。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；某些汽车根据总布置要求需要将离合器与变速器、变速器与分动器拉开一段距离，顾及到它们之间很难保证轴与轴同心及车架的变形，所以常采用十字轴万向传动轴或挠性万向传动轴；对于转向驱动桥，左、右驱动轮需要随汽车行驶轨迹变化而改变方向，多采用等速万向传动轴。依据在扭转方向上是否有明显的弹性，万向节分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又分为不等速万向节（十字轴式）、准等速万向节（双联式、凸块式、三销式、球面滚轮式）和等速万向节（球叉式、球笼式）。其中十字轴式万向节是目前在汽车上应用最广泛的；双联式万向节在越野车转向驱动桥应用增多；球笼式万向节在轿车转向驱动桥得到广泛应用。刚性万向节是靠零件的铰接式连接传递动力；挠性万向节是靠弹性零件传递动了的，具有缓冲减振作用。单十字轴万向节传动的不等速，使从动轴及其相连的部件产生扭转振动，影响部件寿命，所以常采用双十字轴万向节来实现等速传动。等速万向节是从结构上保证在其工作中，其传力点总位于两轴交角的平分面上；这也是以后的发展方向。这次课题设计中选的是目前汽车上应用广泛的十字轴万向节。传动轴高速转动时，在离心力的作用下长生剧烈振动；所以，传动轴与万向节装配后，必须满足动平衡要求。传动轴过长时，自振频率较低，易产生共振；通常将传动轴分成两段并加中间支承。蜂窝软垫式中间支承应用较广泛。有的汽车也采用摆动式中间支承。有限元方法在汽车产品开发中的应用非常广泛，主要在汽车上有以下几种应用：（ 1）结构静力分析这是在车辆及其发动机的各种零部件设计中最常见的问题，也是应用最为广泛的领域，即分析计算结构与时间无关的应力分布与变形情况。如齿轮轮齿、钢板弹簧、车桥、飞轮、传动轴的静力分析。（ 2）结构动力学分析一是求解结构或系统本身的动态特性，如固有频率、振型等，这对分析与解决振动问题是十分重要的；二是强迫响应分析，即结构在动载的作用下的响应，这较静力分析更接近于车辆及其发动机中的许多零部件的实际工作情况，但一般计算量也将增加许多倍。随着对环境问题的益重视，在车辆及发动机的设计中已普遍采用各种分析工具，采取各种有效措施，来改善和减少车辆的振动和噪声。例如车辆动力装置的动态性分析等。（ 3）温度场分析分析结构内部温度的分布情况以及热应力和热变形的情况，包括稳态和瞬态的问题，例如可应用于发动机中的活塞、气缸盖等燃烧室附近的零部件。黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 在进行这类零部件的强度刚度分析计算时，不仅要考虑机械负荷而且还要同时考虑热负荷。（ 4）流场分析是有限元方法在流体力学领域中的应用。一般流场分析是非线性问题，较为复杂。解决流体力学中的问题应用较多的是有限差分法与可以认为是介于有限差分法和有限元方法之间的有限容积法。这一类问题的应用实例有车辆外形对行驶阻力的影响的分析、对发动机冷却系统的分析等。对产品的结构、工艺参数、结构形状参数进行分析与优化，可在产品设计初期对其刚度和强度有充分的认识，使产品在设计过程就可保证使用要求，缩短设计试验周期，节省试验和生产费用。它在汽车产品开发中应用使得汽车在轻量化、舒适性、经济性与操纵稳定性等方面得到改善及提高。究汽车万向传动轴的目的和意义究汽车万向传动轴的目的中国汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为发展趋势。我国汽车业的高速发展，带动我国汽车传动轴需求持续大幅增长。汽车传动轴市场潜在需求与潜在机会，整个产业规模具有非常大的扩展空间，单个企业规模也会越来越大。在这样的一个背景下，中国汽车传动轴发展前景一片光明。万向节传动应适应所联两轴的夹角及相对位置在一定范围内的不断变化且能可靠而稳定地传递动力，保证所联两轴能等速旋转，且由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动及噪声应在允许范围内，在使用车速范围内不应产生共振现象。此外，万向节传动还要求传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易。而传动轴及万向节的设计装配不良将产生振动和噪声，因此该总成设计是汽车设计中重要的环节之一。本题是依据现有生产企业在生产车型的万向传动装置作为设计原型，在给定变速器输出转矩、转速及发动机和主减速器安装位置等条件下，学生独立设计出符合要求的万向传动装置，着重设计计算万向节的结构参数及对其进行了校核计算。在对各种结构件进行了分析计算后，绘制出该总成装配图及主要零件的零件图。究汽车传动轴的意义本课题使用、术对万向传动装置进行设计，实现了设计与制造的一体化，具有明显的优越性。在缩短了设计周期的同时，实现了标准化，通用化，系列化，提高了加工效率及加工质量，有利于提高企业自身应变能力和市场竞争力，给企业带来综合效率。通过向传动装置的设计，能够使我熟练地掌握、生产实践中的应用，锻炼自己分析问题解决问题的能力。汽车万向传黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 动装置正广泛应用于各种车辆上，使汽车传动性能显著提高，因此，对此课题的研究具有十分重要的意义。向传动轴的结构特点及基本要求万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支撑组成。主要用于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。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、凸缘叉及轴向定位件和橡胶密封件等组成。传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。重型载货汽车根据驱动形式的不同选择不同型式的传动轴。一般来讲 4 2 驱动形式的汽车仅有一根主传动轴。 6 4 驱动形式的汽车有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴。 6 6 驱动形式的汽车不仅有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴，而且还有前桥驱动传动轴。在长轴距车辆的中间传动轴一般设有传动轴中间支承它是由支承架、轴承和橡胶支承组成。传动轴是由轴管、伸缩套和万向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，并在平衡机上进行了调整。因此，一组传动轴是配套出厂的，在使用中就应特别注意。其基本结构如图示图万向传动装置的工作原理及功用图变速器与驱动桥之间的万向传动装置黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 基本要求：可靠而稳定地传递动力。连接两轴尽可能等速运转。动和噪声应在允许范围内，在使用车速范围内不应产生共振现象。用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。万向传动装置有极其广泛的应用，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；某些汽车根据总布置要求需将离合器与变速器、变速器与分动器之间拉开一端距离，考虑到它们之间很难保证轴与轴同心及车架的变形，所以常采用十字轴万向传动轴或挠性万向传动轴；对于转向驱动桥，左、右驱动轮需要随汽车行驶轨迹变化而改变方向，这时多采用等速万向传动轴。如图示图万向节在汽车上的各种应用课题研究的主要内容依据现有生产企业在生产车型的万向传动装置作为设计原型，在给定变速器输出黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 转矩、转速及发动机和主减速器安装位置等条件下，独立设计出符合要求的万向传动装置，着重设计计算万向节的结构参数及对其进行了校核计算。对汽车万向传动轴的运动特性，技术难题，制造工艺，使用寿命影响因素，失效形式，进行深入系统的分析。在设计过程中避免振动，传动动轴断裂，十字轴折断，及滚针轴承过早损坏等问题。运用传统设计方法完成对传动轴的计算校核，传动轴滑动花键的设计计算。万向节叉及十字轴的计算校核。利用相关书籍资料完成对十字轴的设计及校核，传动轴滑动花键和万向节的润滑方案的选择与设计。黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 第 2 章汽车传动轴的结构方案分析与选择车传动轴的结构方案概述向节与传动轴的结构型式汽车后驱动桥的万向节传动装置通常称为汽车的万向传动轴或简称为传动轴，它由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。对于长轴距汽车的分段传动轴，还需有中间支承。如图动轴管、伸缩花键及中间支承结构型式传动轴管由壁厚均匀易平衡、壁薄 (管径较大、扭转强度高、弯曲刚度大、适于高速旋转的低碳钢板卷制的电焊钢管制成如图图车传动轴的结构图 (a)带有中间支承并有两根轴管的分段传动轴； (b)具有一根轴管的传动轴 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 中间支承黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 伸缩花键具有矩形或渐开线齿形，用于补偿由于汽车运动时传动轴两端万向节之间的长度变化。当承受转矩的花键在伸缩时，产生轴向摩擦力为 (式中：传动轴所传递的转矩； R 花键齿侧工作表面的中径； f 摩擦系数。由于花键齿侧工作表面面积较小，在大的轴向摩擦力作用下将加速伸缩花键的磨损，引起不平衡及振动。应提高键齿表面硬度及光洁度，进行磷化处理、喷涂尼龙，改善润滑。可减小摩擦阻力及磨损。也有用滚珠或滚柱的滚动摩擦代替花键齿间的滑动摩擦的结构如图图有滚柱的汽车传动轴 1 滚柱； 2 带有滚柱内滚道的传动轴管； 3 带有滚柱外滚道的轴管花键应有可靠的润滑及防尘措施，间隙不宜过大，以免引起传动轴振动。内、外花键应对中，为减小键齿摩擦表面间的压力及磨损应使键齿长其最大直径比不小于 2。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上的平衡片补偿。装车时传动轴的仲缩花键一端不应靠近后驱动桥，而应靠近变速器或中间支承，以减小其轴向摩擦力及磨损。中间支承用于长轴距汽车的分段传动轴，以提高传动轴的临界转速，避免共振，减小噪声。它安装在车架横梁或车身底架上，应能补偿传动轴的安装误差及适应行驶中由于弹性悬置的发动机的窜动和车架变形引起的位移，而其轴承应不受或少受由此产生的附加载荷。以前中间支承多采用自位轴承，目前则广泛采用坐于橡胶弹性元件上的单列球轴承如图胶弹性元件能吸收传动轴的振动，降低噪声，承受径向力，但不能承受轴向力。设计时应合理选择支承刚度，避免在传动轴常用转速内产生共振。摆臂式中间支承的摆臂用于适应中间传动轴轴线在纵向平面内的位置变化如图龙江工程学院本科生毕业设计 9 6 6 越野汽车传动轴的中间支承常安装在中驱动桥壳上 ,多采用两个圆锥滚子轴承，轴承座应牢固地固定在中桥壳上如图示。图车传动轴的中间支承 (a)传动轴及其中间支承； (b)-(e)中间支承方案 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 一横梁图臂式中间支承黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 圈野汽车传动轴的中间支承向节类型汽车用万向节分为刚性的、挠性的、等速的和不等速的几种。汽车除转向驱动桥及带有摆动半轴的驱动桥的分段式半轴多采用等建万向节外，一般驱动桥传动轴均采用一对十字轴万向节。 1、普通十字轴万向节普通十字轴万向节如图示，由两个万向节叉及联接它们的十字轴、滚针轴承及讷封等组成。其结构简单，传动效率高。十字轴万向节的损坏形式主要是十字轴轴颈和滚针轴承的磨损，以及十字轴轴颈和滚针轴承碗工作表面的压痕和剥落。通常认为当磨损或压痕超过，十字轴万向节就应报废。为了提高其使用寿命。出现了各种有效的组合式润滑密封装置，以润滑和保护十字轴轴颈与滚针轿车和轻型客、货车常于装配时封入润滑脂润滑以减少车辆的润滑点，这时应采用密封效果较好的双刃口或多刃口橡胶油封。当需定期加注润滑脂时，应如图在加注润滑脂时能将陈油和磨损产物排出。轴蕊中的滚针直径的差值应控制在内，否则会加重载荷在滚针间的分配不均匀性。滚针轴承的径向间隙过大会使受载的滚针数减少及引起滚针歪斜，间隙过小则可能受热卡住，合适的间隙为滚针的用向总间隙取宜。重型汽车有时采用较粗的滚针并分成两段以提高其寿命，也有以滚柱代替滚针的结构。为防止十字轴轴向窜动及避免摩擦发热，有的在十字轴轴端和轴承碗之间加装端面滚针轴承。黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 图通十字轴万向节 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图字轴的润滑与密封 1 一防尘罩； 2一油封座圈； 3一止推环； 4一滚针；间隙；单个十字轴万向节不是等速万向节，其特点是当主动轴与从动轴之间有夹角时，不能等速传递而有转角差，使主、从动轴的角速度周期性地不相等。采用两个十字轴万向节并把与传动轴相连的两个万向节叉布置在同一平面内，且使万向节的夹角21 = ，则可使处于同一平面内的输出轴与输入轴等角速旋转。十字轴万向节两轴的夹角。不宜过大当由 4 增至 16 时，滚针轴承寿命将下降至原寿命的 1 4。 2、挠性万向节利用橡胶盘、块、环及橡胶一金属套筒等橡胶弹性元件在夹角不大于 5 的两轴间传递转矩。其结构简单、不需润滑，能减小传动系的扭振、动载荷及噪声。有的结构还允许一定的轴向变形当这种轴向变形量能满足使用要求时，可省去伸缩花键。常用作轿车三万向节传动中的靠近变速器的第一万向节或用在重型车的离台器与变速器，变速器与分动器之间。考虑到用到这些地方的挠性万向节常要在挂直接档时的高转速下工作，为保证传动轴总成的平衡精度，则必须使万向节两侧的轴线对中。图图，其中图 (a)、图 (b)分别为具有球面对中机构的环形和六角形挠性万向节：图 (c)为橡胶金属套筒结构的挠性万向黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 节；图 (d)、图 (e)分别为组合型和盘形橡胶元件。用于橡胶金属套筒结构的橡胶应具有的物理机械特性为：抗拉强度不小于 1 5相对拉伸率不小于 350；肖氏硬度 65 75；最大挤压应力为剪切弹性模量 G =工作温度范围为 80 。 (a) 球面对中机构的环形挠性万向节； (b)六角形挠性万向节； (c)橡胶金属套筒结构的挠性万向节； (d) 组合型橡胶元件； (e)盘形橡胶元件图性万向节及其橡胶元件的典型结构 3、等速万向节主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的万向节，称为等角速万向节或等速万向节。等速万向节的 “等角速 ”工作原理，可以一对大小相同的圆锥齿轮传动为例来说明。两齿轮的轴线交角为，这两个齿轮轮齿的接触点 P 位于轴间夹角的平分线上由点点处两齿轮的圆周速度是相等的，因而两齿轮的角速度相等。多数等速万向节工作时的特点也都在于：它们所有的传力点总是位于两轴夹角的等分平面上，这样，被万向节所联接的两轴的角速度就永远相等。在转向驱动桥、断开式驱动桥和驱动桥的车轮传动装置中，广泛地采用着各种型式的等速万向节和近似等速的万向节。其常见的结构型式有球笼式、球叉式、双联式、凸

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